Деревянные шпалы
Наиболее распространенной породой древесины, из которой у нас изготовляются шпалы для трамвайных путей, является сосна. Она отличается прямизной, упругостью и состоит из богатонасыщенной смолой сердцевины и мягкой заболони. В сыром виде сосна мало устойчива против гниения, но хорошо принимает пропиточное вещество. Шпалы могут изготовляться и из других пород леса: дуба, бука, кедра, пихты, лиственницы, ели и пр.
Шпалы для трамвайных путей необходимо делать только из здорового леса.
Болезнь древесины (гниение) служит стимулом к развитию грибницы, которой подвержено как живое, так и мертвое дерево.
В результате гниения древесина меняет цвет – темнеет или светлеет, изменяет физические и механические свойства: удельный вес делается в 2–2,5 раза меньше, твердость снижается в 15–35 раз.
Для предохранения шпал трамвайных путей от гниения их пропитывают различными антисептиками минерального или органического происхождения. Трамвайные шпалы нельзя пропитывать антисептиками, увеличивающими электропроводность шпал (например, хлористым цинком и пр.).
Наиболее распространенной является пропитка креозотом. Креозотовое масло получается перегонкой каменноугольной смолы. Лучшая пропитка получается при нагнетании антисептика под давлением.
Большое значение для качества шпал трамвайных путей имеет время рубки леса. Зимой темп жизни дерева уменьшается и у него бывает меньше соков, способных разлагаться. Поэтому заготовлять лес на шпалы следует зимой.
В зависимости от способа изготовления и формы трамвайные деревянные шпалы подразделяются на обрезные и брусковые (рис. 1).
Рис. 1. Типы деревянных шпал трамвайных путей.
К обрезным шпалам относятся типы IА, IIА, IIIА, IVА, VА; к брусковым – IБ, IIБ, IIIБ, IVБ, VБ.
Основные размеры поперечного сечения трамвайных шпал в см сведены в табл. 1.
| Тип шпалы | Толщина шпалы | Ширина постели | Тип шпалы | Толщина шпалы | Ширина постели | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| верхней | нижней | верхней | нижней | ||||
| IА | 17,5 | 16 | 25,0 | IБ | 17,5 | 16 | 25–28 |
| IIА | 15,5 | 15 | 25,0 | IIБ | 15,5 | 15 | 25–27 |
| IIIA | 14,5 | 15 | 24,5 | ШБ | 14,5 | 15 | 24,5–26 |
| IУА | 14,5 | 15 | 23,0 | IVB | 14,5 | 15 | 23–25 |
| УА | 13,5 | 13 | 21,5 | VБ | 13,5 | 13 | 21,5–23 |
Длина трамвайных шпал для типов I–IV равна 2,7 м и для V типа – 2,5 м.
Для трамвайных путей применяются нормальные железнодорожные шпалы по ГОСТ 78–58, изготовляемые из сосны, ели и других пород не ниже типа IVБ.
Укладываемые шпалы и брусья пропитывают креозотом. Допускаются следующие отклонения от стандартных размеров шпал и брусьев:
– в длине ±30 мм;
– в толщине ±5 мм.
Ширина верхней постели может быть увеличена до ширины нижней, уменьшение допускается до 10 мм. Ширина нижней постели может быть увеличена на 30–60 мм и уменьшена на 10–20 мм.
Железобетонные шпалы
Железобетонные шпалы ранее изготовлялись из обычного ненапряженно-армированного бетона, прочность его была недостаточной. Поэтому бетонные шпалы и не получили изначально широкого распространения.
Чуть позднее быстро распространился способ изготовления напряженно-армированного бетона высоких марок, обладающего достаточной прочностью и трещиноустойчивостью.
Форма сечения железобетонных шпал для различна. Применяются шпалы постоянного и переменного сечения. Арматура в шпалах бывает круглая и периодического профиля. Крепление рельсов к шпалам также различное. История железобетонных шпал давняя (они начали применяться еще с XIX века), но большого опыта по их применению пока еще нет, вследствие чего нет и стандарта на них. Наиболее распространенным сечением шпал является прямоугольное и трапециевидное, в виде брусковых монолитных шпал. Характеристика применяемых железнодорожных и трамвайных шпал показана в табл. 1.
| Тип шпалы | Вес шпалы в кг | Длина шпалы в мм | Ширина шпалы в мм | Толщина в мм | Марка бетона в кг см2 | Вес арматуры в кг | Примечание | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| средней части | под рельсом | |||||||
| Магистральных железных дорог | 250 | 2700 | 250 | 130 | 195 | 500 | 6,9 | – |
| Промышленных железных дорог | 252 | 2700 | 250 | 160 | 160 | 500 | 9,1 | – |
| Промышленных железных дорог с арматурой периодического профиля | 252 | 2700 | 250 | 160 | 160 | 400 | 12,1 | – |
| Киевского трамвая | 182 | 2500 | 250 | 140 | 160 | 500 | 7,0 | С вырезом посередине |
| Московского трамвая | 173 | 2500 | 250 | 120 | 120 | 500 | 3,6 | – |
| Двухшарнирная Гипрокоммундортранса | 209 | 2600 | 260 | 95 | 190 | 500 | 11,1 | Ширина средней части 220 мм |
| Улучшенная Киевская, разработанная Ленинградским НИИ АКХ, рекомендованная МКХ РСФСР в 1959 г., тип КУ-59 | 190 | 2500 | 250–180 | 140 | 160 | 500 | 4,4 | |
Железобетонная шпала для трамвайных путей толщиной 12 см показана на рис. 2, а двухшарнирная шпала – на рис. 3.
Рис. 2. Струнобетонная шпала для трамвайных путей.
Рис. 3. Двухшарнирная железобетонная шпала для трамвайных путей: 1 – деревянные вкладыши; 2 – блок № 2; 3 – блок № 3; 4 – блок № 1; 5 – напряженная арматура d = 8; 6 – прокладка из дельта-древесины; 7 – шайба 70×70×30.
Кроме того, проводятся опыты и по другим типам шпал как одиночных, так и рамных (шпало-лежней), с различной арматурой и способом изготовления.