Железнодорожные шпалы: настоящее и будущее | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Фадеева Г. Д., Паршина К. С., Родина Е. В. Железнодорожные шпалы: настоящее и будущее // Молодой ученый. — 2013. — №6. — С. 161-163. — URL https://moluch.ru/archive/53/7190/ (дата обращения: 25.06.2018).

Шпала (от нидерл. spalk — подпорка) — это опора для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно — балластный слой, в метрополитене — бетонное основание). [1]

В настоящее время на ж\д мира применяется несколько типов шпал:

1.      Деревянные

2.      Железобетонные

3.      Стальные

4.      Полимерные (пластиковые)

В данной статье мы не рассматриваем деревянные и стальные шпалы, т. к. они не морально устарели, и в настоящее время их укладка под вновь строящиеся пути практические не производится.

С 1946–1948 г. в России широко применяют железобетонные прямолинейные шпалы [3]. С 1955 г. начато промышленное изготовление железобетонных шпал.

Преимуществам таких шпал: большой срок службы вследствие высокой механической прочности, неподверженность гниению, что обуславливает возможность повторного использования шпал, а также использования на грузонапряжённых участках пути.

Недостаток таких шпал: высокая жёсткость железнодорожного пути, что неблагоприятно сказывается при его эксплуатации [2], [3]. Под концами железобетонных шпал балласт уплотняется, и даже выдавливается из-под этих концов [3]. Особенно часто такое явление наблюдается под стыками рельсов весной при избыточном увлажнении балласта. Это приводит к увеличению изгибающих моментов в шпале [2] и способствует её разрушению.

На современных рельсовых путях расстояние между продольными осями рельсов регулируют перемещением рельсов поперек шпал, что осложняет конструкцию крепления рельсов и стальных подрельсовых подкладок.

Рис. 1 Железнодорожный путь с железобетонными шпалами

С 1990-х годов некоторые страны мира начали внедрять пластиковые шпалы на железные дороги, в том числе и на скоростные (Япония,Китай). Так же активно начинают интересоваться данным видом шпал и другие страны мира, особенно страны с жарким влажным климатом (США, Индия, Тайланд и Филиппины). США является мировым лидером по производству таких шпал, т. к. до сих пор в США большое количество деревянных шпал, и в ходе поисков более экономичных шпал для замены деревянных американские компании всё больше склоняются в пользу полимерных шпал.

В США пластиковые железнодорожные шпалы производятся десятком небольших компаний, владеющих запатентованными технологиями. Эти компании на протяжении десятилетия стремились установить стандарты, классифицировать продукты и провести их тестовые испытания. Составные шпалы весят от 200 до 280 фунтов каждая в зависимости от длины и технологии производства. Длина шпал для пассажирских перевозок — от 8.5 до 9 футов, для грузовых — от 7 до 9 футов. Лабораторно измеренные показатели прочности и усилий вставки и извлечения для костылей в составных шпалах в общем ниже, чем в деревянных. Но рабочие характеристики пластиковых шпал приблизительно сходны, а износостойкость выше. Пластиковые шпалы имеют большие преимущества перед железобетонными. Они могут быть проложены с помощью того же оборудования, что и деревянные, и деревянные шпалы могут заменяться составными постепенно [4].

Рис. 2 Полимерная шпала на испытании

Преимущества данных шпал: низкая себестоимость (вследствие использования вторсырья для их изготовления), более высокая износостойкость (чем у деревянных шпал).

Недостатки данных шпал: недостаточные производственные мощности по производству данных шпал (даже в США), в России не производятся, и нет планов по их производству в обозримом будущем.

Помимо широко используемых в мире различных типов шпал, существуют шпалы, изобретенные в ПГУАС, специально для скоростных железнодорожных путей. В конструкции данных шпал использованы материалы для повышения срока службы (чугун, базальт), и заложена возможность автоматической рихтовки рельсового пути. Для повышения безопасности при высоких скоростях движения (до 500 км/ч), данные шпалы приспособлены для использования их совместно с арочными рельсами, которые так же изобретены в ПГУАС, для ознакомления с конструкцией данных шпал и другим перспективным разработкам в области ж/д транспорта авторы советуют обратиться к работам [5], [6], [7], [8].

Основной недостаток шпал разработанных в ПГУАС, медленная окупаемость, вследствие высокой стоимости материалов для производства шпал, из-за чего требуются большие капиталовложения на начальной этапе реализации проектов по строительству ж/д магистралей. Но следует отметить, что данный недостаток испытывает вся ж/д отрасль, и может решаться грамотным концентрацией средств правительством РФ, а так, же кооперацией с частными компаниями. При выполнении этих условий данные шпалы довольно быстро начнут приносить прибыль, путём снижением эксплуатационных расходов на содержание рельсового пути.

Литература:

1.      Большая советская энциклопедия

2.      Золотарский А. Ф., Балашов А. А. и др. Железнодорожный путь на железобетонных шпалах. -М.: Транспорт, 1967, 441 с.

3.      Фришман М. А. Как работает путь под поездами. «Транспорт» М. 1983, 168с.

4.      Новые химические технологии http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=697

5.      Нежданов К. К., Нежданов А. К., Чернецов А. С. Шпала для скоростного рельсового пути Патент России № 2 324 783. Е01В 3/16, Е01В 3/44. Заявка на изобретение № 2006 112729/11 (013849). 2007.09.10. Зарег. 20 мая 2008. Бюл №.14.

6.      Нежданов К. К., Гарькин И. Н. Об увеличении надёжности и скорости движения железнодорожных составов [Текст] // Современные проблемы транспортного комплекса России: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. А. Н. Рахмангулова. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2011-С.169–177

7.      Нежданов К. К., Кузьмишкин А.А, Гарькин И. Н. Шпала повышенной долговечности для скоростного рельсового пути [Текст] // Отраслевые аспекты технических наук № 3 (Март)-Москва изд.-во ИНГН 2012,С.4–5

8.      Нежданов К. К., Гарькин И. Н., Мягков Д. В. Способ автоматической рихтовки рельсового пути и повышения долговечности шпал [Текст] // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта: межвуз. сб.науч. трудов.-М.:МИИТ,2011.- 207с., С.82–84

Основные термины (генерируются автоматически): шпала, США, Железнодорожный путь, страна мира, Россия, конструкция данных шпал, рельсовый путь, балластный слой.


Похожие статьи

Скоростные железнодорожные магистрали | Статья в журнале...

Высокоскоростные железные дороги по странам мира, 2014 г. Страна. В эксплуатации (км).

 сочетание Eurostar — с помощью данных сообщений в Великобритании была получена постоянная «сухопутная» связь железной

Железнодорожные шпалы: настоящее и будущее.

Анализ мирового опыта развития высокоскоростного...

Концепция высокоскоростных железнодорожных линий, специализированных только на пассажирских перевозках, стала в мире доминирующей.

В настоящее время применяется два основных типа конструкции пути — плитный (японский вариант) и балластный на земляном...

Электробалластер (electric ballasting machine) | Статья в журнале...

Задача такого робота за короткое время выполнить дозировку балласта, предварительно выгруженного вдоль пути; срезать балласт у торцов шпал; сделать планировку откосов и междупутных зон призмы; поднять путевые решетки на формируемый балластный слой.

К проблеме развития железных дорог в Ставропольском крае

Курс на индустриализацию страны вызвал необходимость ведения строительства железнодорожных путей.

В ноябре 1926 г. начались вестись подготовительные работы по постройке дороги: подвозили рельсы, шпалы и строительный материал.

Использование цифровых спутниковых снимков при решении...

Для получения необходимых данных, характеризующих местные условия станции или другого объекта

К станции «К» примыкает железнодорожный путь необщего пользования (ПНОП) ОАО «М», состоящий из

Укладка станционных путей рельсами Р65 при 1840 шпал/км.

Развитие скоростного железнодорожного транспорта

Его движение осуществляется либо колесным подвижным составом по рельсовому пути.

Были разработаны новые виды железнодорожных шпал, анкерных устройства, крепежи, способы рихтовки и т. д. Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться в...

Нагрузки от подвижного состава, действующие на подпорную стену

При расположении подпорной стены вдоль железнодорожного пути эквивалентная нагрузка СК от подвижного состава железных дорог на уровне подошвы балластного слоя принимается

6. СНиП 2.02.01–83* Основания зданий и сооружений / Госстрой России, — М.: ФГУП ЦПП, 2006.

Мировой опыт инвестирования в железнодорожный транспорт

Повысить максимальную скорость поездов позволит укладка новых железобетонных шпал.

Для того чтобы железнодорожный транспорт России стал конкурентоспособным на международном рынке перевозок, в первую очередь требуется срочная модернизация путей и...

Возможные пути развития железнодорожного транспорта

Стоит также отметить, что железнодорожный транспорт не может быть одинаков во всем мире в целом и в отдельно взятой стране в будущем.

Тогда лента-маховик, расположенная внутри конструкции и приводимая в движения магнитным путём, при своём движении будет...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Скоростные железнодорожные магистрали | Статья в журнале...

Высокоскоростные железные дороги по странам мира, 2014 г. Страна. В эксплуатации (км).

 сочетание Eurostar — с помощью данных сообщений в Великобритании была получена постоянная «сухопутная» связь железной

Железнодорожные шпалы: настоящее и будущее.

Анализ мирового опыта развития высокоскоростного...

Концепция высокоскоростных железнодорожных линий, специализированных только на пассажирских перевозках, стала в мире доминирующей.

В настоящее время применяется два основных типа конструкции пути — плитный (японский вариант) и балластный на земляном...

Электробалластер (electric ballasting machine) | Статья в журнале...

Задача такого робота за короткое время выполнить дозировку балласта, предварительно выгруженного вдоль пути; срезать балласт у торцов шпал; сделать планировку откосов и междупутных зон призмы; поднять путевые решетки на формируемый балластный слой.

К проблеме развития железных дорог в Ставропольском крае

Курс на индустриализацию страны вызвал необходимость ведения строительства железнодорожных путей.

В ноябре 1926 г. начались вестись подготовительные работы по постройке дороги: подвозили рельсы, шпалы и строительный материал.

Использование цифровых спутниковых снимков при решении...

Для получения необходимых данных, характеризующих местные условия станции или другого объекта

К станции «К» примыкает железнодорожный путь необщего пользования (ПНОП) ОАО «М», состоящий из

Укладка станционных путей рельсами Р65 при 1840 шпал/км.

Развитие скоростного железнодорожного транспорта

Его движение осуществляется либо колесным подвижным составом по рельсовому пути.

Были разработаны новые виды железнодорожных шпал, анкерных устройства, крепежи, способы рихтовки и т. д. Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться в...

Нагрузки от подвижного состава, действующие на подпорную стену

При расположении подпорной стены вдоль железнодорожного пути эквивалентная нагрузка СК от подвижного состава железных дорог на уровне подошвы балластного слоя принимается

6. СНиП 2.02.01–83* Основания зданий и сооружений / Госстрой России, — М.: ФГУП ЦПП, 2006.

Мировой опыт инвестирования в железнодорожный транспорт

Повысить максимальную скорость поездов позволит укладка новых железобетонных шпал.

Для того чтобы железнодорожный транспорт России стал конкурентоспособным на международном рынке перевозок, в первую очередь требуется срочная модернизация путей и...

Возможные пути развития железнодорожного транспорта

Стоит также отметить, что железнодорожный транспорт не может быть одинаков во всем мире в целом и в отдельно взятой стране в будущем.

Тогда лента-маховик, расположенная внутри конструкции и приводимая в движения магнитным путём, при своём движении будет...

Задать вопрос