Шпалы для ЖД – важная составляющая верхнего строения железнодорожного пути. Они воспринимают основную нагрузку от подвижного состава и равномерно распределяют её на основании балластного слоя и на нижнее строение пути, а также обеспечивают правильное и неизменное положение рельсовых линий в процессе эксплуатации.
Различают деревянные, железобетонные и металлические шпалы для железных дорог.
Деревянные шпалы для ЖД значительно отличаются от других видов шпал особенностями производства и эксплуатации.
Изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 78-2004 из древесины различных пород, в частности, из хвойных деревьев – сосны, пихты, кедра, ели, иногда предпочитают использовать дуб, берёзу и лиственницу. Тип древесины значительно влияет на качество и срок службы изделий (7 – 40 лет). Важно также учитывать внешние климатические условия и интенсивность эксплуатации.
Как известно, древесина обладает многими положительными свойствами: прочность, твёрдость, износостойкость, малая чувствительность к перепадам температур, легко обрабатывается и тд. Данные параметры сказываются и на качестве деревянных шпал, которые за счёт высоких характеристик исходного материала приобретают следующие достоинства: сравнительно небольшая масса изделия (70 – 80 кг), удобны для крепления рельсов, относительно небольшая чувствительность к механическим воздействиям и колебаниям температуры, хорошее сцепление с балластом из щебня, высокие диэлектрические свойства, возможность уширения рельсовой колеи в крутых кривых радиусом до 350 м.
Единственным отрицательным свойством деревянных шпал является их быстрая порча (гниение) в местах крепления рельсов, а также в силу различных неблагоприятных условий. Чтобы предотвратить быстрое загнивание древесины и продлить срок службы, изделия обрабатывают специальными антисептиками (креозотом) на шпалопропиточных заводах. На сегодняшний день нормированным считается такой метод пропитки, как «вакуум – давление – вакуум». Перед пропиткой древесина должна быть сухой или подсушенной. В результате получаются деревянные шпалы пропитанные – полностью готовые к эксплуатации изделия.
От качества деревянных шпал зависит срок службы и долговечность жд пути, а также безопасность передвижения. Важно также учитывать особенности участков дороги, где будут устанавливаться шпалы – скорость движения поездов и грузонапряжённость. Как правило, деревянные шпалы используются на дорогах с малой загруженностью и интенсивностью движения.
Принято классифицировать пропитанные деревянные шпалы для ЖД по назначению:
– I тип: предназначены для установки на главных путях 1-2 класса;
– II тип: главные пути 3-4 класса, подъездные пути, сортировочные и приёмоотправочные пути на станциях;
– III тип: малодеятельные пути промышленных предприятий.
Условия эксплуатации не всегда одинаковые, поэтому каждый тип шпалы должен использоваться рационально в соответствии с определённой сферой применения. Их можно укладывать на новые линии с различным основанием, а также на грузонапряжённые линии и даже кривые участки дорог.
Деревянные шпалы не подходят для установки в местах с повышенной влажностью, там, где отмечается неудовлетворительный дренаж: в тоннелях, на стрелочных переводах, мостах и тд. В этом случае используются шпалы из более стойких материалов (армированный бетон, металл, пластик).