Ш3-Д (тип III)

Железобетонная шпала Ш3-Д типа III применяется в конструкции железнодорожного пути колеи 1520 мм совместно с шурупно-дюбельными рельсовыми скреплениями. Изделие воспринимает вертикальные, поперечные и продольные воздействия от рельсов, сохраняет установленную ширину колеи и передает нагрузку через балластный слой на земляное полотно. Предварительно напряженная арматура повышает трещиностойкость и сопротивление многократным динамическим нагрузкам.

Группа Компаний «МеталлЭнергоХолдинг» поставляет новые шпалы Ш3-Д по ГОСТ 33320-2015, рабочему чертежу и техническим условиям изготовителя. Возможна поставка отдельных шпал, вагонных и автомобильных партий, а также комплектование рельсами Р65, элементами скрепления ЖБР-65Ш, упругими прокладками, шурупами, полимерными дюбелями и другими материалами верхнего строения пути.

При заказе необходимо согласовать изготовителя, сорт, исполнение по ГОСТ, рабочий чертеж, схему армирования, комплектность скрепления и требования владельца инфраструктуры. Коммерческие справочники приводят для Ш3-Д ориентировочные габариты 2700 × 230 × 300 мм, объем около 0,108 м³ и массу около 260 кг. Точные размеры, масса и допускаемые отклонения подтверждаются паспортом качества конкретной партии.

Назначение шпалы Ш3-Д типа III

Шпала предназначена для железнодорожных путей общего и необщего пользования, на которых применяется нераздельное рельсовое скрепление с резьбовым прикреплением рельса к шпале. Основное проектное решение для подтипа Ш3-Д — шурупно-дюбельное скрепление ЖБР-65Ш с рельсами Р65.

Изделие выполняет несколько функций:

• удерживает рельсовые нити на проектном расстоянии;
• обеспечивает проектный подуклон и положение подошвы рельса;
• воспринимает давление через прокладки и элементы скрепления;
• распределяет нагрузку на щебеночный балласт;
• сопротивляется сдвигу и повороту рельсошпальной решетки;
• обеспечивает электрическую изоляцию рельсовых нитей совместно с деталями скрепления;
• создает устойчивое основание для бесстыкового и звеньевого пути в пределах проектной области применения.

Расшифровка обозначения Ш3-Д

Подтип Ш3-Д не следует смешивать с обозначениями Ш3-ДК, Ш3-ДМ, Ш3-ДЧ, Ш3-Д 4×10 и другими модификациями. Дополнительные буквы и цифровые индексы указывают на особенности применения, геометрии или армирования.

Тип III по ГОСТ 33320-2015

ГОСТ 33320-2015 делит железобетонные шпалы по конструкции промежуточного рельсового скрепления. Подтип Ш3-Д относится к типу III. Тип шпалы определяет расположение подрельсовых площадок, упорных граней, закладных и дюбельных узлов.

Почему тип скрепления необходимо фиксировать в заявке

Шпалы разных типов могут иметь близкие наружные габариты, но отличаются посадочными площадками, упорами, отверстиями, дюбелями и схемой передачи усилий. Замена типа I, II или III без переработки проекта не допускается. Также нельзя автоматически устанавливать на Ш3-Д скрепление другой системы только потому, что оно рассчитано на рельс Р65.

Основные технические характеристики

Указание «2700 × 230 × 300 мм» следует рассматривать как габаритную справочную запись. Шпала имеет переменное поперечное сечение, поэтому ширина и высота различаются в средней и подрельсовых частях. Для проектирования используют рабочий чертеж 2008-01.00.000 либо актуальную конструкторскую документацию изготовителя.

Бетон класса B40 и требования к долговечности

ГОСТ 33320-2015 требует изготавливать шпалы из тяжелого бетона класса прочности на сжатие не ниже B40. Высокая прочность необходима для восприятия циклических нагрузок, удержания предварительно напряженной арматуры и сохранения геометрии подрельсовых площадок.

Исполнение 1 и исполнение 2

Исполнение 2 имеет повышенные требования к передаточной и отпускной прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Нельзя самостоятельно относить любую Ш3-Д к исполнению 2 по внешнему виду. Исполнение указывается в паспорте качества, маркировке и конструкторской документации.

Предварительно напряженная арматура

Внутри шпалы располагается напрягаемая стальная арматура. До бетонирования арматурные элементы натягивают, а после достижения бетоном передаточной прочности усилие передается на бетон. В результате в наиболее нагруженных зонах создается предварительное сжатие, препятствующее раскрытию эксплуатационных трещин.

Схема армирования, диаметр, класс стали, количество арматурных элементов и начальное натяжение задаются технической документацией. На рынке встречаются проволочные и стержневые конструкции, включая отдельный подтип Ш3-Д 4×10. Такие исполнения нельзя считать полностью взаимозаменяемыми без согласования с владельцем инфраструктуры.

Скрепление ЖБР-65Ш

Ш3-Д разработана для шурупно-дюбельного упругого скрепления ЖБР-65Ш. Путевой шуруп ввинчивается в полимерный дюбель, установленный в шпале. Упругая клемма прижимает подошву рельса, а прокладки распределяют давление, обеспечивают электрическую изоляцию и снижают динамические воздействия.

Поставка со скреплением и без него

Базовая товарная позиция может поставляться без деталей ЖБР-65Ш. Для исключения недокомплекта в заявке следует указать: «шпала без скрепления», «шпала с дюбелями» или «комплект рельсового скрепления на одну шпалу». Необходимо также определить, входят ли прокладки, упоры, клеммы и шурупы.

Прямые и кривые участки пути

Стандартная Ш3-Д применяется на прямых и кривых участках с радиусом, допускаемым ее конструкторской документацией. ГОСТ выделяет обычные шпалы для прямых и кривых радиусом не менее 350 м и специальные конструкции для кривых меньшего радиуса.

Первый и второй сорт шпал

По качеству изготовления ГОСТ 33320-2015 предусматривает первый и второй сорт. Различия касаются трещиностойкости, точности геометрии и качества бетонных поверхностей.

При закупке для магистрального или ответственного промышленного пути следует прямо указывать первый сорт. Отсутствие требования в заявке может привести к спору о допустимой области применения.

Геометрия подрельсовых площадок и дюбелей

Работоспособность шпалы определяется не только общей длиной. Критичны расстояния между осями подрельсовых площадок и дюбелей, угол упорных граней, глубина расположения дюбелей, подуклон площадок и отсутствие пропеллерности.

По ГОСТ глубина заложения дюбеля относительно уровня подрельсовой площадки ограничивается установленным допуском. Канал должен быть чистым и обеспечивать монтаж шурупа без заклинивания.

Трещиностойкость и контрольными нагрузками

Железобетонная шпала работает на изгиб в подрельсовых и среднем сечениях. При приемочных и периодических испытаниях проверяют образование и раскрытие трещин под контрольной нагрузкой, а также прочность при дальнейшем нагружении. Нормы зависят от конструкции и исполнения.

• подрельсовое сечение проверяют на положительный изгибающий момент;
• среднее сечение проверяют на отрицательный изгибающий момент;
• контролируют появление трещин, ширину раскрытия и остаточные повреждения;
• проверяют соответствие фактической схемы армирования рабочему чертежу;
• результаты испытаний распространяют на принятую партию по правилам ГОСТ.

Приемочный контроль партии

Допустимые и недопустимые дефекты

Ремонт дюбельного узла

Замена разрушенного дюбеля в эксплуатируемой шпале допускается только по утвержденной технологии владельца инфраструктуры. Самовольное рассверливание, заливка случайным составом или установка шурупа увеличенного диаметра могут ослабить бетон и нарушить электрическую изоляцию.

Маркировка железобетонной шпалы

Маркировка наносится штампованием в бетоне и несмываемой краской. Она позволяет проследить изготовителя, время выпуска, тип, сорт и номер партии.

Монтаж шпал в железнодорожный путь

Укладка выполняется по проекту организации пути и технологической карте. Необходимо обеспечить подготовленный балласт, проектную эпюру, положение оси, равномерное подбивание и правильную сборку ЖБР-65Ш.

1. Проверить документы, маркировку и отсутствие транспортных повреждений.
2. Разложить шпалы по проектной эпюре без ударов и падения.
3. Выровнять их перпендикулярно оси пути.
4. Очистить подрельсовые площадки и дюбельные каналы.
5. Уложить прокладки и рельсы требуемого типа.
6. Собрать элементы ЖБР-65Ш по схеме производителя.
7. Завинтить шурупы установленным инструментом с контролем момента.
8. Выправить путь по уровню, направлению и ширине колеи.
9. Выполнить подбивку балласта с равномерным опиранием.
10. Провести приемочный контроль рельсошпальной решетки.

Что нельзя делать при монтаже

• сбрасывать шпалы с платформы или кузова;
• перемещать изделие ударами по подрельсовой площадке;
• использовать дюбельные отверстия как точки строповки;
• завинчивать несовместимый шуруп или применять ударный инструмент без ограничения момента;
• устанавливать шпалу на отдельные крупные камни;
• оставлять пустоты под подрельсовыми зонами;
• применять стандартную Ш3-Д вместо специальной мостовой или криволинейной конструкции.

Эпюра шпал и расчет количества

Количество шпал на один километр определяется проектной эпюрой. Распространенные эпюры выражаются количеством шпал на километр пути, но окончательное значение зависит от категории линии, грузонапряженности, скоростей, радиуса кривых и требований владельца инфраструктуры.

Для предварительной оценки количество шпал умножают на фактическую массу по паспорту. Например, партия из 100 изделий при массе 260 кг имеет массу около 26 тонн без учета креплений, прокладок и упаковочных материалов.

Транспортирование автомобильным и железнодорожным транспортом

Шпалы перевозят пакетами по утвержденной схеме размещения и крепления. Между рядами устанавливают деревянные прокладки, расположенные по вертикали одна над другой. Изделия фиксируют от продольного и поперечного смещения.

Показатели являются логистическими ориентирами, а не обязательной нормой. Перед отгрузкой составляется расчет массы и схема крепления для конкретного транспортного средства.

Погрузка, выгрузка и хранение

• использовать траверсы, захваты или мягкие стропы, не повреждающие бетон;
• поднимать пакет за предусмотренные точки, а не за дюбели;
• укладывать шпалы подошвой вниз на ровное твердое основание;
• располагать прокладки между рядами на одной вертикали;
• разделять партии по изготовителю, типу, сорту и году выпуска;
• не допускать ударов торцами и подрельсовыми площадками;
• защищать дюбельные каналы от грунта, льда и строительного мусора;
• обеспечивать доступ к маркировке и паспорту складской партии.

Нормативные документы

ГОСТ Р 54747-2011 и ГОСТ 10629-88 встречаются в старых паспортах и коммерческих описаниях, но на территории России заменены действующим ГОСТ 33320-2015. В новом тексте страницы следует указывать актуальный стандарт, сохраняя старое обозначение только при описании архивной продукции.

Маркировка, паспорт и сертификаты

На поставляемую партию рекомендуется запрашивать:

• паспорт качества изготовителя;
• номер партии и дату изготовления;
• обозначение подтипа Ш3-Д;
• ГОСТ, технические условия и рабочий чертеж;
• сорт и исполнение шпалы;
• класс, отпускную и передаточную прочность бетона;
• марку морозостойкости и водонепроницаемости при нормировании;
• схему и класс напрягаемой арматуры;
• результаты приемочных испытаний;
• сертификат соответствия требованиям железнодорожных технических регламентов;
• перечень установленных дюбелей и комплектность скреплений;
• упаковочный лист с количеством и массой.

Назначенный ресурс и гарантийные обязательства

ГОСТ 33320-2015 устанавливает назначенный ресурс железобетонных шпал 1500 млн тонн брутто пропущенного тоннажа либо назначенный срок службы 50 лет при соблюдении правил транспортирования, хранения, сборки, укладки, содержания пути и ремонтов. Для отдельных современных конструкций и сертификатов техническая документация может устанавливать повышенный ресурс.

Стандартный гарантийный срок эксплуатации составляет пять лет со дня укладки в путь либо до достижения установленного гарантийного тоннажа, если иное не предусмотрено паспортом, договором или техническими условиями конкретного изготовителя. В карточке товара не следует обещать повышенную гарантию без привязки к заводу и партии.

Сравнение Ш3-Д с другими подтипами

Преимущества железобетонной шпалы

Ограничения железобетонных шпал

• требуется механизированная погрузка и укладка;
• изделие чувствительно к падениям и сильным ударам;
• неравномерная подбивка вызывает изгибающие перегрузки;
• повреждение дюбеля требует специального ремонта;
• для мостов и кривых малого радиуса нужны специальные подтипы;
• геометрия шпалы должна точно соответствовать выбранному скреплению.

Как заказать шпалу Ш3-Д

Группа Компаний «МеталлЭнергоХолдинг» организует поставку шпал Ш3-Д по России и странам ЕАЭС. Возможны проверка спецификации верхнего строения пути, расчет количества по эпюре, комплектование рельсами и скреплениями, железнодорожная или автомобильная доставка, а также подбор специальных шпал для кривых, мостовых и промышленных участков.