Для чего щебень на рельсах
Для чего щебень на рельсах
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.
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.
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.
Зачем вдоль железных дорог насыпают камни
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.
Видео
Зачем нужны камни на железной дороге?
Если уложить шпалы с рельсами на землю или асфальтную площадку, то движение многотонных поездов по ним закончится в первые минуты. Необходима жёсткая основа, которая обеспечит чёткую фиксацию конструкции. Существует особый ГОСТ, который регламентирует качество щебня для обустройства железнодорожного полотна.
Гарантируется не только плотная, трёхслойная подушка, но и простота её создания. Случаи, когда сильный ливень смыл насыпь – большая редкость. Наличие пространства между отдельными камнями позволяет воде беспрепятственно просачиваться, не нарушая общей геометрии дороги.
Интересно: Почему официанты держат руку за спиной?
Материал лучше всех обеспечивает плотность подушки и равномерность распределения давления. Природное сырьё отлично гасит вибрацию от локомотива, смягчает удары колёс о рельсы. Оптимальный размер камня – от 30 до 60 миллиметров. Не важен климатический пояс и погодные катаклизмы. Дополнительное преимущество – камни никто не будет воровать. Это не стальные рельсы и контактные провода. Кража нескольких вёдер ничего не нарушит. А ещё щебёнка не даёт расти траве, прочей зелени.
Интересный факт: в Австралии построена железная дорога, которая на протяжении пятисот километров не имеет поворотов.
Нет смысла создавать более дорогую и мощную основу – это иррационально. Лишь в больших городах, на красивых станциях немного скрывают камни при помощи декоративного материала. Камень не требует ухода и обслуживания. Он не изменит своих свойств и через пятьдесят лет. Единственная проблема – это изменение его цвета: щебёнка обычно чернеет.
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:
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:
Щебень способствует фиксации путей, препятствует затоплению рельсов. Его неправильной формы камни при трамбовке работают как механизм самоблокировки. Балласт обновляется специальной техникой. Трамбовка новой колеи осуществляется путем многократного проезда рабочего поезда на малой скорости. С течением времени конструкция полотна упрочняется, чем достигается безопасность перевозок РЖД.