Переходим на железобетон!
Здравствуйте друзья!
Сегодняшняя тема посвящена изготовлению железобетонных шпал для дачных железных дорог. Поделюсь своим опытом подготовки, изготовления и укладки шпал из железобетона.
Идея изготовить такие шпалы, появилась у меня три года тому назад. Поводом стала ситуация с деревянными шпалами. Дело в том, что самые первые деревянные шпалы, уложенные еще в 10-11 годах, и имевшие на тот момент довольно большой износ, стали потихоньку приходить в негодность.
Ресурс деревянных шпал, изготовленных из старогодних материалов, увы, оказался не долговечен. Решение данной проблемы, виделось в двух направлениях: 1) замена на новые деревянные и 2) постепенный переход участков пути, на принципиально новые, ж/б шпалы. Поскольку готовых железобетонных шпал, на момент начала путевых работ, по кустовой гнилости, еще не было, то было решено производить точечную замену дерево на дерево, а к моменту появления первых ж/б шпал, подготовить участки пути, по перешивки их на железобетон. Первоначально планировалось подготовить технологию производства ж/б шпал, изготовить первую опытную партию, и провести испытания, еще в 2018 году. Но увы, не сложилось. И вот, в 19 году, карты легли в масть, на небесах всё сошлось и вперёд и в путь!!))
Прежде всего необходимо было изготовить технологическую оснастку. Пресс-форму для заливки бетоном. Этакий шаблон, по которому и будет происходить изготовление этих шпал. Опалубка.
Был найден кусок материала, на котором геометрически могли расположится 6 шпал. Размеры будущих ж/б шпал, так же были рассчитаны. Это 740х160х60. Основу составляет металлический каркас, к которому приваривается две шпильки М8, на расстоянии 600мм (такой размер выбран для колеи 500мм).
Шаблон был изготовлен из досок и закреплен между собой саморезами. Общий вес шаблона около 50 кг. Вес одной изготовленной шпалы ~ 13-14кг. При заливке, лицевая сторона шпалы находится внизу шаблона. Каждая шпилька закрепляется к основе с помощью гайки, в заранее просверленные отверстия.
Готовая пресс-форма, перевозится на место заливки. Один важный момент: необходимо установить точно по уровню, без перекосов. Что бы при заливке бетоном, он равномерно покрыл всю площадь. В противном случае, толщина шпалы, по краям будет разная. А это не есть хорошо.
Ну что ж, всё готово к первой заливке. По ЛБЖД, к месту, где будет установлена бетономешалка, подвозится песок и щебень. Цемент уже на месте, вода из шланга.
На приведенных фото виден сам процесс, а так же итоге первой части. После того, как пресс-форму залил бетоном, необходимо несколько дней на отвердение. После можно снимать опалубку и вот она, первая, Ж/Б шпала. Готова!
После того, как шпалы были извлечены из шаблона, необходима их перевозка к месту временного хранения. Дело в том, что бетон хоть и окреп и шпалы уже можно извлекать, но химический процесс в бетоне еще не окончен и нужно еще несколько дней до, так сказать, окончательной готовности изделия. После этого шпалы будут готовы к установке в путь.
И в заключении: через две недели, после начала изготовления, первая Ж/Б шпала была установлена в путь. Но пока без крепления. Крепление шпал и собственно самого пути, сейчас находится в стадии изготовления и ближайшее время оно будет готово. В этот же день был произведен второй замес и заливка в опалубку.
В качестве компонента металлического скелета шпалы, на сей раз, использовалась готовая армированная сетка в два слоя. Такие сетки часто используются в строительстве. Это так называемый вариант «Б», данной ж/б шпалы. Всего на этот год запланировано производство 10-14 шпал и часть из них будет установлено в путь, что бы оценить их работоспособность, устойчивость в нагрузкам и низким температурам в зимний период. По итогам испытаний зимой, экспертная комиссия, во главе с главным инженером дороги, примет решение о начале производства шпал в 2020 году. На этом пока всё, задавайте свои вопросы))
Круто. А вот у тех которые с сеткой планируется ли к чему-то приваривать шпильки?
На самом деле очень интересен Ваш опыт эксплуатации таких шпал, так как сам уже не в первый раз задумывался о ЖБ шпалах. Вот только пока не могу понять какой формы лучше, ведь взрослые ЖД шпалы делают с вогнутостью по центру. Для садовой УЖД такая вогнутость была бы полезна с точки зрения спотыкания ногами, однако не хотелось бы потерять в прочности.
Из минусов немного смущают вот такие аспекты:
1) серьёзный вес такой рымчатки. Передвинуть кусок пути с ЖБ шпалами не расшивая будет крайне затруднительно. Тут правда резонный вопрос — а зачем вообще двигать пути, ЖБ шпалы можно положить на фундаментальный основной путь который двигать не надо.
2) коррозия металла. Надо как-то защитить резьбовую часть от коррозии. Я бы заложил нержавеющие болты, но как их приваривать тогда к арматуре.. Можно просто соединить с арматурой по резьбе.
3) повысятся требования к точности приваривания крепёжных пластинок к профтрубе. С деревянными шпалами можно наварить всё абы как и потом шурупами в любом месте прикрутить. А с заранее подготовленными штырями такой номер не пройдёт — шпалы не встанут или встанут криво. Придётся всё с точностью до миллиметра вымерять и делать отверстия с большими зазорами чтобы был люфт.
Чтож, я бы с удовольствием повторил Ваш подвиг уже в этом году, кабы не погода. Я слышал что бетон при минусах хуже застывает и частично теряет свои свойства. А присадки покупать или обогревать заливку не хотелось бы. Посмотрим на погоду.
я бы оставил отверстия под болты/шпильки, чтоб иметь возможность замены, чтоб при транспортировке не мешали торчащие резьбы.
ещё смущает то, что шпильки всего 2 и они с внешней стороны рельса — усилие на рельсы же норовит раздвинуть их, особенно в кривых, а пластина, закреплённая изнутри пути будет намного эффективнее. а лучше крепить и изнутри и снаружи.
Если армирование нормальное, бетон правильный, то прогиб не помешает и прочности не уменьшит.
Здравствуйте! Спасибо за совет крепить шпалу и рельс в двух местах (снаружи и внешне). Я думаю это реализуемо без серьезных переделок шаблона. Возможно постараюсь реализовать данную идею на след год. Тем более, что в кривых малого и особо малого радиусов, нагрузки действительно весьма значительны.
Я вот тут ещё кое что вспомнил — зимой же лопатой между рельсов чистить надо. Если будет торчать шпилька со внутренней стороны рельсов это станет ощутимым препятствием и рано или поздно мы сдерём гальванику лопатой и всё заржавеет.
Всвязи с этим вопрос испытаний — выдержат ли подобные шпалы, скажем, анкерные болты. Достаточно ли у такой толщины бетона прочности чтобы анкера изнутри не распёрли шпалу и не породили трещину…. это вопрос испытаний.
За то анкерный болт можно взять с минимальной шляпкой чтобы не путался под ногами и лопате не мешал.
С Ростовскими зимами снег — это временное недоразумение)))) а так можно приспособить опирание на рельс и счищать только выше металла. В северных широтах.
Я в своё время тоже задумывался о ж/б шпалах(хотя и нет возможности реализации). Возможен такой вариант — чтоб не тратить силы на сверление шпала отливается сразу с отверстиями под пластиковые дюбели. Чтоб внутри шурупы не ржавели можно налить внутрь битумного лака. А ещё есть способ извлечения отгнивших шурупов, если всё же до этого ситуация дошла — оставшийся торчок не торопясь прогреть горелкой на всю длину до выплавления дюбеля и вытащить всё плоскогубцами. Это из моей сантехнической практики)) И шпала опять пригодна к использованию. Чего не скажешь о вариантах с замоноличенным болтом или анкером. Что касается армирования то я тоже сперва подумал о кладочной сетке, но её в форме правильно расположить надо, чтоб по середине была и наружу не вылезала. А то и толку ноль и ржаветь будет. Лишняя морока. А ведь вместо арматуры можно фибру использовать. При том, что её и так используют для настоящих ж/б шпал. И не ржавеет, и просто в раствор замесил и всё. Ещё вариант — в определённые моменты заливки укладывать отрезки стеклопластиковой арматуры. Вот такого я напридумывал.
Доброго здравия, Алексей. Постараюсь ответить на поставленные вопросы.
1.Вторая серия шпал (вариант «Б») с сеткой, конечно же крепится сетка со шпилькой. Вначале к шпильке приварена пластина из металла 3, а к ней уже сетка. Так же методом сварки. Хотя это было сделать и не так просто.
2. Вес бетона, примерно ~ 1.8 тонн = куб. Соответственно получаем массу шпалы 13-14 кг. С одной стороны это достаточно много. Но есть и плюсы, например, по устойчивости полотна. К тому же для вашей ширины колеи, думаю, масса шпалы может быть иной.
3. Насчет коррозии. Вся шпилька, гайка и гровер — хромированы гальваническим покрытие. Что уже подразумевает некую защиту от коррозии. Плюс так же, после установки шпалы и закрепления, всё крепежное соединение пропитано отработкой.
https://sun9-56.userapi.com/c856132/v856132062/132d79/aenDsYj95NM.jpg
Смотрю и завидую — как же хорши бетонные шпалы и как же быстро они утонут в моих зыбучих песках, где от коровы остается десятисантиметровая яма. Буду ждать инноваций в надувных шпалах)))
Слышал у нас для трамваев стали применять некие эко-шпалы, а по факту шпалы из вторсырья, скорее всего прессованного пластика. Не знаю на сколько реально повторить выплавку таких изделий в домашних условиях, но такие шпалы были бы легче, а площадь основания можно было бы сделать большую.
Когда-нибудь кто-нибудь проложит микроколейку на шпалах из дпк. Ибо легкая-не-горит-не-мокнет-осталась-после-стройки. И шурупы держит, и пропитывать не надо и фактура дерева и цвет на выбор и 150 рэ за метр
У нас когда летом трамвайную линию ремонтировали с использованием таких шпал у меня появилась мысль, что такие шпалы можно на пилораме распустить на более мелкие.
Миш,а у коровы какая опорная плошадь?Соответственно удельное давление-ого!Сделай ради интереса пару шпал и положи на дорожку,чтобы по ним ходили.Вот и увидишь все и сразу.
Так это понятно)))) пока железку в лесу не проложил, там все ходили ногами по почве и такую кашу намешивали. И где нет жд — там теперь настилы деревянные на аналогах шпал — они держат. Да и природа бережется и вид приличнее)))
Как я понимаю вогнутость на шпалах делают с целью экономии бетона. Ибо при производстве миллионов штук разница существенная. Ведь при правильном уложенном балласте середина практически не воспринимает вертикальную нагрузку. Шпала это как бы две треугольные опоры, соединённые концами. Середина только колею держит. При собственном производстве даже нескольких сотен штук проще плюнуть на экономию в пользу простой заливочной формы. Пусть будут ровные бруски. Но всё же трапецивидного сечения, чтоб вытряхивались проще.
Поделюсь еще кое какой информацией. Но следующий год планируется изготовить еще один шаблон. На одну шпалу. Ширина и высота будет такая же, а вот длина разная. В одной пресс форме будут реализованы несколько разных длин шпалы. Ориентировочно это 850, 970 и 1100 мм. Необходимо это для приготовления одиночных шпал для стрелочных переводов. Окончательные расчеты по длине шпалы и расположения точек крепления будут сделаны зимой.
Да, для стрелок такие шпалы особенно актуальны, ведь на стрелке самые большие нагрузки и не только от самого состава но и от переключений. Я вот что спросить хотел — получается Вы сначала делаете шпалу с болтом а потом уже выпиливаете и привариваете уголок для крепления рельса по месту?
Доброго здравия, Алексей!
Насчёт крепления: здесь проблемы нет, как таковой. Так как шпилька М8 выступает из шпалы ровно на 600мм (отверстия по кондуктору). А ширина колее 500. Соответственно рассчитать отверстие в крепежом уголке, с учётом ширины, не сложно. Отверстие рассверлено под 10мм. 2 мм оставил на зазоры/люфты. Этого вполне достаточно. Вот как то так.
шпалы эти какие-то болотные — низкие и плоские.
Шпалы , поуже, с более высоким профилем, с правильной объёмной арматурой будут иметь намного бОльшую несущую способность, при этом бетона пойдёт раза в полтора меньше, при этом их можно днлать профильными, что даст ещё экономию бетона, и уже с подуклонкой.
По бетону только экономия, по параметрам, только выигрыш, по красоте — ваще цаца,
по арматуре, конечно поморочиться придётся чуть больше, ну и с формами придётся повозиться, конечно.
Когда я задумывался о профилированных ЖБ шпалах с трапецевидным сечением как на широкой колее я нашёл для себя два минуса:
1) трапецевидное сечение подразумевает узкий верх, а это то по чему мы ходим ногами и будем регулярно спотыкаться. и лопата зимой будет спотыкаться. По плоским шпалам удобно ходить
2) объёмная арматура это как минимум три параллельных прутка, не так уж и мало. я переживаю что слишком большую арматуру сложно позиционировать в заготовке. А если она дотронется до края заливки то потом будет нежелательная коррозия.
А что такое несущая способность для шпалы? 300 кг на сдавливание в двух точках золотого сечения это много? Там же сильно распределённая нагрузка, а поезда совсем не тяжёлые.
Насчёт подуклонки, мысль интересная. Тоже думал об этом, что бы сразу при заливке шпалы, выходила готовая подуклонка. Но пока решение не принято. Возможно весной немного переделаю форму и попробую.
ещё полезная вещь при заливке подобных изделий это фаска.
Для этого в форме можно сделать что-то вроде плинтусов и провощить их или просолидолить также, как и остальную форму.
Это даст более чистую форму после выемки из неё деталей, — не надо будет выковыривать из углов остатки бетона, чуток облегчится заполнение формы, всмысле провибрировать будет немного легче, значительно снизится оббиваемость углов у готовых изделий, снизится спотыкаемость об шпалы , что немаловажно )), ну и мааахонькая экономия бетона.
Предлагаю не мучиться с формой шпал а приваривать рельсошпальную накладку под углом. В кондукторе.
А зачем на безребордных колёсах подуклонка? Или планируется в дальнейшем переход на колпары с ребордами?
На таких крутых радиусах это не реально.
Процесс изготовления шпал на большой ЖД
https://m.youtube.com/watch?v=FG_ZHgjXvik
А вот интересно, как делали первые ж/б шпалы? Там же отверстия под закладные болты весьма не простой формы.
Выемка в центре ж/б шпалы делается для правильного распределения нагрузки от рельс — чтобы шпала не выгибалась дугой в центре. Одновременно обеспечивается подуклонка — т.е. шпала как бы состоит из двух половинок, уголком соединенных в центре, на осевой линии пути. Чтобы изготовить технически грамотное изделие, в интернете легко отыскивается чертеж железобетонной шпалы для колеи 750 мм — и пропорционально пересчитывается, с некоторым упрощением формы.
Для постановки болтов следует изготовить для формы кондуктор-крышку, а в саму шпалу закладывать на сырой бетон отрезки пластиковой армированной водопроводной трубы. При установке рельсов в трубу можно забить кувалдой длинный болт или нарезать в армировке вполне достойную резьбу. Пользуясь кондуктором, можно забетонировать и резьбовые шпильки, чтобы затем крепить рельс за приваренные к нижней части профилированной трубы ушки, аналогично деревянным шпалам, только на гайку вместо сантехнического болта. Однако, следует учесть, что для кривых придется ушки изготовить с овальными отверстиями, чтобы обеспечить уширение колеи.
В случае использования нормальных полнопрофильных рельс, задача сильно упрощается — на двух шпильках можно соорудить полноценное анкерное крепление рельса к шпале. На шпалу кладем резиновую подушку-подкладку, в шпильки вставляем два отрезка стальной полосы, упирающиеся в шейку рельса в нижней части, у подошвы, сверху каждый отрезок полосы фиксируем на шпильке гайкой через гровер-шайбу.
На фига уширение колеи? Особенно при бетонных шпалах. Это лишние сложности. Дачжелдор — крупная игрушка и не стоит подходить к этому с нормами широкой колеи. Колёса пошире, чем масштабные, зазор в колее больше и заклиненного вписывания не сможет быть в принципе. Ведь на большой ж/д болтанка колёсных пар в колее опасна на высоких скоростях, вот там и маленький зазор и как следствие — уширение в кривых. Чтоб реборды не скребли при перекосе колёсной пары. А какие скорости тут? Хорошо если 15 км/ч. И лишний зазор тут не страшен. Что такое 12-14мм на широкой колее — 0,8-0,9%. В масштабе для колеи 300мм это будет ок 2,5мм. Кто будет делать с такой точностью и зачем? Будет зазор 10-15мм если не больше, так зачем тогда уширение?
https://sun9-64.userapi.com/c858524/v858524455/3edcb/hK-HMwO-n1Q.jpg
Начались работы по перешивке участка пути с дерева на ж/б. Планируется 7-8 шпал ж/б уложить и закрепить в этом году. На зиму.
На сколько активная планируется эксплуатация зимой?
Зимой не планируется. Закрытие дачного сезона, по традиции, будет в начале декабря. После чего движение по дороге будет прекращено ориентировочно до начала марта.
Красота! На века получилось.
з.ы.: Эх, нам бы такую короткую зиму.
Похоже в этом году такая и будет.
Похоже на то. Правда зима сократилась а лето то так коротким и осталось, несправедливо.
Сегодня планируется уложить последние 4 шпалы и сезон путевых работ будет завершен. О проделанной работе готовится репортаж для блога.