Железобетонные подрельсовые основания. Виды, конструкция.

Железобетонные шпалы и брусья. На первом этапе отработки конструкции железобетонной шпалы были проведены широкие эксплуатационные испытания двухшарнирных трехблочных шпал, двухблочных с металлической соединительной поперечиной (таврового или трубчатого сечения) и цельнобрусковых шпал из предварительно напряженного железобетона. При этом варьировались способы армирования (стержневая, проволочная арматура), а также конструкции промежуточных скреплений. Многолетний опыт эксплуатации шпал брускового типа из предварительно напряженного железобетона показал их бесспорные достоинства по сравнению с деревянными шпалами: увеличение межремонтных периодов благодаря долговечности шпал (до 30-50 лет); повышенная (на 10-20% по сравнению с деревянными шпалами) устойчивость бесстыкового пути против выброса; стабильность ширины рельсовой колеи; однородная упругость по длине пути и плавность движения поездов (что особенно важно для скоростных линий); сохранение лесов. К недостаткам железобетонных шпал относятся: повышенная (в 2-3 раза) жесткость пути, которую приходится снижать с помощью резиновых прокладок-амортизаторов; электропроводность и необходимость применения недолговечных изолирующих деталей; хрупкость и чувствительность к ударам; низкая работоспособность в зоне рельсовых стыков (выход в 3-5 раз выше, чем в средней части рельсов); большая масса (265кг), затрудняющая смену дефектных шпал и требующая мощного кранового оборудования для укладки звеньев.

Железобетонные шпалы имеют переменное (по длине шпалы) поперечное сечение с относительно малой жесткостью в средней части по сравнению с подрельсовыми участками. Это позволяет уменьшить изгибающие моменты в междурельсовой зоне шпал. Для снижения давлений на балласт ширина подошвы шпал увеличена у торцов и уменьшена в средней части. Железобетонные шпалы изготовляют из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие М500. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже МР3200. Для бетона применяют щебень (из природного камня или гравия) фракции 5-20мм. В качестве арматуры используется стальная проволока периодического профиля диаметром 3мм. Номинальное число проволок в шпале 44, каждая из которых натягивается с усилием 8, 1кН. Такие шпалы наиболее эффективны в сочетании с бесстыковыми рельсовыми плетями (звеньевой путь с железобетонными шпалами - конструкция, неоправданная технически и экономически), а также на линиях со скоростным движением пассажирских поездов благодаря высокой стабильности и равноупругости такого пути. Кроме того, на искусственных сооружениях применяют блочные основания безбалластного типа из железобетона (в виде плит - на мостах, малогабаритных рам - в тоннелях). На дорогах в опытном порядке применяют в качестве основания под стрелочные переводы железобетонные плиты, преимущества которых:

• уменьшение неравноупругости стрелочных переводов по протяжению и повышение их стабильности в эксплуатации;
• защита балластного слоя от засорения, увеличение срока его службы и продолжительности межремонтных периодов;
• сокращение расхода древесины.

Ширина железобетонных плит 1625 мм, толщина 180 мм для стрелочных переводов типа Р65 и 160 мм для стрелочных переводов типа Р50. Длина плит, располагаемых поперек пути, изменяется от 2800 до 5200 мм (рис. 12, а). Крепление к ним металлических частей стрелочных переводов показано на (рис. 12, б). Испытываются также стрелочные переводы с железобетонными брусьями. По прочности и стабильности положения колеи они не уступают переводам с деревянными брусьями.