19 ноября 2019 06:38
19 ноября 2019 06:38

Её величество шпала

>Окончание. Начало|№ 4

Продлить шпале жизнь

Как бы ни были хороши деревянные шпалы, у них есть большой недостаток – недолговечность. Предотвратить или замедлить гниение шпал пытались с момента зарождения железных дорог. 

 

При строительстве дороги Петербург – Москва в России впервые применили в промышленных масштабах антисептическую пропитку древесины под давлением. А все шпалы Московско-Нижегородской магистрали пропитывали медным купоросом. Дорога располагала примитивным заводом для пропитки брёвен по способу Бушери. При распиловке оставались большие отходы пропитанной древесины, в результате цена таких шпал в четыре-пять раз превысила цену обычных. Некоторые исследователи усматривают здесь махинации концессионеров, строивших дорогу. В итоге в России почти на 20 лет отказываются от антисептирования и укладывают в путь необработанные шпалы.

 

Дубовые служили шесть-семь лет, сосновые – четыре-пять, еловые – всего три-четыре года.

 

Кое-где жизнь шпалам продлевали местными средствами. Так, на Закаспийской дороге применили пропитку нефтью, в которой тамошние железнодорожники видели прежде всего оружие против обнаглевших термитов. На Курско-Харьковско-Азовской дороге шпалы вымачивали в соляном растворе – рапе Сиваша. Аналогично поступали и на Баскунчакской линии, ведущей к соляному озеру.

 

Русские инженеры знали о преимуществах масляных антисептиков перед водными, но долгое время не располагали углеводородами вроде креозота и подобных ему веществ. Их в России просто не производили. В поисках подходящих заменителей пытались пропитывать шпалы той же нефтью, пиреновой жидкостью, но это не давало желаемого результата. Лишь в начале ХХ века на Павлоградском заводе Южной железной дороги начали пропитывать шпалы креозотом, увеличивая срок их службы до восьми лет.

 

Шпалопропиточный завод Петербурго-Варшавской дороги применял креозот в эмульсии с хлористым цинком. Остальные заводы использовали в основном только хлористый цинк – дешёвый, но нестойкий и малоэффективный антисептик. И даже им не удавалось пропитать все шпалы, укладываемые в путь.

 

В 1913 году только три казённых российских магистрали и одна частная полностью удовлетворяли свою потребность в пропитанных шпалах для текущего содержания и ремонта пути. На некоторые дороги они не поступали вовсе. В годы Первой мировой войны, когда надзор за путём ослаб, непропитанные шпалы сгнивали до трухи.

 

 

Железобетонная альтернатива

 

Искать замену деревянной шпале в России начали ещё в XIX веке. Применение металлических шпал практически не вышло из стадии экспериментов. Железобетон пришёл на русские железные дороги в веке ХХ. Хотя первые попытки устроить путь на бетонном основании были сделаны раньше.

 

Так, в 1886 году на Закаспийской магистрали уложили в путь опоры из асфальтобетона. Они представляли собой квадратные отливки, расположенные под рельсом по диагонали. В такие опоры вставляли деревянные пробки для забивки костылей. Через каждые три ряда опор укладывалась обычная деревянная шпала для связи рельсов между собой. А на Екатерининской дороге испытывали путь с монолитной бетонной плитой и продольными металлическими лежнями.

 

В 1903 году в России изготовили первые железобетонные шпалы. Их разработал и испытал инженер Ольденбергер. Эти шпалы имели по всей длине сквозное цилиндрическое отверстие для облегчения веса и прикрепления к ним рельсов при помощи закладных болтов и клемм. Опытная партия была уложена в путь на одной из станций Финляндской железной дороги. Однако шпалы Ольденбергера оказались недостаточно прочными и не получили распространения. Но сама идея создания в шпале сквозной полости позднее оказалась востребована.

 

У всех железобетонных шпал был главный недостаток – низкая трещиностойкость, поэтому их  приходилось изымать из пути после непродолжительной эксплуатации. Новая эра отечественного шпалопроизводства началась с внедрением конструкций из предварительно напряжённого железобетона, более  устойчивого к трещинам. Достигается это за счёт натяжения арматуры в процессе изготовления изделия. Когда растянутую арматуру освобождают от захватов, она сокращается и передаёт сжимающие усилия на бетон – «обжимает» его.

 

С 1957 года в стране начинается массовое изготовление железобетонных шпал. В ходе эксплуатации были в полной мере оценены их достоинства по сравнению с деревянными, от которых, впрочем, тоже никто не собирался полностью отказываться. Главное преимущество – долговечность. Если средний срок службы деревянных шпал на железных дорогах СССР не превышал 16 лет, то расчётный срок службы железобетонных – 40-50 лет. То есть – втрое больше! 

 

В те годы Министерство лесной промышленности упорно поставляло железнодорожникам шпалы только из мягких пород дерева – сосны, ели, лиственницы. Да и качество заготовки древесины зачастую оставляло желать лучшего. Поэтому даже хорошо пропитанные деревянные шпалы требовали замены через 14-15 лет, а то и раньше. Между тем, например, в Швеции сосновые шпалы служили до 25 лет, во Франции и ФРГ шпалы из дуба и других твёрдых пород меняли через 30 лет, в США – через 34 года. Осознав бесперспективность дальнейшей борьбы с Минлеспромом, МПС решило сделать ставку на железобетонные шпалы.

 

Помимо долговечности, они имеют ещё ряд существенных плюсов. Например, обеспечивают повышенную устойчивость колеи в отношении боковых сдвигов и выброса вверх, что особенно важно при использовании длинных рельсовых плетей, чувствительных к изменениям температуры. Именно это свойство железобетонных шпал способствовало внедрению на отечественных магистралях бесстыкового пути, придающего движению поездов замечательную плавность. Наконец, наращивание производства таких шпал позволяет значительно сократить расход древесины, снизив тем самым остроту   экологических проблем. 

 

Перед отечественным производителем – а в 1950-е годы начали создавать, по сути, новую отрасль специализированных заводов – ставилась задача обеспечить растущие потребности путевого комплекса необходимым количеством железобетонных шпал, которые отличались бы высокой надежностью. И объемы производства этих шпал неуклонно росли.

 

 К 1967 году железобетонные шпалы были уложены более чем на 8 тыс. км пути, к 1977  – на 45 тыс. км, к 1991 – на 67 тыс. км. А в 2002 году железобетонные шпалы занимали более 40% развёрнутой длины главных путей РЖД.

 

Наша справка

 

Родина железобетонной шпалы – Франция. Парижский садовник Жозеф Монье в 1878 году получил патент на железобетонные шпалы и балки. Но сначала он запатентовал… цветочную кадку из цемента и железа.  Попав в стеснённые обстоятельства, садовник начал делать кадки для цветов из цемента и песка. Всё бы хорошо, но со временем они лопались под натиском корней растений. Тогда изобретатель надел на кадки каркас из арматуры и сверху обмазал ещё одним слоем цемента. Так был открыт новый недорогой и прочный стройматериал из бетона и стали, монолитно соединённых и совместно работающих в конструкции. С 1887 года чудо-материал начинают активно применять в строительстве мостов и зданий, а затем и железных дорог.

Николай Порецкий

Элемент не найден!

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28