Металлы и цены

Шпалы металлические

Статья опубликована в номере 15 (169)-2008

Поиск по статьям

Для устройства верхнего строения железнодорожного пути применяют деревянные, железобетонные и металлические шпалы. Использование последних в нашей стране представляет собой достаточную редкость вследствие их большой металлоемкости. Однако в некоторых сферах горнорудного дела и при выплавке металла без них не обойтись

шпалы

Назначение шпал

Шпалы применяют при устройстве верхнего строения пути для того, чтобы принять давление от рельса и передать его далее балласту, сохраняя при этом неизменность колеи. В нашей стране верхнее строение устраивают на поперечных шпалах, расположенных перпендикулярно рельсу, хотя бывают и продольные шпалы.

Материалом для изготовления шпал служит, в основном, дерево и железобетон, гораздо реже — металл. Основное достоинство деревянных шпал, помимо всего прочего, их сравнительная дешевизна. Поэтому они широко распространены в странах, где достаточны запасы леса. Но деревянные шпалы недолговечны, срок их эксплуатации зависит в т. ч. от нагрузки на ж/д магистраль (количеству и тоннажу проходящих составов), поэтому на высоконагруженных магистралях используют железобетонные шпалы. Однако применение железобетонных шпал также имеет свой недостаток — после окончания срока службы такие шпалы сложно и экономически неэффективно утилизируются. В настоящее время в ряде стран накопилось большое количество пришедших в негодность железобетонных шпал, которые занимают огромные площади и создают экологически небезопасные зоны. Кроме того, железобетонные шпалы имеют высокую жесткость, которая вызывает сравнительно быстрый износ рельсов и бандажей колесных пар.

Металлические шпалы: свойства и применение

Такие шпалы служат дольше железобетонных и деревянных. Кроме того, после истечения срока службы металлических шпал они могут быть легко переработаны, сохраняя при этом, по оценкам специалистов, до 40% своей стоимости. Металлические шпалы не подвержены гниению, не растрескиваются, выдерживают высокие температуры, могут применяться в странах с влажным тропическим климатом.
«Узким» местом при транспортировке грузов железнодорожным транспортом были и остаются сходы с рельсов подвижного состава. Особенно часто они происходят на временных путях в карьерах и на отвалах по причине уширения железнодорожной колеи.
С военной точки зрения применение металлических шпал желательно на пограничных линиях, на участках от границы до крепостей, в том случае, когда ширина колеи на дорогах у соседних государств различная. Восстановление разрушенных при отступлении участков и изменение ширины колеи («перешивка» колеи) на металлических шпалах настолько сложны, что проще выполнить новую укладку по имеющемуся полотну на деревянных шпалах, что вызовет задержку в пользовании дорогами и в подготовке наступательных операций.

Применение металлических шпал позволяет сократить количество сходов по уширению почти на треть — металлическая шпала обеспечивает стабилизацию ширины колеи. При их использовании скорее разрушается балластный материал, чем существенно изнашиваются сами шпалы, не наблюдается и повреждений элементов упругих скреплений. Другим важным фактором является ремонтопригодность металлических шпал: после сходов деревянные и железобетонные шпалы, как правило, восстановлению и ремонту не подлежат, а металлические можно ремонтировать и применять многократно.

Металлические шпалы применяются также в доменном и сталеплавильном производстве на тех участках, где из-за высоких температур деревянные шпалы горят, а в железобетонных шпалах происходит расслоение бетона. Кроме того, металлические шпалы позволяют устраивать верхнее строение пути при повышенных нагрузках на ось подвижного состава ?- до 60 тонн (нагрузки на ось подвижного состава МПС до 20 тн).
Интерес представляет и срок службы металлической шпалы, который превышает срок службы железобетонной в 4-5 раз.
Кроме сталеплавильного, доменного производства, горнорудного дела, металлические шпалы нашли широкое применение при установке подкрановых путей, их используют и для усиления путевой решетки (например, через три деревянные шпалы ставится одна металлическая).

К достоинствам металлической шпалы можно также отнести малое количество используемых крепежных элементов (в 4 раза меньше, чем на деревянных шпалах) и существенное повышение производительности труда на монтажно-демонтажных работах, т. к. используется не болтовое соединение, а спецклинья. Кроме того, металлическая шпала весит около 120 кг (деревянная — 80 кг, железобетонная — 270 кг), что облегчает ремонт пути.
В качестве недостатков металлических шпал необходимо отметить отсутствие электроизоляции рельсовых цепей, что создает определенные неудобства при работе автоматики. Решают эту проблему при помощи установки различных изолирующих прокладок.

Производство металлических шпал

При изготовлении металлических шпал используют холодногнутый шпальный профиль из листовых заготовок разной толщины (6мм; 8мм; 10мм) или горячекатаный прокат. Различная толщина листа позволяет создавать и эффективно использовать шпалы в зависимости от грузонапряженности того или иного участка ж/д пути.

В России первая шпала появилась в 1834 году. В 1903 году, на русских железных дорогах впервые были применены опытные железобетонные шпалы. Металлические шпалы впервые были уложены на Мариупольском участке Донецкой железной дороги.
В 1912 году 135-километровый путь между станциями Гербы и Кельцы тоже был выполнен с металлическими шпалами.

Для изготовления шпал предприятия приобретают листогибочный пресс, гильотинные ножницы. Шпалы из черных металлов обычно прессуются в окончательную форму после прокатки, но могут быть также собраны и путем сварки или склепывания нескольких элементов вместе. Обычно они имеют поперечное сечение в форме буквы «U» или «омега» с очень короткими плечиками.

При производстве металлических шпал предприятия придерживаются стандарта NF F50-404-1988, который входит в рубрики классификатора: ОКС\Железнодорожная техника\ Рельсы и компоненты железных дорог\Шпалы металлические железных дорог нормальной колеи. Кроме того, по ТУ 14-2-889-90 производят шпалы из горячекатанного проката.

Металлические шпалы производят: Магнитогорский Металлургический комбинат, «Губкинский ремонтно-механический завод» (Россия, Белгородская область, г. Губкин), «Днепроспецсталь» (Украина), «Алчевский металлургический комбинат» (Украина) и другие.

В настоящее время на долю металлических и железобетонных шпал приходится около 20%. Но эта цифра с каждым годом растет, и по различным прогнозам к 2050 году на железнодорожном полотне будут доминировать металлические шпалы.

Н. Алесандров