VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Главное назначение подрельсовых опор - воспринимать вертикальные, боковые и продольные усилия от рельсов и передавать их на балластный слой, обеспечивать стабильность ширины рельсовой колеи, подуклонки рельсовых нитей, обеспечивать электрическую изоляцию рельсовых нитей друг от друга на участках с автоблокировкой, обеспечивать совместно с балластным слоем стабильное пространственное положение рельсовой колеи в плане и профиле.

Цель исследования: выяснить, являются ли подрельсовые основания из полимерных и композитных материалов совершенным шпалами и какие потенциальные возможности использования имеют.

В настоящее время на Российских железных дорогах применяются в основном железобетонные и деревянные шпалы, а так же на незначительном протяжении путей – металлические. Однако ни один из этих видов шпал не обеспечивает в полной мере соответствия требованиям. В процессе эксплуатации деревянных, железобетонных и металлических шпал выявлены следующие недостатки.

Недостатки деревянных шпал: сравнительно небольшой срок службы (15... 18 лет); значительный расход деловой древесины; слабое сопротивление поперечному сдвигу.

Недостатки железобетонных шпал: сложность и экономическая неэффективность утилизации; высокая жесткость, которая вызывает сравнительно быстрый износ рельсов и бандажей колесных пар; большая масса; электропроводность.

Недостатки металлических шпал: высокая электропроводимость; коррозия; шум, возникающий при движении поезда по металлическим шпалам.

Перечисленных недостатков удается избежать в композиционных шпалах, представляющих собой композицию, состоящую из традиционной деревянной шпалы с покрытием на основе смеси полиуретана с резиновой крошкой, полностью изолирующей изолирующими поверхность древесины от воздействия окружающей среды.

Конкурентными преимуществами данной конструкции являются:

• срок эксплуатации - 30 лет;

• низкий уровня шума и вибрации при прохождении поездов;

• температурный интервал работоспособности шпал с покрытием от минус 50С до плюс 80С;

• высокие показатели прочности на сжатие, изгиб, сдвиг;

• отсутствие гниения, растрескивания, раскалывания и деформации древесины;

• снижение потребления деловой древесины более чем вдвое (т.к.повышается срок службы шпалы);

• не требуется резиновых подкладок;

В отличие от деревянных шпал композиционные шпалы обеспечивают экологическую безопасность, так как почва под путевым полотном и балластный слой не загрязняется вредными химическими соединениями (креозотом, солями фосфора, магния и органическими смолами).

В последние годы ведутся работы по созданию шпал целиком из полимерных материалов, например полимерные шпалы в виде пространственной ячеистой сотовидной конструкции. В качестве полимерного материала может быть использован стеклопластик со связующим в виде термореактивной синтетической смолы. Достоинства полимерных шпал:

• конструктивная и технологическая простота шпалы;

• малая материалоемкость;

• высокая точность геометрических параметров;

• высокая сопротивляемость продольным и поперечным смещениям;

• высокие показатели прочности, износостойкости, упругости и диэлектричности.

Таким образом композитные и полимерные материалы имеют ряд положительных свойств выгодно отличающих их от традиционных дерева и железобетона. Однако для оценки целесообразности их массового применения необходимо провести цикл испытаний. Так, например, предложенные композитные и полимерные материалы должны пройти серьезные испытания на сопротивляемость интенсивным динамическим и температурным нагрузкам.

Список использованной литературы:

1. Крейнис З.Л., Певзнер В.О. Железнодорожный путь: Учебник. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2009.

2. http://www.koltech-stroy.ru/materials/shp.php [Электронный ресурс].

3. Патент № 2427679 Российская Федерация. Шпала на основе ячеистого каркаса.

Код для цитирования: Скопировать