Размер шпалы жд: Страница не найдена |

Содержание

типы, технология производства и монтаж

За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

Определение

Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

Вернуться к оглавлению

Где применяются?

В наше время все хотят сэкономить – б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.

Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

длительный срок службы;
достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
стойкость к различным механическим нагрузкам;
невысокая ценовая категория;
монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

Вернуться к оглавлению

Типы

Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

Опора первого сорта.
Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
Ш-2 нераздельного вида крепления.
Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

изолированные;
неизолированные, без изолирующих вкладышей.

Вернуться к оглавлению

Технология производства

Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

Вернуться к оглавлению

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

капитальный;
средний;
подъемочный;
реконструкцию.

По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Использование железобетонных опор актуально во всем мире, спрос на такие изделия растет постоянно. Ведь опоры из железобетона, несмотря даже на их большой вес, имеют несравнимую прочность, надежность и долговечность.

А стоимость материалов и несложность изготовления изделий повышает популярность применения железобетонных шпал в мире строительства.

ООО «НижТара»

ООО «НижТара» – успешная, высокопрофессиональная и динамично развивающаяся компания, ориентированная на потребности клиентов. Компания начала свою деятельность по производству деревянной тары в 2000 году и на сегодняшний день является лидером в России и странах СНГ в этом направлении.

Наша компания выпускает широкий спектр высокотехнологичной деревянной и металлической тары. Ориентируясь в своей работе на клиентов и уделяя особое внимание качеству обслуживания клиентов, за годы своего развития компания добилась значительных успехов. Во многом этот успех был определен профессиональным менеджментом, квалификацией кадров и современным высокотехнологичным производственным оборудованием.

Компания имеет современную материально-техническую базу (большие современно оснащенные европейским оборудованием производственные площади, склады и офисы, IT-инфраструктура) и отработанную логистическую систему доставки продукции в любую точку России и СНГ.

В компании постоянно внедряются новые информационные технологии и инновационные методы управления: используется современное программное обеспечение в части оперативного учета и ведения торговых операций, внедряются мобильные технологии в торговле, налажена система сбора и обработки маркетинговой информации, применяются современные складские технологии.

Компания ООО «НижТара» сегодня…

является крупнейшим производителем промышленной деревянной тары в России и СНГ;
имеет широкую сбытовую сеть, реализуя промышленную тару сотням клиентов, в т.ч. крупнейшим промышленным предприятиям России и стран СНГ;
развивается быстрыми темпами, ежегодно увеличивая свой оборот минимум на 15-30%;
постоянно расширяет спектр предоставляемых услуг с учетом пожеланий клиентов;
ведет систематическую работу по анализу рынка и оценке потенциала новых направлений деятельности;
постоянно расширяет свой ассортимент, ориентируясь на потребности клиентов, а также на развитие современных российских и европейских технологий;
жестко контролирует качество выпускаемой продукции, совершенствуя технологию и применяя инновационные подходы при организации производственного процесса;

Мы открыты для взаимовыгодного сотрудничества в любое удобное для Вас время!

Urallescom

Наша продукция

Шпала пропитанная I тип

ШПАЛЫ
ПРОПИТАННЫЕ
I ТИП

180*250*2750 mm

Деревянные шпалы I типа являются самыми прочными из всех. Это следует из их сферы применения — их используют для прокладки основных железнодорожных путей. Они испытывают большую нагрузку, а потому размеры шпалы деревянной жд 1 типа отличаются в сторону ширины и толщины от других. Длина у всех без исключения шпал, используемых на российских железных дорогах, одинакова — 275 сантиметров плюс минус 2 см. Поэтому цена данного типа шпал выше, чем стоимость прочих.

Шпала пропитанная II тип

ШПАЛЫ
ПРОПИТАННЫЕ
II ТИП

160*230*2750 mm

Деревянная шпала типа II используется в более спокойных условиях — она монтируется на станциях и подъездных путях. Она тоньше, чем шпала 1 типа, хотя имеет такую же длину и изготавливается из того же самого материала, точно так же предварительно просушенного и пропитанного специальными составами. Главное отличие заключается в том, какой размер шпалы железнодорожной деревянной в плане ширины, высоты и толщины допустим в случае изготовления шпал типа 2.

Шпала метрополитен

ШПАЛЫ
МЕТРОПОЛИТЕН

165*250*2650 mm

В метрополитене на закрытых участках пути применяются брусковые шпалы из соснового дерева I и II типов, пропитанные креозотом. На открытых участках линий применяются железобетонные шпалы. Длина шпал 270 см, поперечное сечение — 16×25 сантиметров. На стрелочных переводах метро, применяются брусья длиной от 270 до 675 см. На станциях применяются так называемые «шпальные коротыши» длиной 90—100 см, для создания жёлоба безопасности.

Брус для стрелочных переводов

БРУС
ДЛЯ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ

180*260; 160*250 mm

При достойной сборке и регулярном обслуживании стрелочный перевод на деревянных брусьях отличается достаточной упругостью и прочностью, отличным сцеплением с щебеночной подушкой и фиксацией с рельсами, простотой формы. В организации он обходится не так дорого, как железобетонный.

Евровагонка

12,5*(88)96*2000(3000) mm

Отделочный материал финишной облицовки поверхностей, выполненный в виде обшивочной доски с профилированной конструкцией. Эта разновидность вагонки выполнена из древесины ели, поэтому отличается плотной структурой, экологичностью и теплоизоляцией. Выпускается в виде деревнной доски с гладкой и ровной поверхностью с мелкими узлами.

Имитация бруса

28*135(146)*3000 mm

Имитация бруса — это облицовочный материал в виде деревянных панелей, похожих на вагонку, но более широких и толстых. Для скрепления соседних досок в процессе монтажа используется система паз-шип. Обшивка дома имитацией бруса может использоваться для облицовки стен из самых разных материалов, как внешних так и внутренних.

Доска пола

28*135(146)*3000(6000) mm

Профильный элемент напольного покрытия, используемый для финишной отделки помещений. Изготовлен из натурального материала — древесины, которая отличается экологической безопасностью, прочной структурой, природной воздухопроницаемостью и стойкостью к деформации. Изделие представляет собой массив с гладкой поверхностью. Дерево отличается естественным внешним видом с мелкими узлами.

Блок-хаус

28*135(146)*3000 mm

Материал для финишной отделки. Применяется как для декоративного оформления, так и для дополнительного утепления помещений. Этот вид облицовки изготовлен из ели, которая отличается экологичной безопасностью, устойчивостью к деформации, теплоемкостью и теплоизоляцией, воздухопроницаемостью. Выпускается в виде деревянной доски.

Брусок строганный

20*30(40)*2000(3000) mm
20(30)*(96)*(3000) mm
40(50)*60(50)*2000(3000) mm

Брусок строганный из массива сосны используется в строительной сфере для возведения жилых домов, ремонта кровли, создания каркасов, изготовления корпусной мебели. Представляет собой пиломатериал из хвойной древесины с мелкими узлами. Брусок прост в обработке, не деформируется под воздействием погодных условий и перепадов температур.

Доска строганная сухая

25(50)*100(250)*6000 mm

Доска строганная сухая — обработанная со всех сторон ( в том числе с торцов) обрезная доска, прошедшая камерную сушку.

Обрезная доска проходит длительный процесс камерной сушки, затем пропускается через четырехсторонний либо фрезерный станок. За счет тщательной сушки камерным способом повышется устойчивость изделия к внешним воздействиям, такая доска не усохнет в процессе эусплуатации постройки.

Оцилиндрованное бревно

Оцилиндрованное бревно — фрезерованное бревно, которое прошло механическую обработку на специальном оборудовании и имеет одинаковый диаметр по всей длине. В зависимости от вида применяемого станка бревну может придаваться специальный профиль.

Щепа

Щепа производится из экологически чистых лиственных пород древесины. Более 20 лет наша компания успешно занимается производством и продажей щепы в промышленных масштабах.

Пеллеты

Пеллеты — это современный вид экологичного топлива, который позволяет автоматизоровать процесс горения. Чаще всего используется в автоматических твердотопливных котлах.

Деревянная тара

Деревянные поддоны

144*800*1200 mm

Деревянные поддоны — это многооборотная тара, используемая для транспортировки, складирования и упорядочивания крупногабаритных и тяжелых грузов. Производим и продаем деревянные поддоны: ГОСТ, Евростандарт и любых размеров по Вашим технологическим условиям. Используем экологически чистую древесину.

Размер и вес железнодорожных шпал

Наиболее распространенная ДЛИНА для железнодорожных шпал составляет 2,6 метра или 8 футов 6 дюймов в длину.
У нас также есть другие размеры железнодорожных шпал, такие как 2,4 м и 3,0 м или 8 футов и 10 футов.

Самая распространенная ШИРИНА для железнодорожной шпалы составляет 250 мм или 10 дюймов.
У нас есть и другие размеры железнодорожных шпал, такие как 200 мм, 300 мм или 8 дюймов / 12 дюймов.

Наиболее распространенная ТОЛЩИНА железнодорожных шпал составляет 125 мм и 150 мм. (5 дюймов / 6 дюймов).
Железнодорожные шпалы Великобритании обычно имеют толщину 125 мм (5 дюймов), а европейские — 150 мм (6 дюймов).

Наш выбор железнодорожных шпал теперь настолько разнообразен, что вы обязательно найдете то, что соответствует вашим планам и карману. Светлый или темный, квадратный или закругленный, новый или выветренный, современный или «старый мир» … все зависит от желаемого визуального эффекта и типа сада или дома, в котором вы живете.Не ждите, что восстановленные железнодорожные шпалы останутся прежними. Все они различаются по-своему!

Насколько тяжелы железнодорожные шпалы?

Вес полноразмерных оригинальных железнодорожных шпал сильно различается в зависимости от плотности, типа и возраста дерева, из которого была получена древесина, не говоря уже о конкретной длине и профиле шпалы. Сосна, как правило, самая легкая (50–60 кг). Дуб тяжелее (80–90 кг), за ним следуют австралийский джарра (85–95 кг) и африканский азобе (90–100 кг), которые относятся к тяжелым тропическим лиственным породам.Совсем недавно были созданы более короткие и легкие варианты для использования в ландшафтных проектах, такие как новые железнодорожные шпалы из британской сосны и новые шпалы из дуба, которые бывают разных профилей и длин. На другом конце грузоподъемного спектра находятся супертяжелые железнодорожные шпалы размером 2,6 x 300 x 175 мм и весом около 120–140 кг каждая.

Будьте осторожны при подъеме! Пожалуйста, будьте благоразумны и всегда сгибайте колени и т. Д. Обычно самые тяжелые аварии с железнодорожными шпалами — это защемление пальцев (когда один человек поднимает, а другой — нет) или ушибы ног или ступней, когда железнодорожные шпалы падают на бедра или пальцы ног.Говорю на собственном опыте! Рекомендуются толстые перчатки и ботинки. Только не сандалии! Точно так же неразумно перемещать железнодорожные шпалы после (или во время) обхода паба.
ВАЖНО — Железнодорожные шпалы из твердой древесины размером 2,6 x 300 x 175 мм НЕ МОГУТ быть выгружены простыми смертными. Они слишком тяжелые. (120 кг — 140 кг каждый). Вам понадобится как минимум вилочный погрузчик или уволенный тяжелоатлет-олимпиец. Самые успешные медалисты чемпионата мира 2019 года (в порядке очереди) были из Китая, Северной Кореи, Армении, США и Беларуси.Попробуйте поискать в вашем местном Ad-Mag или в Google.

ПОЖАЛУЙСТА, позаботьтесь о пальцах, ступнях и спине при подъеме железнодорожных шпал.

Люди находят разные способы перемещения железнодорожных шпал …

Подробнее о рельсовых направляющих ….

За прошедшие годы было изменено множество железнодорожных колеи. 4 фута 8,5 дюймов широко используются и обычно называются стандартными, но есть много других, которые все еще широко используются. Манометр в 1 метр можно найти во многих странах.3 фута 6 дюймов для южной части Африки и большей части японской сети (линии Синканзэн являются стандартными). Россия и ее старая империя — 5 футов. Рост в Ирландии 5 футов 3 дюйма. Испания и Португалия в основном 5 футов 5 дюймов. Индия и Аргентина в основном 5 футов 6 дюймов, как и B.A.R.T. система в Сан-Франциско. И давайте не будем забывать 7 футов и четверть дюйма дорогого IKB.
Спасибо за информацию от B.Holland

Железные дороги, римляне и лошади днища …

Знаете ли вы, что конструкция американского челнока определялась шириной попы римской лошади?
— Стандартная колея железных дорог США (расстояние между рельсами) составляет 4 фута 8.5 дюймов.
— Чрезвычайно нечетное число. Почему использовался этот датчик?
— Потому что так их строили в Англии, а английские экспатрианты строили железные дороги США.
— Почему англичане так их строили?
— Потому что первые железнодорожные линии строили те же люди, которые строили пред-железнодорожные трамвайные пути, а они использовали именно такую ширину колеи.
— Почему тогда «они» использовали этот калибр?
— Потому что люди, которые строили трамвайные пути, использовали те же приспособления и инструменты, что и при постройке вагонов, в которых использовалось такое расстояние между колесами.
— Хорошо! Почему у вагонов было такое странное расстояние между колесами?
— Ну, если бы они попытались использовать любой другой интервал, колеса фургона сломались бы на некоторых старых дорогах дальнего следования в Англии, потому что это расстояние между колесными колеями.
— Так кто построил эти старые дороги с колеями?
— Имперский Рим построил первые дороги дальнего следования в Европе (и Англии) для своих легионов. С тех пор дороги используются.
— А колеи на дорогах?
— Римские боевые колесницы образовывали начальные колеи, которым все остальные должны были соответствовать, опасаясь разрушить колеса своих повозок.Поскольку колесницы были созданы для императорского Рима, все они были одинаковы в вопросе расстояния между колесами. Стандартная ширина колеи США 4 фута 8,5 дюйма является производной от оригинальных спецификаций для имперской римской военной колесницы. И бюрократия живет вечно. Имперские римские боевые колесницы были сделаны достаточно широкими, чтобы вместить задние концы двух боевых коней.

А теперь поворот к истории … Когда вы видите космический шаттл, сидящий на своей стартовой площадке, по бокам основного топливного бака прикреплены две большие ракеты-носители.Это твердотопливные ракетные ускорители, или РРБ. SRB производятся Thiokol на своем заводе в Юте. Инженеры, проектировавшие SRB, предпочли бы сделать их немного толще, но SRB приходилось доставлять поездом с завода на стартовую площадку. Железнодорожная ветка от завода проходит через туннель в горах. SRB должны были пройти через этот туннель. Туннель немного шире железнодорожного полотна, а колея, как вы теперь знаете, примерно такой же ширины, как задняя часть двух лошадей. Итак, главная особенность конструкции космического шаттла, который, возможно, является самой совершенной транспортной системой в мире, была определена более двух тысяч лет назад шириной конского дна …. Источник неизвестен

ОБВИНЯЮТСЯ ВО ЛЖИ, ДЕЗИНФОРМАЦИИ И ПОДДЕЛЬНЫХ ЗНАНИЯХ

ПОЛУЧЕНА ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: 22.10.18

Привет,
Я только что проверил ваш сайт о железнодорожных шпалах, и вы даете фальшивые сведения о происхождении британских дорог. Вы утверждаете, что дороги строили римляне, но это ложь и дезинформация.Кельты и этруски строили дороги, а за ними пришли греки и римляне.
Я думал, что уведомлю вас, потому что мы живем в мире, где факты игнорируются и заменяются сказочными историями о Викторе.
Большое спасибо,
Майк Джарратт.

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА ПОЛУЧЕНА: 20.08.20

Информация о железнодорожных шпалах обширна и информативна.
Но хотя утверждения Майл Джарратт в некоторой степени верны, они частично (около 80%) неверны!
Хотя кельты и этруски действительно построили многие из первых дорог, их дороги не имели большой структуры и более точно следовали контурам земли и ландшафтов.
Римляне были склонны строить дороги с более сложной структурой, более сложной конструкцией и более прямыми и систематизированными дорожными системами. Дороги кельтов и этрусков были не более чем грунтовыми дорогами по сравнению с римлянами!
Я думал, что уведомлю вас, потому что мы живем в мире, где факты игнорируются и заменяются сказочными историями о Викторе.
Большое спасибо
Эндрю Робертсон

ГОЛОС ДОВЕРИЯ!

Пожалуйста, помогите нам распространить информацию! Если вы нашли наш сайт полезным или вдохновляющим, поставьте нам лайк на Facebook. Простой способ сказать: «Это действительно полезный сайт!». Спасибо

Краткий обзор: материалы для железнодорожных шпал

Железнодорожные шпалы, или железнодорожные шпалы, как их называют в США, представляют собой довольно неприглядный компонент железнодорожной отрасли.Но эти блоки, которые укладываются горизонтально под рельсовыми путями, чтобы удерживать рельсовые пути на месте с правильной шириной колеи, образуют основу железнодорожного движения. Миллионы этих жизненно важных блоков производятся и распространяются каждый год, чтобы удовлетворить спрос на расширение сети и обновление линии.

За исключением некоторых экспериментов со шпалами из каменных блоков на самых ранних этапах развития железнодорожного транспорта, древесина была исторически доминирующим материалом, используемым для изготовления шпал. В XX веке появились новые материалы, которые отвечали требованиям выдерживать более высокие нагрузки на ось и более высокие скорости.Здесь мы взвешиваем преимущества и недостатки предлагаемых материалов.

Шпала деревянная

Учитывая, что древесина использовалась для изготовления железнодорожных шпал на протяжении почти двух столетий, удивительно, что деревянные шпалы по-прежнему составляют большую часть рынка железнодорожных шпал.Это особенно характерно для США, где на древесину приходится 93% рынка — ежегодно укладывается 16 миллионов деревянных шпал.

Не случайно доминирование на рынке древесины никогда не ослабевает. Естественные свойства древесины (обычно твердой древесины, такой как дуб, но более дешевая древесина мягких пород использовалась на более легких и менее загруженных линиях) подходят для создания упругой дорожки с отличным динамическим ослаблением ударных нагрузок, а также снижения шума и вибрации.

«Железнодорожные шпалы укладываются горизонтально под путями, чтобы удерживать рельсовые пути на месте с правильной шириной колеи.”

Деревянные шпалы также сравнительно дешевы, легки и просты в транспортировке, установке и обслуживании. Средняя деревянная шпала весит от 160 до 250 фунтов, тогда как эквивалентная шпала из бетона может весить до 800 фунтов. Это означает, что деревянные шпалы быстрее и проще установить на начальном этапе и практически не требуют специального оборудования или транспортных средств для обслуживания, что означает экономию средств для железнодорожных операторов.

Сторонники древесины для железнодорожных шпал также указали на сильный вторичный рынок вышедших из употребления деревянных железнодорожных шпал.

Активно развивается бизнес по утилизации использованных железнодорожных шпал в качестве износостойкого материала для садоводства и озеленения или для использования в качестве топлива из биомассы для когенерационных электростанций. Однако большинство деревянных шпал пропитывают креозотом каменноугольной смолы, чтобы защитить их от экологического износа и заражения насекомыми. Креозот продлевает срок службы деревянных шпал (шпалы из необработанной древесины обычно необходимо заменять каждые семь-12 лет), но он представляет собой токсичную опасность, которая требует дополнительных затрат на утилизацию и подрывает экологическую надежность традиционного в отрасли материала шпал.

Дерево также более подвержено износу, чем более современные материалы для шпал. Операторы все чаще заменяют древесину бетоном или композитом в местах, где солнце и сырость могут деформировать или гнить древесину.

Шкаф для бетонных шпал

Хотя бетонные шпалы захватили лишь небольшую часть рынка в США, Европе и Японии, где железнодорожный транспорт, возможно, является более приоритетным, бетонные шпалы набирают популярность после окончания Второй мировой войны.В Австралии бетон используется для изготовления большинства железнодорожных шпал, а в Великобритании железнодорожный оператор Network Rail ежегодно заменяет 200 000 деревянных шпал бетонными.

Бетонные шпалы обычно изготавливаются из литых бетонных плит, армированных изнутри стальной проволокой. Ранние прототипы, изготовленные из обычного железобетона, часто оказывались слишком хрупкими, чтобы выдерживать высокие уровни динамической нагрузки. Современные бетонные шпалы в основном производятся из предварительно напряженного бетона — технологии, при которой внутреннее напряжение прикладывается к шпале (обычно к каркасу из высокопрочной стальной проволоки) перед заливкой, чтобы противодействовать внешнему давлению, которому блоки подвергаются во время эксплуатации.

Производители бетона, такие как Abetong Teknik, INFRASET и Stanton Bonna, выдвинули убедительные аргументы в пользу эффективности бетона на рынке железнодорожных шпал. Этот материал требует меньшего ухода и имеет более длительный срок службы, чем деревянные шпалы, поскольку он не склонен к ухудшению состояния окружающей среды, короблению или заражению насекомыми, а его негорючесть означает, что он снижает вероятность возникновения пожаров на путях.

«Древесина была исторически доминирующим материалом для изготовления железнодорожных шпал.”

Предварительно напряженные бетонные шпалы также могут похвастаться в целом превосходной грузоподъемностью и более плавным ходом благодаря большему весу и вертикальной / поперечной устойчивости. Для самых современных высокоскоростных линий бетон (или композитный пластик) становится необходимостью выдерживать более высокие скорости.

Но критики поспешили указать, что вес и размер бетонных шпал являются существенным недостатком, когда речь идет о стоимости — как по времени, так и по деньгам — первоначальной установки и последующего ремонта.

Хотя деревянные шпалы можно установить довольно быстро и с использованием небольшого специального оборудования, бетонные шпалы необходимо устанавливать с использованием тяжелой техники.

Поскольку для производства предварительно напряженного бетона требуется квалифицированная рабочая сила и специальное оборудование, этот высококачественный материал, безусловно, не является дешевым вариантом, хотя производители бетона утверждают, что долговечность материала означает более высокую ценность по сравнению с сроком службы бетонных шпал.

Ограниченное применение стальных шпал

Стальные железнодорожные шпалы часто рассматриваются как нечто среднее между деревом и бетоном.Более прочная, чем древесина и менее дорогая, чем предварительно напряженный бетон, казалось логичным, что сталь может оказаться благом для компаний, желающих провести экономичную модернизацию пути. Действительно, в некоторых областях стальные шпильки по-прежнему работают надлежащим образом после 50 лет службы. Меньшая зависимость от балласта (примерно на 60% меньше, чем требуется для бетона; на 45% меньше, чем для дерева), также, похоже, склоняет чашу весов в пользу стали, особенно в районах, где не хватает древесины.

Но ряд уникальных проблем ограничили использование стали для шпал, особенно в США с их обилием природных ресурсов древесины.Стальные шпалы подвержены коррозии, и железнодорожные операторы сообщали в прошлом, что стальные шпалы снимались с путей после того, как рельсовые седла быстро устали, особенно на линиях с большим количеством поворотов.

«Бетонные шпалы обычно изготавливаются из литых бетонных плит, армированных изнутри стальной проволокой».

Capital Metro, транзитный орган в Остине, штат Техас, является хорошим примером другой распространенной проблемы, характерной для стальных шпал, — отсутствия изоляции. Неопреновая композитная изоляция отделяет стальные шпалы от электрифицированных рельсов, но любая ошибка может нанести серьезный ущерб железнодорожной сети.В отчете Austin American-Statesman от марта 2010 г. отмечалось, что в результате проблем с электропроводностью и сбоев сигнала Capital Metro была вынуждена заменить длинные секции стальных шпал деревянными за дополнительную плату в размере 90 000 долларов. «Хотел бы я никогда этого не делать», — сказал газете управляющий железной дорогой Capital Metro Билл Ле Жен.

Пластиковые композиты: материал будущего?

Самый современный материал, используемый для железнодорожных шпал, пластиковый композит, представляет собой последнюю попытку производителей найти материал, который удовлетворяет необходимым критериям без каких-либо существенных недостатков.Композитные шпалы изготавливаются из различных смесей сырья (пластмасса, резина от использованных шин, отходы стекловолокна) для создания синтетического материала с гибкостью и доступностью древесины в сочетании с прочностью бетона.

Япония является лидером в производстве композитов. Японский производитель Sekisui Chemical предоставил шпалы из пенополиуретана (FFU) для высокоскоростного поезда Синкансэн. Ежегодно в стране укладывается 90 000 шпал FFU, из них около 1.5 миллионов в текущем сервисе.

Композитные шпалы Sekisui дебютировали в Европе в 2004 году, когда они были установлены на рельсах моста Zollamt в Вене, Австрия. Материал был выбран для моста, потому что он соответствовал характеристикам дерева, не подвергаясь влиянию перепадов температуры и постоянной влажности воздуха.

Преимущества композитов очевидны — с материалом можно манипулировать и пилить так же, как и с деревом, без каких-либо встроенных недостатков его полностью натурального аналога.Он обладает прочностью бетона (композитные материалы имеют срок службы 50 лет и более), не требует веса бетона и трудоемкого процесса монтажа. В отличие от бетонных шпал, для которых необходимо полностью отремонтировать рельсы, композитные шпалы могут устанавливаться по частям вместе с более старыми деревянными моделями.

«Композитные шпалы изготавливаются из различных смесей сырья».

Композитные шпалы обладают дополнительным преимуществом, так как они в основном изготавливаются из переработанного материала и полностью пригодны для вторичной переработки (их можно переработать в новые шпалы).В отчете Программы действий по отходам и ресурсам (WRAP) за 2006 год отмечается, что на милю деревянных шпал требуется 810 зрелых дубов, в то время как эквивалентная длина композитных шпал использует два миллиона пластиковых бутылок, 8,9 миллиона пластиковых пакетов и 10800 шин, которые потребляются после потребления в противном случае может оказаться на свалке.

Совершенно очевидно, что композитный материал (или производное от этой технологии) является ключом к созданию широко применяемого, экологически чистого и эффективного в эксплуатации материала для производства шпал для железных дорог.Из-за проблем с затратами его использование обычно ограничивается линиями, на которых древесина и бетон не подходят, но по мере того, как производственный процесс становится более совершенным и доступным для рынка шпал, кажется, что композиты не смогут догнать и обогнать древесину в качестве шпалы материал по выбору.

Связанные компании

TransCore

Идентификация железнодорожного и интермодального автоматического оборудования

28 августа 2020

Тренолаб

Анализ и оптимизация расписания железных дорог

28 августа 2020

BIRCO

Системы дренажа железнодорожных путей и платформ

28 августа 2020

Деревянные шпалы | Деревянный шпал | Деревянная шпала на продажу

Деревянная шпала, также известная как деревянная шпала или деревянная шпала , представляет собой один из видов железнодорожных шпал, изготовленных из дерева.В качестве основных компонентов железнодорожных путей для переноски стальных рельсов используется деревянная шпала, которая крепится с помощью крепежных элементов Common Rail, таких как зажим для рельсов, шпилька, шпала и т. Д.

Древесина для изготовления деревянной шпалы обычно требует прочности и хороших эластичных свойств. Благодаря деревянным шпалам они легко подвержены коррозии, что скажется на сроке службы. Погружение в масло — это общий способ предотвращения коррозии, так называемые шпалы, обработанные консервантами.Как мы все знаем, существует четыре типа железнодорожных шпал: стальные железнодорожные шпалы, деревянные шпалы, бетонные шпалы и составные шпалы. По сравнению с другими типами железнодорожных шпал, деревянные шпалы обладают такими преимуществами, как хорошая эластичность, легкий вес, простота установки и хорошие изоляционные свойства.

Продам деревянную шпал

Компания Anyang General International Co., Ltd. имеет более чем 20-летний опыт обработки железнодорожных крепежных изделий, таких как деревянные шпалы, стальные шпалы, стыки рельсов, стальные рельсы, зажимы для рельсов и другие связанные крепежные изделия для строительства железных дорог.Компания AGICO RAIL имеет несколько сертификатов качества, таких как ISO9001, IAF, CNAS и т. Д., Как надежный поставщик железнодорожных крепежных изделий, наша железнодорожная продукция экспортируется во многие страны, включая Вьетнам, Австралию, Малайзию, Кению, Индонезию, Бразилию и т. Д.

Наши деревянные шпалы в основном изготавливаются из южной или монгольской сосны, и все шпалы проходят профессиональную обработку. По назначению деревянные шпалы можно разделить на три типа: шпалы деревянные обработанные для нормального пути, шпалы деревянные обработанные для стрелочных переводов, шпалы деревянные обработанные для моста .

Шпала деревянная обработанная под нормальную колею

Судя по названию, на главной железнодорожной ветке используется обычная деревянная шпала. Для стандарта GB тип I с 16 см × 22 см × 250 см и тип II с 14,5 см × 20 см × 250 см — это два типичных размера.

Тип	Длина (мм)	Ширина (мм)	Толщина (мм)
КТМБ	2000 (± 12)	254 (+12,0)	127 (+ 11, -3)
тип Ⅰ	2500 (± 60)	220 (± 10)	160 (0, -5)
тип Ⅱ	2500 (± 60)	220 (± 10)	145 (0, -5)
Стандарт	2600 ~ 4800 (± 60)	240 (± 10)	160 (0, -5)

Шпала стрелочная деревянная обработанная

Переключатель шпал применяется для стрелочной зоны на стыке железнодорожных путей.

Тип	Длина (мм)	Ширина (мм)	Толщина (мм)
КТМБ
Нормальный	2600 ~ 4850	220	160
Стандарт	2600 ~ 4800	240	160

Шпала моста деревянная обработанная

Мостовая деревянная шпала используется для прокладки железнодорожных путей на мосту.

Тип	Длина (мм)	Ширина (мм)	Толщина (мм)
КТМБ
Стандарт	3000	220	240/260/280/300

Восстановленные железнодорожные шпалы

ПОСЕТИТЕЛИ ДОЛЖНЫ НОСИТЬ КРЫШКУ ДЛЯ ВХОДА В ЗДАНИЕ

Все размеры в разной степени приблизительны.Если требуются определенные размеры, вам необходимо будет узнать об этом.

Перед покупкой имейте в виду, что восстановленные шпалы уже много лет используются на железнодорожных путях. Остатки масла и грязи от поездов. Они пережили дождь, снег и солнце. Будут признаки трещин, износа.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ / ПЕРЕРАБОТАННЫЕ ШПИНЫ С УХОДОМ СОДЕРЖАТ РУЧКУ CREOSOTE

Б / у обработанные шпалы — ТОЛЬКО ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ЗАКАЗ

Размеры: Твердая древесина 2.6 м x 250 мм x 70 мм (8’6 ″ x 10 ″ x 2,3 / 4 ″) 22,50 фунта стерлингов + НДС.

Эти шпалы содержат большое количество креозота и могут протекать в жаркую погоду.

В некоторых из этих досок будут отверстия, где они были прикреплены к металлоконструкциям.

Использованные шпалы из обработанной твердой древесины класса A

Хорошие квадратные кромки. Подходит только для подпорных стен.

С креозотированными товарами следует обращаться в перчатках — они могут протечь в жаркую погоду.

Размеры: 2.6 м x 250 мм x 150 мм (8’6 ″ x 10 ″ x 6 ″) £ 28,50 + НДС

Шпала из обработанного дуба из твердых пород дерева — ОГРАНИЧЕННЫЙ ЗАПАС

Отличные спальные места, хорошие квадратные края. Отлично подходит для окантовки и подпорных стен. С креозотированными товарами следует обращаться в перчатках.

Размеры: 2,6 м x 250 мм x 150 мм (8 футов 6 дюймов x 10 дюймов x 6 дюймов) 36,00 фунтов стерлингов + НДС

Использованные необработанные шпалы из твердой древесины марки B Длинные

Размеры: 2.75–4,5 м x 250 мм x 125 мм (9-15 футов x 10 дюймов x 5 дюймов) 5,00 фунтов стерлингов + НДС за фут.

Мостовая древесина из твердых пород дерева

Состояние Excellect.

Размеры: 2,6 м x 250 мм x 228 мм (8’6 ″ x 10 ″ x 9 ″) POA

Подходит для столбов ворот или работ, где требуются большие секции.

% PDF-1.3 % 524 0 объект > эндобдж xref 524 82 0000000016 00000 н. 0000001991 00000 н. 0000002193 00000 п. 0000002257 00000 н. 0000004482 00000 н. 0000004799 00000 н. 0000004866 00000 н. 0000004988 00000 н. 0000005214 00000 н. 0000005301 00000 п. 0000005387 00000 н. 0000005448 00000 н. 0000005574 00000 н. 0000005635 00000 н. 0000005777 00000 н. 0000005838 00000 н. 0000005943 00000 н. 0000006004 00000 н. 0000006124 00000 н. 0000006185 00000 п. 0000006296 00000 н. 0000006357 00000 н. 0000006469 00000 н. 0000006530 00000 н. 0000006656 00000 н. 0000006717 00000 н. 0000006836 00000 н. 0000006897 00000 н. 0000007005 00000 н. 0000007066 00000 н. 0000007180 00000 н. 0000007240 00000 н. 0000007359 00000 н. 0000007419 00000 н. 0000007536 00000 н. 0000007596 00000 п. 0000007702 00000 н. 0000007762 00000 н. 0000007863 00000 н. 0000007923 00000 п. 0000007983 00000 п. 0000008121 00000 н. 0000008259 00000 н. 0000008397 00000 н. 0000008534 00000 н. 0000008672 00000 н. 0000008810 00000 н. 0000008950 00000 н. 0000009092 00000 н. 0000009223 00000 п. 0000009356 00000 п. 0000009555 00000 н. 0000009663 00000 п. 0000009704 00000 п. 0000009727 00000 н. 0000011188 00000 п. 0000011211 00000 п. 0000012551 00000 п. 0000012574 00000 п. 0000012679 00000 п. 0000014051 00000 п. 0000014074 00000 п. 0000015589 00000 п. 0000015612 00000 п. 0000016996 00000 н. 0000017019 00000 п. 0000017129 00000 п. 0000018518 00000 п. 0000018541 00000 п. 0000019982 00000 п. 0000020005 00000 п. 0000021127 00000 п. 0000022831 00000 п. 0000030489 00000 п. 0000030568 00000 п. 0000030638 00000 п. 0000030707 00000 п. 0000030774 00000 п. 0000030838 00000 п. 0000030905 00000 п. 0000002298 00000 н. 0000004459 00000 п. CA «, (m @BHA (7, B.а) 0u BQj5DPu ‘; ݿ O̝ {; s

Поведение композитов с полимерным наполнением для новых полимерных железнодорожных шпал

Полимеры (Базель). 2021 апр; 13 (8): 1324.

Винченцо Фиоре, научный редактор

Поступила в редакцию 28 февраля 2021 г .; Принято в 2021 году 15 апреля.

Реферат

В этом исследовании предлагается новая концепция полимерных железнодорожных шпал, которые могут удовлетворить требования к статическим характеристикам в пределах стоимости древесины твердых пород. Существующие проблемы композитных шпал, такие как низкая производительность или высокая стоимость, можно решить с помощью этой инновационной концепции.Такое заявление подтверждается критериями проектирования по предельным состояниям и серией экспериментов. Результаты показывают, что пенополиуретан в качестве заполняющего материала может обеспечить достаточную прочность и жесткость шпалы, но недостаточная удерживающая способность винта может быть проблемой. Однако это ограничение можно преодолеть, используя систему смолы, наполненной частицами. Результаты этого исследования помогут железнодорожной отрасли разработать шпалы для замены деревянных.

Ключевые слова: композитная шпала , шпала из заменителя древесины, стеклопластик, структурные характеристики, устойчивое развитие

1.Введение

Мировая железнодорожная отрасль ищет железнодорожные шпалы из альтернативного материала, которые могут заменить традиционные деревянные шпалы, которые страдают от преждевременного износа [1,2]. Чтобы воспользоваться этой возможностью, ряд научно-исследовательских институтов и компаний-производителей железнодорожных шпал в разных частях мира разрабатывают инновационные технологии на основе полимеров. Эти альтернативные шпалы в основном разрабатываются из переработанного пластика и синтетических вспененных материалов, армированных волокном.Шпалы из переработанного пластика изготавливаются из отработанных шин, пластиковых бутылок и других подобных материалов, что очень выгодно с экологической точки зрения [3]. Кроме того, этот тип шпалы можно изготавливать в пределах стоимости древесины лиственных пород из-за использования большого количества отходов. Однако они страдают от низкого сопротивления выдергиванию, низкой жесткости, высокого теплового расширения, вызывающего пластическую деформацию и последующее ослабление крепежа, низкой огнестойкости и плохой стабильности размеров при рабочих температурах [4].С другой стороны, шпала из армированного волокном вспененного уретана (FFU) имеет очень похожие механические свойства, но более высокую долговечность, чем традиционные шпалы из дерева [5,6,7]. Однако их высокая стоимость (примерно в 5–10 раз дороже стандартных деревянных шпал [8]), ограниченная прочность на сдвиг из-за отсутствия поперечных волокон и растущая забота о здоровье, безопасности и окружающей среде (OHSE) [7] из-за образование полиуретановой пыли во время сверления шурупов ограничивает их применение.Следовательно, неизбежен альтернативный материал на основе полимера, который соответствует критериям стоимости и производительности для шпалы.

Ferdous et al. [9] исследовали полимерную шпалу с высокими эксплуатационными характеристиками, изготовленную из сэндвич-панелей из волокнистого композитного материала и скрепленную эпоксидной полимерной матрицей. Форма «собачьей кости» этого спального места была разработана на основе оптимизации формы, которая позволила сократить объем материалов до 50% по сравнению со спальным местом прямоугольной формы, и его можно было производить в рамках целевого ценового диапазона.Аналогичный подход к оптимизации формы был рассмотрен для пластиковых шпал KLP (Kunststof Lankhorst Product), которые уменьшили объем пластика на 35% по сравнению с цельнолитыми шпалами прямоугольной формы [10]. Однако железнодорожная промышленность предпочитает заменять деревянные шпалы альтернативными шпалами, которые похожи на деревянные шпалы, то есть шпалы прямоугольной формы являются предпочтительным выбором [11]. Причина может быть в том, что шпалы прямоугольной формы легче вдвинуть в балластную подушку во время точечной замены (т.е., путевые ремонтные работы). Таким образом, ключевой задачей научных исследований является разработка шпалы из альтернативного материала, которая будет иметь прямоугольную форму и удовлетворительно работать в рамках целевого диапазона цен. Для достижения этой цели авторы недавно предложили три новых концепции армированных изнутри композитных шпал прямоугольной формы [4]. Однако процесс производства шпал с внутренним усилением сложен и требует много времени. Таким образом, в этом исследовании была предложена концепция конструкции железнодорожной шпалы из полимера с внешним усилением для решения научной задачи.Более того, более высокая прочность и жесткость могут быть достигнуты, если усиление применяется снаружи. Результаты этого исследования помогут производителям шпал разработать полимерные железнодорожные шпалы, которые будут дешевле и быстрее строятся.

2. Разработка концепции шпалы и оценка эффективности

2.1. Выбор подходящего полимера

Обычно используемые полимерные смолы для структурных применений — это эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные, фенольные, полиуретановые пены и некоторые другие.Доступны несколько классов синтетических смол, производимых этерификацией органических соединений. Сводятся преимущества и недостатки различных смол, чтобы оправдать выбор наиболее подходящей смолы для изготовления железнодорожных шпал. Одним из основных соображений является стоимость смолы, которая ограничивает выбор между полиэфирной, фенольной и полиуретановой пеной. Быстрое и простое нанесение смолы для крупномасштабного производства шпал является важным требованием. Поскольку смола будет использоваться в качестве заполнителя, влажность и УФ-излучение не имеют большого значения.Учитывая этот факт, для данного исследования был выбран пенополиуретан.

Таблица 1

Преимущества и недостатки различных смол [12].

9055

Типы смол	Преимущество	Недостаток
Эпоксидная смола	Высокие механические и термические свойства Высокая водостойкость Возможность длительного рабочего времени Высокая термостойкость Низкая усадка при отверждении
Полиэстер		Ограниченные механические свойства Высокие выбросы стирола в открытых формах Ограниченный диапазон рабочего времени Высокая усадка при отверждении
Сложный виниловый эфир
Фенольный	Хорошие механические свойства Термостойкость и ударопрочность Высокая химическая и влагостойкость Низкая стоимость Низкое дымовыделение
Пенополиуретан	Низкая стоимость Высокие теплоизоляционные свойства Быстрое и простое нанесение Высокая адгезия и чрезвычайно легкий вес Не пылит и не выделяет вредных газов

2.2. Конструкция шпалы с сердечником из полиуретана FRP (концепция-1)

Эта концепция шпалы основана на прямоугольной полой пултрузионной секции из армированного стекловолокном полимера (GFRP), заполненной пенополиуретаном (PU), как показано на. Вдохновленная концепцией шпал, разработанной на трубках из стеклопластика, заполненных геополимерным бетоном [13], предложенная концепция выгодна с точки зрения винтового бурения. В то время как геополимерный бетон не просверливается, сердцевина из пенополиуретана позволяет сверлить на месте, что является важным критерием для точечной замены изношенных шпал.Кроме того, стеклопластик с наружным полимерным покрытием обеспечивает лучшую термическую и огнестойкость по сравнению с переработанными пластиками, что было признано слабым местом шпал из переработанного пластика. Стоимость профиля из стеклопластика зависит от толщины стены. Для определения минимально необходимой толщины стенки проводится анализ разрезов (). Стоит отметить, что вклад сердечника ПУ при анализе не учитывается из-за его низкой прочности. Профили деформации и напряжения нанесены там, где символы имеют свое обычное значение.перечислили свойства ламинатов GFRP, изготовленных из десяти слоев волокон, ориентированных в продольном (60%) и диагональном (40%) направлениях под углом 45 градусов, с объемной долей волокон 55%.

Анализ шпалы Concept-1 в разрезе (без учета влияния низкопрочного заполняющего материала, что приводит к линейному распределению деформации и напряжений для наружного армированного волокном полимера (FRP)).

Таблица 2

Номинальные свойства слоистых материалов из стеклопластика.

Свойства	Значение	Единица
Деформация разрушения при растяжении	0.035	—
Напряжение разрушения при растяжении	425	МПа
Модуль упругости	16,5	ГПа
Деформация разрушения при сжатии60604 0,025 — 902 902	280	МПа
Модуль упругости при сжатии	11,5	ГПа

Увеличение модуля упругости и моментной нагрузки при увеличении толщины трубы с 1 мм до 10 мм суммировано в.Моментная нагрузка и модуль упругости (МОЕ) композитных шпал могут составлять всего 25 кН-м [4] и 4 ГПа [14] соответственно. Основываясь на разрыве при сжатии на верхней стороне GFRP, предположил, что тонкий слой трубы GFRP (даже 1 мм) может удовлетворить требования к моментной нагрузке, однако минимальная толщина 4 мм требуется для удовлетворения целевой MOE 4 ГПа.

Таблица 3

Увеличение вместимости шпалы с увеличением толщины трубы.

902 902 9055 902 90200

03. Материалы и изготовление шпалы Concept-1

2.3.1. Пенополиуретан и слоистые материалы из стеклопластика

В качестве основного материала шпалы (а) использовался твердый компонент, изготовленный из смолы на основе полиуретана (ПУ). Типичные значения прочности на сжатие и модуля упругости при сжатии пенополиуретана составляют 1 МПа и 16 МПа соответственно [15]. Для изготовления внешнего слоя сердцевины использовались два типа тканей GFRP, такие как одноосный (направление 0 и 600 г / м2) и трехосный (направленные волокна 0 / + 45 / -45 и 823 г / м2). Два слоя (первый и последний слои) неструктурного стекловолокна мата из рубленых прядей (CSM) использовались вместе с тканями GFRP.Самый первый слой CSM был предоставлен для обеспечения достаточного количества смолы для основного слоя GFRP и лучшего сцепления. Последний слой CSM был предусмотрен, чтобы избежать падения смолы из-за силы тяжести, а также для эстетической элегантности для спящего. Последовательность укладки волокон была CSM / U / T / U / U / U / T / U / CSM, где U и T представляют собой однонаправленную и трехосную ткань соответственно. Процесс ламинирования производился на заводе Buchanan Advanced Composites (BAC) в Тувумбе.

Производственный процесс. ( a ) Сборный пенополиуретан.( b ) Нанесение ткани GFRP на сердцевину из полиуретана.

2.3.2. Метод производства

ПУ сердцевина была подготовлена в закрытой форме перед нанесением ламинатов. ПУ сердцевина была обернута ламинатом из стеклопластика с использованием ручного ламинирования. Обертывание производилось в два этапа, чтобы избежать провисания из-за силы тяжести (а), приложенной к двум сторонам и верхней поверхности, и (б) перевернутой и повторения того же процесса (т. Е. Нанесен с двух сторон и другой поверхности). Волокна перекрывали с двух сторон шпалы на всю глубину.

Смесь смолы с наполнителем в виде частиц была приготовлена с использованием полиэфирной смолы (Polyplex 1472 Infusion Resin 25, плотность 1,10 г / см ³), отвердителя NOROX CHM-50 (плотность 1,06 г / см ³) и летучей золы при перемешивании. соотношение Смола: Отвердитель: Летучая зола = 2000: 40: 200 г. Смолу и отвердитель смешивали перед добавлением в смесь летучей золы. Время гелеобразования (рабочее время) смеси смол составляло около 1 часа. Образцы были подвергнуты дополнительному отверждению при 80 ° C в течение 3 часов. Общий процесс литья показан на.Хотя ламинаты GFRP применялись с использованием процесса ручного ламинирования для исследовательских целей, этот подход был использован для моделирования пултрузионных полых прямоугольных профилей для крупномасштабного производства.

2.4. Результаты и обсуждение — оценка эффективности шпалы Concept-1

2.4.1. Плотность

Размеры шпалы с наполнителем из пенополиуретана составляли 243 мм (Ш) × 120 мм (Г) × 2130 мм (Д). Общий вес шпалы составлял 39 кг, что обеспечивало эквивалентную плотность 640 кг / м ³.Эта плотность ниже, чем плотность традиционных шпал из древесины хвойных пород (855 кг / м ³) и способна преодолеть ограничение по большому весу для бетонных шпал (2000 кг / м ³). Кроме того, плотность также немного ниже, чем у шпал из переработанного пластика (850–1150 кг / м ³) и близка к синтетической шпале из FFU (армированный волокном вспененный уретан) (740 кг / м ³) [10]. Меньшая плотность предлагаемой концепции обусловлена использованием легкого пенопласта.Низкая плотность предпочтительна для удобства обращения со шпалами, но может создать проблемы со стабильностью пути.

2.4.2. Модуль упругости при изгибе (MOE)

Модуль упругости при изгибе является важным свойством, от которого зависят характеристики прогиба шпалы. MOE является функцией начального наклона кривой нагрузка-смещение, полученной в результате испытания на изгиб в середине пролета. Поэтому был проведен неразрушающий контроль (а) до 50 кН при трехточечном изгибе с пролетом 1130 мм (то же самое, что и при узкой колее шпалы).

Испытание на неразрушающий трехточечный изгиб ( a ) испытательная установка и ( b ) поведение нагрузки-смещения.

b построил кривую «нагрузка-смещение», на которой можно увидеть, что поведение при изгибе является почти линейным до нагрузки 50 кН. Эффективный модуль упругости шпалы составил 5,15 ГПа, как определено по уравнению (1), где a , L , I и Δ P / Δ δ — интервал сдвига, пролет, эффективный момент. инерции шпалы и крутизны кривой нагрузка-перемещение соответственно. MOE для шпалы из древесины хвойных пород может иметь низкое давление 7,4 ГПа. Кроме того, MOE для шпалы из переработанного пластика варьируется от 1,5 до 1,8 ГПа, в то время как для синтетической шпалы из FFU он составляет 8,1 ГПа [10]. Спецификация Американской ассоциации инженеров железнодорожного транспорта и технического обслуживания путей (AREMA) указывает, что MOE для шпал из полимерных композитов должно быть не менее 1,17 ГПа [16]. Включение волокон в шпалу из пенополиуретана обеспечивает более высокий модуль упругости, чем у переработанных пластиковых материалов.Однако жесткость несколько ниже, чем у древесины хвойных пород и FFU из-за более низкой плотности.

MOE = a48I (3L2−4a2) (ΔPΔδ)

(1)

2.4.3. Модуль упругости при сжатии

Модуль упругости при сжатии шпалы указывает характеристики деформации при сжатии шпалы. Для определения этих свойств было проведено неразрушающее испытание на сжатие рельса в седле. Сжимающая нагрузка (а) была приложена до 72 кН, что является расчетной нагрузкой на опору рельса для узкоколейных рельсовых путей [9].Шпала поддерживалась двумя стальными пластинами. Нагрузка была приложена в середине пролета из-за однородности свойств по длине шпалы.

Испытание на сжатие рельсового седла ( a ), испытательная установка и ( b ) поведение смещения нагрузки.

Поведение сжимающей нагрузки-смещения показано в b. Испытание на сжатие показало нелинейную кривую нагрузки-смещения с увеличивающимся наклоном. Начальный наклон до 10 кН был линейным и был ниже, чем на других участках кривой.Это означает, что образец был локально сжат на начальной стадии, а затем наклон начал увеличиваться из-за прекращения локального сжатия. Таким образом, максимальный наклон на всей кривой нагрузка-смещение использовался для определения модуля упругости при сжатии с использованием уравнения (2). В этом уравнении D , A и Δ P / Δ δ — это глубина шпалы, эффективная площадь сжатия и максимальный наклон кривой нагрузка-смещение. Модуль упругости при сжатии был получен 450 МПа, что выше, чем у шпал из вторичного пластика (176–269 МПа), но ниже, чем у деревянных шпал (650 МПа) [17].Понимание модуля упругости шпалы при сжатии важно, поскольку от этого свойства зависит удерживающая способность шпалы.

2.4.4. Модуль разрыва (MOR)

Модуль разрыва измеряет несущую способность шпалы при изгибе. Тест проводился в соответствии с процедурой, описанной в AS 1085.22 [18]. Два образца были испытаны при изгибе в центре на расстоянии 600 мм до разрушения (а). Было замечено, что образцы не выдерживали коробления и сжатия кожи.Образцы потерпели неудачу в короблении кожи из-за прекращения производства волокон в процессе ручного ламинирования. Этого можно было бы избежать, если бы прямоугольный полый профиль GFRP был изготовлен в процессе пултрузии. Максимальная нагрузка и смещение (b), наблюдаемые от откалиброванного оборудования, составляли 325 кН при 11,1 мм для образца-1 и 405 кН при 13 мм для образца-2, соответственно, при условии, что среднее значение MOR составляет 94 МПа в соответствии с уравнением (3). где M — средний предельный момент, а c — расстояние внешнего волокна от нейтральной оси.Значение MOR , полученное для этой шпалы, значительно выше, чем MOR из древесины хвойных пород (22–34 МПа) и шпал из древесины твердых пород (55 МПа) [4].

Окончательные результаты тестирования. ( a ) Тестовая установка и режим отказа. ( b ) Поведение смещения нагрузки.

2.4.5. Сопротивление выдергиванию

Сопротивление выдергиванию измеряет способность шпалы удерживать винты. Это важное свойство, обеспечивающее выравнивание рельсов при правильной ширине колеи.Сопротивление выдергиванию определяется на основе усилия, необходимого для выдергивания винта. В шпал были вставлены три стандартных рельсовых винта 16 × 105 (диаметр хвостовика 16 мм, длина под головкой 105 мм и длина хвостовика 35 мм), поставленные компанией Cold Forge Pty Ltd (Карингбах, Новый Южный Уэльс, Австралия). Схема испытаний показана на рисунке a, а сила отрыва и смещение траверсы — на графике b. Максимальное сопротивление выдергиванию, обеспечиваемое тремя винтами, составляло 15,57 кН, 12,78 кН и 11,29 кН при среднем значении 13.2 кН (стандартное отклонение 2,17). Это сопротивление ниже минимального сопротивления выдергиванию 22,2 кН, требуемого согласно спецификации AREMA [16]. Кроме того, сопротивление также значительно ниже, чем сопротивление выдергиванию 40 кН, требуемое для традиционных деревянных шпал в соответствии со стандартом AS1085.18 [19]. Низкое сопротивление выдергиванию обусловлено низкой стойкостью полиуретанового сердечника к поперечному сдвигу.

Поведение при вытягивании. ( a ) Установка для испытания на вытягивание. ( b ) Зависимость вытягивающего усилия от смещения.

2,5. Выводы из Sleeper Concept-1

Очевидно, что альтернативные спальные места должны удовлетворительно работать в соответствии со стандартными требованиями. Характеристики спального места Concept-1, полученные в результате обширной программы испытаний, приведены в таблице. Можно видеть, что модуль упругости при изгибе и модуль разрыва шпалы FRP с наполнителем из пенополиуретана (концепция-1) удовлетворительно соответствуют критериям рабочих характеристик, в то время как плотность и модуль сжатия рельсового седла немного ниже, чем у древесины.Однако сопротивление выдергиванию шурупа ниже минимального требования согласно спецификации AREMA для шпалы из полимерного композита. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования, чтобы преодолеть ограничения шпал из стеклопластика с пенополиуретаном. В следующем разделе рассказывается, как улучшить сопротивление выдергиванию винта без ущерба для других требований.

Таблица 4

Сравнение производительности шпалы из стеклопластика с пенополиуретаном (концепция-1).

Толщина трубы	Глубина нейтральной оси	I	Момент	MOE
мм	мм	мм4	кН-м 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 .09	294	89	2,01
2	61,08	29489098	175	2,73 25260
3				61,04	29481565	339	4,07
5	61,02	29477830	416	4,70
6	29474117	491	5,30
7	60,98	29470424	563	5,86
8
8
8	60,93	29461286	699	6,92
10	60,91	29457667	763	7,41

L 905 905 9055 9055 9055 9055 9055 9055 905 9055 древесина21

Свойства	Concept-1	Мягкая древесина	Требования AREMA	Наблюдение
Плотность (кг / м ³)
Модуль упругости при изгибе (ГПа)	5.15	7,4	1,17	Удовлетворительно
Модуль упругости при сжатии седла рельса (МПа)	450	650	Недоступно	Ниже древесины
0 (Модуль упругости 4 МПа)	22–34	13,8	Удовлетворительно
Сопротивление вырыванию винта (кН)	13,2	40	22,2	Неудовлетворительно

900.Преодоление вызовов Sleeper Concept-1

3.1. Разработка концепции шпалы из стеклопластика с сердечником из PFR (Концепция-2)

Низкая прочность сердечника из пенополиуретана в шпале Concept-1 является основной проблемой, выявленной из-за низкой удерживающей способности винта, поскольку на FRP не наблюдалось трещин. Следовательно, необходимо улучшить прочностные характеристики материала сердцевины. Одним из подходов к улучшению свойств сердцевины является использование системы смолы с наполнителем из твердых частиц (PFR). Ferdous et al. и Khotbehsara et al. [20,21,22] разработали PFR, который обладает превосходными прочностными характеристиками и может быть подходящим для производства полимерных железнодорожных шпал.Однако PFR дороже по сравнению с сердцевиной из полиуретана, поскольку последний представляет собой пену, которая может увеличить объем без увеличения стоимости. Следовательно, следует использовать минимальный объем PFR, чтобы минимизировать стоимость спального места. Поскольку целью внедрения PFR является улучшение удерживающей способности винтов, они могут быть заполнены только в области рельсового седла, в то время как другие части полой трубы из стеклопластика могут быть заполнены недорогим материалом, таким как бетон из обычного портландцемента (OPC). что даже дешевле, чем пенополиуретан.Такой подход может увеличить общий вес шпалы, поскольку бетон PFR и OPC тяжелее, чем сердцевина из полиуретана. Однако плотность спального места Concept-1 ниже, чем у дерева (), и поэтому дальнейшее увеличение плотности может не создавать проблем. Более того, ожидается, что плотность заменяющего деревянного шпала должна быть аналогична плотности древесины. Хотя более легкие шпалы просты в обращении, они, однако, менее эффективны для обеспечения поперечной устойчивости рельсового пути. Позже предоставляется схематическая диаграмма всей концепции.

3.2. Материалы и производство Sleeper Concept-2

Трубки из стеклопластика толщиной 5,2 мм, используемые в Concept-2, были изготовлены методом пултрузии из E-стекловолокна и винилэфирной смолы с объемной долей волокна 60%. Полая пултрузионная секция является предпочтительным выбором по сравнению с методом перекрытия ламинатов, обсуждаемым в Концепции-1, поскольку последний не удался из-за коробления кожи (а). PFR в этом исследовании был приготовлен путем смешивания полиэфирной смолы и отвердителя на основе пероксида метилэтилкетона (MEKP) в соотношении компонентов 100: 1.5 г и заполнить матрицу смолы короткими полипропиленовыми (ПП) волокнами и наполнителями из летучей золы. Наполнители смешивали вместе перед смешиванием смолы и отвердителя. После приготовления гомогенной смеси смолы и отвердителя смешанные наполнители добавляли к системе смол. Дно трубок из стеклопластика герметизировали и помещали вертикально для заполнения трубок с верхнего конца. Когда пробирки были заполнены OPC и PFR, заливка каждой смеси производилась в отдельные дни. Перед испытанием образцы выдерживали при нормальной температуре и влажности более 28 дней.

3.3. Результаты и обсуждение — оценка эффективности шпалы Concept-2

3.3.1. Сопротивление вытягиванию

Шесть стандартных винтов были вставлены в шпалу из стеклопластика с сердечником PFR (Concept-2), как показано на рисунке a. Результаты представлены в b. Первое значительное падение нагрузки для Винта-1, Винта-2 и Винта-3 наблюдалось при 40,47 кН, 43,20 кН и 39,81 кН со средним значением 41,16 кН (стандартное отклонение 1,8). Были испытаны только три винта, поскольку предельное сопротивление выдергиванию первых трех винтов было постоянным.Видно, что сердечник PFR (41,16 кН) в шпале Concept-2 значительно улучшил сопротивление выдергиванию по сравнению с сердечником из пенополиуретана (только 13,2 кН) в шпале Concept-1. Кроме того, средняя удерживающая способность шпал PFR очень близка к минимально необходимой для деревянных шпал (40 кН согласно стандарту AS1085.18). Таким образом, сердцевина из PFR имеет потенциал для производства полимерных железнодорожных шпал.

Испытание на вытягивание шпалы из стеклопластика сердечника PFR (Концепция-2). ( a ) Установка для испытания на вытягивание.( b ) Зависимость вытягивающего усилия от смещения.

3.3.2. Эффект соединения между OPC и PFR

Поскольку основным компонентом буримого PFR является смола, он дороже обычного OPC-бетона, который не просверливается. Следовательно, оптимальное использование PFR только в области посадочного места рельса, где просверливаются винты, может значительно снизить стоимость шпал. Остальные части следует заполнить обычным бетоном OPC. В таком случае очевидны несколько областей соединения между бетоном PFR и OPC, которые могут создавать слабые зоны из-за изменения их свойств модуля упругости.Чтобы решить эту проблему, одна из двух труб FRP была заполнена PFR, а другая была заполнена комбинацией обычного бетона OPC и PFR равным объемом (a, b). Испытание на изгиб в центральной точке было проведено для создания максимального момента в зоне соединения, как показано на b. Обе балки были разрушены аналогичным образом из-за трещин продольного сдвига, появившихся в трубах из стеклопластика (с). Трубы из стеклопластика были открыты после окончательного разрушения, и было замечено, что заливной бетон растрескался в точке нагрузки для обеих балок, в частности, заливной бетон во второй балке был разрушен на границе OPC-PFR (c).Однако соединение между OPC и PFR не повлияло на общее поведение, как показано на d. Поведение нагрузки-смещения обеих балок было очень похоже с точки зрения прочности, жесткости и поведения после растрескивания. Это связано с тем, что общее поведение луча определяется трубками из стеклопластика, а тип заполняющих материалов оказывает меньшее влияние из-за эффекта ограничения. Таким образом, можно сказать, что PFR совместим с OPC в качестве заполняющего материала для производства полимерных железнодорожных шпал.

Эффект стыка между OPC и PFR.( a ) Трубка FRP, заполненная только PFR. ( b ) Трубка из стеклопластика, заполненная PFR и OPC. ( c ) Режим отказа. ( d ) График смещения нагрузки.

3.3.3. Поведение при прогибе полноразмерной шпалы

Остается вопрос, как полноразмерная шпала будет вести себя на рельсовых путях. Чтобы понять поведение полноразмерной шпалы при прогибе, было проведено испытание на пятиточечный изгиб. Обоснование испытательной установки на пятиточечный изгиб для железнодорожной шпалы рассмотрено в [4].Нагрузка прикладывалась до полного разрушения при 143 кН общей нагрузки (т.е. 72 кН на каждое гнездо рельса). Образец был разрушен из-за продольной трещины сдвига в FRP на верхнем конце. Форма изгиба балки показана на рисунке b. Можно видеть, что положительный изгиб (провисающий момент) произошел в области рельсового седла, в то время как отрицательный изгиб (скручивающий момент) наблюдался в середине пролета. Это общее поведение, наблюдаемое в реальных условиях железнодорожного полотна [23]. Максимальный прогиб, наблюдаемый в месте установки рельса, составляет 5.73 мм, что больше, чем теоретический прогиб 2,66 мм, определенный в [4]. Это связано с тем, что меньшая секция 100 × 100 мм вместо фактической секции шпалы (230 × 115 мм ²) была протестирована, чтобы понять, подходит ли эта концепция для производства шпалы. В этом исследовании ожидается, что отклонение балки в 2,15 раза больше (т.е. 5,73 / 2,66), чем отклонение шпалы фактического размера, поскольку размеры фактической шпалы в 2,3 раза шире (т.е. 230/100) и 1.В 15 раз глубже (т.е. 115/100).

Поведение при полном отклонении. ( a ) Испытательная установка на пятиточечный изгиб (5-PB). ( b ) Профиль гибки шпалы.

3.4. Результаты исследования Sleeper Concept-2

Sleeper Concept-2 был введен для решения проблемы низкой удерживающей способности винта в шпале Concept-1. Замена наполнителя из пенополиуретана на PFR может значительно улучшить и удовлетворить требования к сопротивлению выдергиванию для полимерных шпал. Поскольку PFR — дорогой материал, важно его оптимальное использование для минимизации стоимости шпал.Следовательно, область посадочных мест трубы FRP должна быть заполнена просверливаемым PFR, в то время как другие части могут быть заполнены не просверливаемым бетоном из OPC. Было обнаружено, что соединение между PFR и бетоном OPC не влияет на общее поведение. предложено распределение заполняющих материалов по длине шпалы. Только 600 мм в двух местах расположения рельсов требует PFR в качестве заполняющего материала на основе схемы распределения напряжений, описанной в [9]. Эта концепция может сэкономить почти 50% объема PFR.Более того, трубка из стеклопластика толщиной 4 мм может обеспечить достаточные характеристики прочности и жесткости. Предполагается, что стоимость материалов для предлагаемой концепции шпал составит примерно 100 австралийских долларов за одно спальное место, что значительно ниже целевой конечной стоимости шпал в 160 австралийских долларов, указанной Queensland Rail (без учета затрат на переработку шпал в конце срока их службы). Хотя конечная стоимость продукта в размере 160 долларов США вдвое превышает стоимость традиционных деревянных шпал (80 долларов США), тем не менее, ожидается, что стоимость жизненного цикла композитных шпал (расчетный срок службы 50 лет) будет ниже, чем у деревянных шпал (расчетный срок службы 15 лет).Таким образом, с использованием предложенной концепции возможно изготовление железнодорожных шпал с высокими эксплуатационными характеристиками и экономичностью из полимерных композиционных материалов.

Предлагаемый окончательный проект шпалы из полимера (на основе Концепции-2).

4. Выводы

В этом исследовании была предложена новая концепция производства железнодорожных шпал из армированного волокном полимера. Системный подход к проектированию и экспериментальная программа позволили выявить новые материалы и методы для разработки концепции композитных шпал. Сделаны следующие выводы:

Труба из стеклопластика с наполнителем — перспективная концепция для разработки полимерных железнодорожных шпал.Для соответствия требованиям прочности и жесткости необходима минимальная толщина трубы 4 мм.
Пенополиуретан в качестве наполнителя может обеспечить достаточные свойства при изгибе и сжатии. Однако он не может обеспечить достаточное сопротивление, чтобы удерживать винты.
Система смолы с наполнителем из твердых частиц (PFR) в качестве заполняющего материала может преодолеть ограничение низкой удерживающей способности винта, которое наблюдалось в пенополиуретане.
Дорогой и просверливаемый заполняющий материал PFR может быть заменен недорогим и не просверливаемым бетоном из ОРС, за исключением мест установки рельсов.
Стык между бетоном PFR и OPC не влияет на общие характеристики шпалы, так как поведение шпалы определяется внешней трубой из стеклопластика, а тип заполняющих материалов оказывает лишь минимальное влияние из-за эффекта удержания .
Предлагаемая конструкция шпалы требует только 50% объема PFR в качестве заполняющего материала, что позволяет производить высокопроизводительную и экономичную технологию железнодорожных шпал.

Железнодорожные шпалы часто подвергаются ударным и усталостным нагрузкам из-за плоского колеса и повторяющихся движений поезда.Следовательно, глубокое понимание ударных и усталостных характеристик полимерной шпалы обеспечит ее пригодность для замены существующих деревянных шпал. Чтобы понять усталостное поведение полимерной шпалы, автор попытался исследовать усталостное поведение слоистых материалов из стеклопластика [24,25].

Благодарности

Это исследование поддержано грантом проектов совместных исследовательских центров (CRC-P57360-CRC-P, раунд 3).

Вклад авторов

W.F.: концептуализация, методология, курирование данных, формальный анализ, исследование, написание — подготовка первоначального проекта; A.M .: супервизия, написание — просмотр и редактирование; C.S .: написание — просмотр и редактирование; P.Y .: написание — просмотр и редактирование; Р.А .: методология; T.H .: написание — просмотр и редактирование; P.S .: надзор. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Заявление институционального наблюдательного совета

Не применимо.

Заявление об информированном согласии

Не применимо.

Заявление о доступности данных

Не применимо.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и институциональной принадлежности.

Ссылки

1. Манало А., Аравинтан Т., Карунасена В., Тикоалу А. Обзор альтернативных материалов для замены существующих деревянных шпал. Compos.Struct. 2010. 92: 603–611. DOI: 10.1016 / j.compstruct.2009.08.046. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Фердоус В., Манало А. Отказы шпал магистральных железных дорог и предлагаемые меры — Обзор текущей практики. Англ. Провал. Анальный. 2014; 44: 17–35. DOI: 10.1016 / j.engfailanal.2014.04.020. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Беднарчик А. Новая композитная шпала для испытаний в реальных условиях. Int. Railw. J. 2019 [Google Scholar] 4. Фердоус В., Манало А., Аль-Аджарме О., Мохаммед А. А., Салих К., Ю. П., Хотбехсара М. М., Шубель П.Статическое поведение новых композитных шпал, армированных стекловолокном, для магистральных железнодорожных путей. Англ. Struct. 2021; 229: 111627. DOI: 10.1016 / j.engstruct.2020.111627. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Синтетическая шпала Koller G. FFU — Проекты в Европе. Констр. Строить. Матер. 2015; 92: 43–50. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2015.03.118. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Каевунруен С. Акустические и динамические характеристики сложной городской стрелы с использованием несущих элементов из армированного волокном вспененного уретана (FFU); Материалы 11-го международного семинара по железнодорожному шуму; Уддевалла, Швеция.9–13 сентября 2013 г. [Google Scholar] 7. Сенгсри П., Нгамканонг К., Де Мело А.Л.О., Папаэлиас М., Кэевунруен С. Обнаружение повреждений железнодорожных опор из вспененного уретана, армированного волокном, с помощью акустической эмиссии. Инфраструктуры. 2020; 5:50. DOI: 10.3390 / Infstructures5060050. [CrossRef] [Google Scholar] 8. Ван Эрп Г., Маккей М. Последние австралийские разработки железнодорожных шпал из волокнистых композитов. Электрон. J. Struct. Англ. 2013; 13: 62–66. [Google Scholar] 9. Фердоус В., Манало А., Ван Эрп Г., Аравинтан Т., Габрей К. Оценка инновационной композитной железнодорожной шпалы для узкоколейного пути при статической нагрузке. J. Compos. Констр. 2018; 22: 1–13. DOI: 10.1061 / (ASCE) CC.1943-5614.0000833. [CrossRef] [Google Scholar] 10. Фердоус В., Манало А., Ван Эрп Г., Аравинтан Т., Кэевунруен С., Ременников А. Композитные железнодорожные шпалы — последние события, проблемы и перспективы на будущее. Compos. Struct. 2015; 134: 158–168. DOI: 10.1016 / j.compstruct.2015.08.058. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Гилл Б., Вудгейт К., Смит Г. Спецификация поставки материалов (Track-CT.172) — Альтернативные шпалы. Квинслендская железная дорога; Брисбен, Австралия: 2015 г. [Google Scholar] 12. Лоос М. Композиты, армированные углеродными нанотрубками: Наука и технология полимеров УНТ. Эльзевир; Лондон, Великобритания: 2014. [Google Scholar] 13. Фердоус В., Манало А., Хеннане А., Каяли О. Проектирование и применение пултрузионных композитных балок с геополимерным бетоном и бетонной смесью. Джем. Concr. Compos. 2015; 58: 1–13. DOI: 10.1016 / j.cemconcomp.2014.12.012. [CrossRef] [Google Scholar] 14.Манало А., Аравинтан Т., Карунасена В., Стивенс Н. Анализ типичной системы шпал железнодорожных стрелочных переводов с использованием аналогии с балкой ростверка. Конечный элемент. Анальный. Des. 2012; 48: 1376–1391. DOI: 10.1016 / j.finel.2011.08.007. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Пак К.-Б., Ким Х.-Т., Хер Н.-Й., Ли Дж.-М. Изменение механических характеристик пенополиуретана: влияние метода испытаний. Материалы. 2019; 12: 2672. DOI: 10.3390 / ma12172672. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. AREMA. Руководство для железнодорожного машиностроения, Глава 30: Связи.Американская ассоциация железнодорожного машиностроения и технического обслуживания путей; Lanham, MD, USA: 2013. [Google Scholar] 17. Фердоус В., Аравинтан Т., Манало А., Ван Эрп Г. Композитные железнодорожные шпалы: новые разработки и возможности; Материалы 11-й Международной конференции ассоциации тяжелых грузовых автомобилей; Перт, Австралия. 21–24 июня 2015 г. [Google Scholar] 18. RISSB. Призыв к консультациям с общественностью — AS 1085.22 Материалы железнодорожного пути: альтернативные шпалы. Совет по безопасности и стандартам в железнодорожной отрасли; Брисбен, Австралия: 2019.[Google Scholar] 19. Стандарты-Австралия. AS 1085.18: Материал железнодорожного пути — винтовые шипы и резьбовые вставки. Стандарты-Австралия; Сидней, Австралия: 2013. [Google Scholar] 20. Фердоус В., Манало А., Аравинтан Т., Ван Эрп Г. Свойства эпоксидно-полимерной бетонной матрицы: влияние соотношения смолы и наполнителя и определение оптимальной смеси для композитных железнодорожных шпал. Констр. Строить. Матер. 2016; 124: 287–300. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.07.111. [CrossRef] [Google Scholar] 21. Хотбехсара М.М., Манало А., Аравинтан Т., Фердоус В., Нгуен К.Т., Хота Г. Старение эпоксидной смолы с порошковым наполнителем в гигротермальных условиях. Констр. Строить. Матер. 2020; 249: 118846. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.118846. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Хотбехсара М.М., Манало А., Аравинтан Т., Тернер Дж., Фердус В., Хота Г. Влияние ультрафиолетового солнечного излучения на свойства полимерного покрытия на основе эпоксидной смолы с порошковым наполнителем. Polym. Деграда. Stab. 2020; 181: 109352. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2020.109352. [CrossRef] [Google Scholar] 23.Джеффс Т., Тью Г.П. Обзор процедур проектирования пути. BHP Research-Melbourne Laboratories; Мельбурн, Австралия: 1991. [Google Scholar] 24. Фердоус В., Манало А., Пиурил Дж., Салих К., Редди К. Р., Ю. П., Шубель П., Хейер Т. Тестирование и моделирование усталостного поведения композитов из стеклопластика — влияние уровня напряжения, концентрации и частоты напряжения. Англ. Sci. Technol. Int. J. 2020; 23: 1223–1232. DOI: 10.1016 / j.jestch.2020.01.001. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Фердоус В., Манало А., Ю. П., Салих К., Абуснина Р., Хейер Т., Шубель П. Усталостное поведение при растяжении ламинатов из стеклопластика на основе сложного полиэфира и винилового эфира — сравнительная оценка. Полимеры. 2021; 13: 386. DOI: 10.3390 / polym13030386. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Исследование характеристик железнодорожных шпал и балласта с георешеткой

Лари, Сидней Н.К.Б. (2018) Исследование характеристик железнодорожных шпал и балласта, усиленного георешеткой. Кандидатская диссертация, Ноттингемский университет.

Абстрактные

Надежность и безопасность — ключевые характеристики любой успешной железнодорожной системы, и любой компромисс имеет неоспоримые последствия. Перед практикующими специалистами железнодорожной отрасли постоянно стоит задача повышения надежности и производительности при постоянно растущем спросе на услуги. Эти улучшения обычно достигаются посредством работ по техническому обслуживанию и обновлению пути, которые должны быть сбалансированы с требованием снижения затрат на весь жизненный цикл.Исследования, направленные на оптимизацию компонентов железнодорожных путей, которые затем могут быть применены к практике в полевых условиях, предоставляют реальную возможность снизить частоту разрушительных и зачастую дорогостоящих работ по техническому обслуживанию пути и в конечном итоге продлить срок службы железнодорожного пути.

Было проведено лабораторное исследование характеристик пути с особым вниманием к типу железнодорожных шпал и типу георешетки в качестве основных переменных. Исследуемые типы шпал были бетонными моноблочными, двублочными, деревянными, пластиковыми и стальными.Испытанными вариантами георешеток были двухосные георешетки SSLA30 и трехосные георешетки TX130 с квадратными и треугольными отверстиями соответственно. Проведенные испытания включали приложение низкочастотных циклических нагрузок к секциям железнодорожных шпал и полноразмерным шпалам, установленным на балласте толщиной 300 мм с армированием георешеткой и без него. Первоначально были проведены испытания на изгиб, трение и твердость, чтобы охарактеризовать материал и механические свойства исследуемых шпал. Предварительные циклические испытания были проведены с использованием прибора для испытаний бокса и прибора для испытания композитных элементов (CET) для приблизительных полевых условий.Впоследствии были проведены полномасштабные испытания на испытательном полигоне Ноттингемской железной дороги (RTF), который предназначен для более точного представления полевых условий и моделирования прохождения осевой нагрузки через три шпалы. Наружные шпалы в испытательном стенде обеспечивали необходимые граничные условия для средней шпалы, что и было основной целью проведенных испытаний. Показатели эффективности пути включали оседку пути, жесткость полотна и пластовое давление. Были проведены дополнительные измерения дифференциального прогиба по длине средней шпалы, чтобы убедиться, произошел ли изгиб шпалы во время испытаний.Линейный упругий анализ и анализ методом конечных элементов для определения давления на верхней части земляного полотна и на границе раздела шпала-балласт, соответственно, были выполнены для идеализированных условий опоры шпалы. Результаты численного анализа были сопоставлены с измерениями прижимной плиты RTF и оценками давления земляного полотна, рассчитанными с использованием эмпирически выведенных уравнений.

Результаты показали, что тип шпалы влияет на постоянную осадку, которая возникает в железнодорожном полотне, а также на величину переходных временных нагрузок, передаваемых на нижележащее земляное полотно.В соответствии с результатами постоянной осадки также очевидно, что жесткость гусеничного полотна является функцией жесткости шпалы на изгиб. Измерения пластового давления и упругого прогиба шпал выявили различия между типами шпал в том, что касается их способности сохранять фактическую геометрию гусеничного полотна, подчеркивая важность характеристик интерфейса шпала-балласт и жесткости шпал на изгиб. Традиционно используемые эмпирические уравнения для определения давления в земляном полотне оказались консервативными по сравнению с давлениями в земляном полотне, определенными с помощью анализа линейной упругости и измерений, сделанных из него с использованием прижимных пластин в RTF.Анализ методом конечных элементов для определения распределений давления в основании различных шпал для ряда условий опоры показал, что форма и величина давлений, определенных как соответствующие жесткости шпал на изгиб, позволяют предположить, что свойства шпал должны быть важным фактором при прогнозировании характеристик пути. .

Использование двухосной георешетки, установленной на 100 мм выше основания балласта, уменьшило постоянную осадку для всех типов шпал без какого-либо значительного отклонения в сторону любого типа шпал.Кроме того, использование двухосной георешетки привело к замедленному ухудшению опоры шпал для всех типов шпал. Применение георешетки TX130 привело к увеличению осадки и ухудшению геометрии строительного полотна для всех типов шпал из-за апертуры решетки, которая оказалась непригодной для стандартной градации балласта Network Rail. Было высказано предположение, что трехосная георешетка с большей апертурой может дать лучшие результаты. Также было высказано предположение, что выбор шпал, который включает рассмотрение относительной производительности типов шпал, возможен для железнодорожной практики, хотя он должен быть соизмерим с предполагаемым использованием пути с должным учетом затрат и безопасности.

типы, технология производства и монтаж

Определение

Где применяются?

Преимущества и недостатки

Типы

Технология производства

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Заключение

ООО «НижТара»

Urallescom

Размер и вес железнодорожных шпал

ОБВИНЯЮТСЯ ВО ЛЖИ, ДЕЗИНФОРМАЦИИ И ПОДДЕЛЬНЫХ ЗНАНИЯХ

Краткий обзор: материалы для железнодорожных шпал

Связанные компании

TransCore

Тренолаб

BIRCO

Деревянные шпалы | Деревянный шпал | Деревянная шпала на продажу

Продам деревянную шпал

Шпала деревянная обработанная под нормальную колею

Шпала стрелочная деревянная обработанная

Шпала моста деревянная обработанная

Восстановленные железнодорожные шпалы

Хорошие квадратные кромки. Подходит только для подпорных стен.

Поведение композитов с полимерным наполнением для новых полимерных железнодорожных шпал

Реферат

1.Введение

2. Разработка концепции шпалы и оценка эффективности

2.1. Выбор подходящего полимера

Таблица 1

2.2. Конструкция шпалы с сердечником из полиуретана FRP (концепция-1)

Таблица 2

Таблица 3

03. Материалы и изготовление шпалы Concept-1

2.3.1. Пенополиуретан и слоистые материалы из стеклопластика

2.3.2. Метод производства

2.4. Результаты и обсуждение — оценка эффективности шпалы Concept-1

2.4.1. Плотность

2.4.2. Модуль упругости при изгибе (MOE)

2.4.3. Модуль упругости при сжатии

2.4.4. Модуль разрыва (MOR)

2.4.5. Сопротивление выдергиванию

2,5. Выводы из Sleeper Concept-1

Таблица 4

3.1. Разработка концепции шпалы из стеклопластика с сердечником из PFR (Концепция-2)

3.2. Материалы и производство Sleeper Concept-2

3.3. Результаты и обсуждение — оценка эффективности шпалы Concept-2

3.3.1. Сопротивление вытягиванию

3.3.2. Эффект соединения между OPC и PFR

3.3.3. Поведение при прогибе полноразмерной шпалы

3.4. Результаты исследования Sleeper Concept-2

4. Выводы

Благодарности

Вклад авторов

Заявление институционального наблюдательного совета

Заявление об информированном согласии

Заявление о доступности данных

Конфликт интересов

Сноски

Ссылки

Исследование характеристик железнодорожных шпал и балласта с георешеткой

Абстрактные

Добавить комментарий Отменить ответ