зачем шпалы засыпают щебнем
Все гениальное просто: почему в России посыпают щебнем железнодорожные пути
Щебень вдоль железной дороги
Даже самые осведомленные путешественники не раз задавались вопросом, почему зона вокруг железнодорожных рельсов повсюду засыпана колотыми разнородными камнями.
Щебень нужен для того, чтобы сохранять рельсы на месте, надежно фиксировать существующие ж/д пути. Такая задача не из легких, потому что шпально-рельсовые плети имеют тенденцию к смещению по ряду внешних причин. А камни, несмотря на свою кажущуюся неустойчивость, помогают уплотнить площадь вокруг железнодорожной колеи. Этот материал на сегодняшний день признан как самая удобная и экономичная основа для укрепления магистралей. Щебень помогает путям не сдвигаться и четко сохранять свое место в процессе эксплуатации.
Причины смещения рельсов
Неустойчивость положения железнодорожного полотна, его структурные нарушения могут быть спровоцированы различными факторами. В их числе:
Балласт защищает железную дорогу от всех неурядиц. Данный термин заимствован из морской практики. Там камни применяются для фиксации судов на месте.
Прочность железнодорожного полотна
Некоторые задумываются, почему бы не использовать для укрепления магистралей бетон или асфальт, а не хаотично разбросанные камни? Не опасна ли их россыпь для локомотивов? Но именно толстый слой щебня поддерживает многотонные составы и предотвращает рост дикой растительности и сорняков. Еще двести лет назад инженеры придумали, как упрочнять фундамент железной дороги. Для этого нужно:
Зачем вдоль железнодорожных путей выкладывают щебень?
Если вы хотя бы раз путешествовали по железной дороге или просто проходили мимо железнодорожных путей, то замечали, что рельсы возвышаются над насыпью из щебня, в простонародье — щебенки. Давайте разберемся, что представляет собой эта самая щебенка и почему при строительстве основания для путей используют именно ее.
Что такое щебень
Щебень — это сыпучий материал с зернами размером более 5 мм, который получают путем дробления горных пород — например, гранита или известняка, гравия и даже строительного мусора. В зависимости от размера зерен щебень используется в качестве покрытия для пешеходных дорожек и детских площадок, при производстве бетона и бетонных конструкций, строительстве зданий, мостов и магистралей, а также железных дорог — в частности, при строительстве основания для железнодорожных путей. К слову, железнодорожники используют один из самых крупных видов щебня — размер каждой фракции составляет от 25 до 60 мм. И чаще всего вдоль путей выкладывают гранитный щебень, который отличается повышенной прочностью и морозостойкостью.
Зачем нужен щебень на железной дороге
Все просто: щебень, или щебеночный балласт нужен для того, чтобы зафиксировать рельсы и шпалы на одном месте. И задача эта не из легких, ведь железнодорожные пути могут двигаться — например, из-за перепадов температуры, осадков, движения составов и вибрации, которую создают поезда. Также щебень защищает пути от затопления — во время сильных дождей или в период паводка.
Балласт укладывают под шпалы — для этого строители используют шпалоподбивочную машину. Затем балласт при помощи электробалластера распределяют по уровню рельсо-шпальной решетки и уплотняют при помощи балластоуплотнительных и выправочно-подбивочно-рихтовочных машин. Наконец, балластораспределительная машина перераспределяет щебень, засыпает пустоты и удаляет лишние зерна с рельсов и шпал. Надо отметить, что щебенка требует регулярной очистки — с этой задачей прекрасно справляется щебнеочистительная машина, которая восстанавливает упругость балласта во время ремонта путей.
Почему же при строительстве железных дорог используют именно щебень? Все дело в форме и структуре самих камешков — каждый из них имеет неровные края и шероховатую поверхность. Это позволяет фракциям крепко «держаться» друг за друга и не позволять железнодорожному полотну «расползаться» и терять форму под воздействием внешних факторов.
Ранее стало известно, когда состоится запуск движения поездов по Крымскому мосту.
Зачем шпалы засыпают щебнем
2016-09-25 
Щебень используется в качестве балласта. Его цель состоит в том, чтобы держать деревянные шпалы на месте, что, в свою очередь удерживают рельсы на месте. Впервые это проблема была решена почти 200 лет назад, и решение не претерпело значительных улучшений с тех пор.
Рассмотрим задачу с инженерной точки зрения, километры узких лент стальной дороги на поверхности земли, подвержены тепловому расширению и сжатию, вибрациям, влажности, воздействию сорняков и т.д. Кроме того, 99 процентов времени они бездействуют, но оставшийся один процент они подвергаются тяжелым нагрузкам в сотни тонн.
Чтобы решить проблему сначала нужно поднять пути достаточно высоко, чтобы рельсы не затопило. В верхней части фундамента, вы поместите щебень (балласт). На вершине камня, помещаются шпалы, затем мы продолжим сваливать щебень вокруг балок. Острые края камней затруднят скольжение шпал друг относительно друга, эффективно удерживая их на месте. Например, если вы положили гладкие, круглые камешки в балласте, то они могут катиться или скользить друг относительно друга, когда поезд проходит над ними.
Балки изготовлены из твердых пород древесины (обычно дуба или гикори), и пропитанные креозотом для защиты от атмосферных воздействий. Пока что большинство шпал сделано из дерева, но современные железнодорожные линии все чаще делают из альтернативных материалов: композитный пластик, сталь и предварительно напряженного бетона.
Далее, вы кладете стальные рельсы. Раньше они соединялись болтами на дополнительный кусок стали (так называемый «рыбное блюдо). Сделано это потому что тепловое расширение и сжатие по длине рельса может привести к поломке или деформации. Таким образом, рельсы крепятся к шпалам с помощью зажимов или анкеров, которые удерживают их на месте, но позволяют им перемещаться в продольном направлении, чтобы они беспрепятственно расширялись или сжимались. Также балласт распределяет нагрузку на более широкую площадь и пропускает дождь и снег, подавляя рост сорняков и растительности.
Но нельзя сказать, что не появляется новых подходов для решения этой инженерной задачи. Использование железнодорожных линий для транспортировки представляет собой угрозу для зданий в районах вблизи путей из-за колебаний. Кроме того, громкий шум, тоже является серьезной проблемой.
Для того чтобы минимизировать эти вибрации, появился динамический гаситель вибраций. Он состоит из EPDM или сополимера этилена, пропилена и диенового каучука. Из-за своей высокой стойкости к воздействию тепла, воды и других механических деформаций он идеально подходит на эту роль. В результате вибрации и шум уменьшаются до минимума.
Вот почему железнодорожные рельсы посыпают щебнем. Ни за что не догадаешься!
Поезда на сегодняшний день — один из самых важнейших видов транспорта на сегодня, являющийся порой единственным способом попасть в некоторые части мира, а также когда дело касается путешествий в деревни и на природу.
В поездах можно путешествовать как на огромные расстояния (достаточно вспомнить Транссибирскую ЖД магистраль длиной 9288 км), так и между населенными пунктами, расположенными рядом друг с другом. И все это по очень бюджетным ценам, доступным практически каждому.
Поезда были изобретены около 200 лет назад…
…чтобы сегодня превратиться вот в такие высокоскоростные поезда.
Но даже если вы — заядлый любитель попутешествовать на поезде — вы все равно наверняка задавались вопросом, почему площадь вокруг рельс на железнодорожных путях всегда завалена небольшими камнями?
Ведь, казалось бы, камни — достаточно неустойчивая основа для любого вида транспорта. Не лучше было бы использовать, например, бетон, асфальт или что-то еще, что не выглядит так непредсказуемо, как хаотично разбросанные по земле камни?
Камни? Почему именно камни?
Несмотря на свою кажущуюся неустойчивость, камни на сегодняшний день — наиболее удобная и экономически эффективная основа для заполнения площади вокруг железнодорожной колеи. Благодаря щебню она сохраняет четко свое место и не сдвигается с него несмотря ни на что.
Любой участок ЖД пути может изменить свое положение вследствие воздействия высоких температур, жары, мороза, землетрясений или даже вырастающих в неугодных местах сорняков. Малейшее влияние любого из этих факторов может быть опасным для любого локомотива, проходящего через данный участок. Но благодаря щебню колея не меняет своего месторасположения даже несмотря на влияние, которое оказывает любой из вышеперечисленных факторов.
Вот что может случиться с железнодорожными путями, если не покрывать их щебнем…
При строительстве путей камни высыпают плотным слоем вокруг колеи, чтобы сохранить точное направление. Поезда рабочих должны проехать по путям на небольшой скорости. Целью этого является в том числе помочь камням плотно расположиться на своих местах, чтобы они не могли двигаться в разные стороны.
Поезда рабочих проезжают на небольшой скорости по новым колеям, чтобы помочь недавно засыпанным камням плотно расположиться на своих местах.
Именно поэтому щебенка — наиболее подходящий материал для покрытия площади вокруг железнодорожных путей. Теперь вы знаете это и можете поделиться с людьми, которые только задаются этим вопросом.
Применение щебня при строительстве железных дорог
Если двигаться вдоль железнодорожных путей или прогуливаться вблизи них, можно заметить, что основанием их в большинстве случаев служит толстая насыпь из щебня определенной фракции. Этот метод строительства железной дороги применяется повсеместно, поскольку считается одним из самых практичных, способных предотвратить преждевременное разрушение путей.
Зачем нужен щебень на железной дороге
За счет насыпанного щебня осуществляется фиксация шпал и рельсов, находящихся на его поверхности. Применение крупнофракцинного камня обусловлено тем, что все элементы могут осуществлять движение в момент прохода поезда, поэтому должен быть какой-то запас для того, чтобы при этом основание не разрушалось.
Помимо этого, щебень на железной дорогехорошо справляется с задачей отведения воды во время сильных дождей. За счет того, что применяется крупный камень, вода с легкостью просачивается между ним. Это позволяет избежать размывания путей, из-за которого пришлось бы надолго останавливать работу железной дороги, чтобы привести все в первоначальный вид. Дренажные свойства щебня настолько хороши, что транспортом можно пользоваться даже во время паводков, не опасаясь дальнейшего разрушения.
Разновидности и классификация
Разделить щебень на группы можно по нескольким параметрам. Первый — это его состав. В основном используются горные породы таких видов:
Они могут как быть смешанными, так и присутствовать в моно виде.
Вторым важным критерием является средний и минимальный диаметр отдельных зерен. Он используется для описания характеристик щебня, и по нему есть строгий регламент, который должен соблюдаться для достижения максимальной прочности насыпи.
Технические требования
Большинство технических требований, применимых к щебню, используемому при стройке или ремонте железнодорожных путей, описаны в ГОСТе 7392-2002. Во время работ допускается применение материала, у которого диаметр отдельных фрагментов от 25 до 60 мм.
Чтобы оценить партию щебня, его просеивают через специальное калибровочное сито. При завершении этой операции должны получиться следующие результаты:
Существует еще ряд дополнительных параметров, которые должны соблюдаться при подготовке партии щебня для железной дороги. В их перечень входят следующие:
Преимущества и недостатки
Применение щебня на железной дороге связано с рядом преимуществ, а именно:
Не надо забывать о том, что природный щебень, добытый из горных пород, имеет и некоторое количество собственных недостатков. К ним относится:
Срок службы
После изготовления насыпи и монтажа рельс проходит несколько этапов, подготавливающих ее к интенсивной эксплуатации. От того, насколько корректно они будут проведены, и зависит срок, в рамках которого прослужит основание из щебня. Эти этапы включают в себя следующие работы:
В других случаях может потребоваться периодическая ревизия, чтобы устранить провалы, образовавшиеся под некоторыми шпалами из-за истирания части камней.