Проблема собственного жилья актуальна во все времена. И сегодня многие люди, мечтающие о своем доме, но ограниченные в средствах, изучают способы бюджетного строительства. И основной вопрос, который волнует тех, кто хочет построить дом из шпал – вредно или нет жить в таком доме.
При производстве железнодорожные шпалы пропитывают креоэотом, веществом второго класса токсичности, представляющим собой смесь фенольных смол. Это мощнейший антисептик, консервирующий древесину и делающий её абсолютно устойчивой к гниению, повреждению грызунами и насекомыми. Поэтому шпалы, десятилетиями лежащие в земле и испытывающие огромную нагрузку, практически не разрушаются.
Однако у них есть определенный срок службы, по истечение которого их меняют на такие же новые или железобетонные. А отслужившие свой срок шпалы продают по бросовой цене, гораздо ниже той, что приходится платить за строительную древесину.
Погрузка шпал и сшивание углов скобами.
Замена шпал в железнодорожном полотне Источник prostanki.com
Этот дешевый материал хорошо раскупается. В деревнях весьма популярен ростверк или фундамент из шпал под бани и сараи, он в разы экономичнее бетонного, а служит долго. Из них возводят и различные хозяйственные постройки, гаражи, даже дома. Не задумываясь о том, как испарения креозота могут повлиять на здоровье. А последствия могут быть очень серьезными:
- заболевания органов дыхания;
- болезни печени;
- аллергические реакции;
- мигрени и частые головные боли;
- поражения кожи и слизистых;
- отеки;
- и даже онкологические заболевания.
Помимо токсичности креозот обладает ещё одним минусом: это вещество легко воспламеняется. Поэтому дом, гараж или баня из шпал становятся пожароопасными постройками.
Хозяйственная постройка из шпал Источник fermer.ru
Особенно не рекомендуется строить из этого материала бани и сауны, так как выделение вредных веществ многократно увеличивается при высокой температуре. Да и горят они чаще.
Как построить
Крепление шпал
Разобравшись со стройматериалом, поговорим непосредственно о монтаже:
- Для здания из шпал, как и всех деревянных домов, достаточно столбчатых опор. Если запланирован подвал или цокольный этаж, то по периметру заливается ленточный фундамент. По верху ленты или ростверка до начала укладки сруба обязательно прокладывается гидроизоляционный слой.
- Первый деревянный ряд крепят к бетонному основанию длинными вмурованными болтами с шагом 1 м. Брусья кладутся плашмя, широкой гранью друг на друга. Это увеличивает расход материала, но так дом получается теплее, а сруб ровным и плотным, без больших щелей.
- Шпалы бывают нескольких типов, с разными геометрическими параметрами, поэтому для каждого ряда необходимо подбирать детали одинакового размера. Соседние блоки соединяются в шип и скрепляются строительными скобами.
Угловая укладка шпал
#3 КЛАДКА ШПАЛЬНЫХ СТЕН, ПРИВЕЗЛИ ЛЕС
- Между рядами шпалы фиксируются штифтами или железными скобами с обоих концов. Отверстия под них сверлят с отступом 5070 см от торцов.
- При выполнении кладки вертикаль проверяется по внутренней стороне стен уровнем и отвесом. Неровности снаружи скроет фасад.
- На углах сруб через каждые 3 бруса укрепляют металлическими угольниками. Также для придания конструкции жесткости на каждую сторону по диагонали прибивают стальные полосы толщиной 4 мм и шириной 2030 мм.
- В простенки между оконными проемами шпалы можно устанавливать вертикально. Промежутки между брусьями уплотняют и утепляют, заполняя зазоры паклей или стекловатой.
Можно ли уменьшить вред шпал
Очистить шпалы от креозота невозможно, даже если они пропитаны им не насквозь, а на толщину в несколько сантиметров – такая разновидность тоже встречается. Если срезать эти сантиметры со всех сторон, шпала превратится в тонкий брус, бесполезный для устройства капитальных стен. Но уж если вы решили построить дом или сарай из шпал, лучше выбирать именно такой материал с частичной пропиткой.
Гораздо меньше «химии» выделяют старые шпалы, пролежавшие под солнцем, ветром и дождем не менее 20 лет. За это время большая часть креозота из них вымывается и выветривается, но сама древесина сохраняет прочность.
Старые шпалы отличаются от новых цветом и слабым запахом Источник userapi.com
Смотрите также: Каталог строительных компаний, у которых налажено собственное производство материалов и комплектующих для возведения домов
Даже если материал не пачкает руки и не пахнет, это не означает, что он стал совершенно безвреден. Фенольные соединения в нем остались и они будут продолжать выделяться в воздух. Поэтому дома из шпал нуждаются в специальной наружной и внутренней отделке.
- Изнутри необходимо создать надежный барьер для вредных испарений, полностью закрыв стены воздухонепроницаемыми материалами.
- Снаружи, напротив, нужно обеспечить свободное испарение вредных веществ.
- Все внутренние стены и перегородки желательно делать из других материалов.
Внешний вид старых шпал трудно назвать привлекательным, поэтому при отделке фасадов жилых домов их делают вентилируемыми, оставляя воздушный зазор между стеной и облицовкой. Сараи и гаражи лучше не отделывать снаружи вовсе.
Внутренняя отделка
Она должна быть не только красивой, но в то же время и защищать от испарений и погодных условий. Отделку внутри делают изначально из полиэтиленовой пленки, толщина которой составляет 150-250 миллиметров. Все швы заклеивают скотчем, поверх пленки накладывается внахлест дранка. Затем укладывается слой гипсокартона или чего-то другого.
Для пола лучше всего покрывать дерево слоем теплоизоляции. Для уплотнения потолка можно использовать различные материалы, но для хорошей службы лучше всего использовать гипсокартон. Наружные стены лучше всего обшивать вагонкой или кирпичом. Все зависит от задумки внешнего вида дома и бюджета.
Видео описание
С минусами все понятно, а это видео – свидетельство очевидца, побывавшего в таком доме:
К плюсам относятся:
- долговечность – несмотря на вторичное использование, шпалы прослужат ещё десятки лет, не сгниют и не разрушатся;
- отличное теплосбережение за счет большой толщины деревянного бруса;
- высокая скорость возведения стен;
- экономичность – материала дешевле шпал просто не найти, а железнодорожникам их часто вообще отдают бесплатно.
Вывод очевиден: дом со шпал для постоянного проживания, а также баня, в которой здоровье нужно поправлять, а не губить – плохая идея. Гараж или помещение для хранения садового инвентаря и оборудования – другое дело. Сарай – тоже допустимо, особенно если он используется только для зимовки скота.
Как строить
Шпала представляет собой толстый и короткий брус с высокой несущей способностью, поэтому под такие стены не обязательно заливать сплошной фундамент. Достаточно свай или бетонных столбов, особенно для нежилой легкой постройки. Расстояние между опорными точками определяется длиной шпал. Можно сделать и фундамент из железобетонных шпал, уложенных на щебеночную подушку.
Шпалы железобетонные Источник tdsks.ru
Фундамент для будущего дома
Для начала нужно определить место, расчистить его по фундамент. Так как дом будем именно деревянным, то фундамент лучше всего делать именно ленточный. Надо определиться с шириной будущего строения. Если высота стен составит более 200 миллиметров, то необходимо делать больше ширину стен. Для углубления идеально подойдет расстояние в 1,2-1,8 метра.
После этого необходимо сделать опалубку из досок и реек. После залива фундамента следует дать время для того, чтобы он застыл и загустел в течение 14 дней.
Видео описание
Пример небольшого построенного из шпал курятника можно увидеть в видеоролике:
Как отделать
Вид отделки зависит от назначения постройки. Если это дом, сарай или мастерская, нужно максимально надежно изолировать внутреннюю поверхность шпал, предварительно законопатив или запенив все щели и стыки. Вариантов такой изоляции несколько:
- штукатурка глиняным раствором;
- сплошная обмазка жидким стеклом;
- отделка плотной полиэтиленовой пленкой с тщательной проклейкой стыков между полосами.
Изоляция стен вспененной фольгированной пленкой Источник sense-life.com
Укладка гидроизоляции и утеплителя
Поверх фундамента накладывается гидроизоляция, только после этого следует укладывать шпалы. Бетон необходимо обработать смолой и положить рубероид. Позже происходит укладка первого слоя шпал. Чтобы построить первый слой, лучше всего выбирать шпалы большого размера и тяжелые по весу. Соединяют шалы между собой шиповым соединением.
Потом на первый слой из шпал укладывают утеплитель и начинают укладывать 2 ряд плоской стороной шпал. Крепления выполняют нагельным способом. Лучше всего подбирать шпалы одинакового размера. Проверка ровности на всех этапах укладки шпал, гидроизоляции и утеплителя выполняется уровнем.
Коротко о главном
После прочтения статьи не должно возникать вопроса: дом и баня из шпал – вредно или нет. Ответ на него однозначен, поэтому использовать шпалы в качестве строительного материала можно только в самых крайних случаях и применять для нежилых построек. Снизить риск заболеваний из-за вдыхания вредных испарений можно, используя старые шпалы с неполной пропиткой, а также позаботившись о качественной изоляции внутренних помещений с помощью специальной отделки.
Шпалы, пропитанные креозотом
Укладка третьего ряда
Шпалы в строительстве
Постройка дома
Необходимо делать вентилируемый фасад
Мой секрет
Всем путешественникам прекрасно известно, что ЖД вокзалы и железные дороги обладают своим собственным, ни с чем не сравнимым ароматом. Почувствовав это запах, можно мысленно перенестись в дальние страны и чужие города. Но каким образом формируется этот аромат?
Ответ вы узнаете из статьи. Любимый многими людьми с детства запах шпал присущ каждому вокзалу. Многих людей этот аромат манит, вызывая в сознании приятные ассоциации и воспоминания. Исходит запах от крезота, которым пропитывают шпалы.
Именно благодаря крезоту шпалы удается защитить от коррозии и разрушения. Крезот крайне токсичен. Однако бояться не стоит: его вдыхание не приводит к формированию зависимости и не сказывается на состоянии здоровья. Канцерогенный эффект вещество оказывает только в том случае, если принимать его внутрь.
Продавать крезот можно только по специальной лицензии.
Существует версия, что запах, присущий вокзалам и метрополитену, формируется за счет сочетания озона, который выделяется контактным рельсом при высоком напряжении, и тормозной жидкости.
Источник: camodelkin.ru
Скрепления для железобетонных шпал
Особенности условий работы скреплений для железобетонных подрельсовых оснований состоят в следующем:
- — площадь для передачи давления от рельса на бетон вполне достаточна для восприятия этого давления, не требуется ее развитие подкладками;
- — подуклонка рельсов может быть осуществлена наклоном бетонных постелей для рельсов;
- — железобетон достаточно электропроводен, поэтому рельсы, если они служат электрическими цепями, должны быть изолированы от своего основания;
- — путь с железобетонным подрельсовым основанием имеет высокую жесткость даже в летнее время, если скрепления не обеспечивают необходимой упругости. В этом случае вертикальный модуль упругости рельсового основания U вместо оптимального может в среднем доходить до 1960 МПа в летнее время и до 4900 МПа в зимнее. На плитах эти значения модуля могут быть значительно выше.
Скрепления для железобетонных шпал могут быть как подкладочными, так и бесподкладочными, так как железобетон обладает повышенной прочностью. В главном пути РЖД эксплуатируются в указанных объемах следующие промежуточные рельсовые скрепления: КБ-65 — 88,8 %, ЖБР-65 — 7,9 %, АРС — 2,86 %, ЖБР-65Ш — 0,3 %, КН-65 — 0,12 %, ЖБР-65П.
Как видно, основным промежуточным скреплением для железобетонных шпал является раздельное скрепление КБ с жесткими клеммами (рис. 3.9). Типовое раздельное клеммно-болтовое скрепление работает в главном пути более 50 лет. В таком скреплении рельс прижимается к подкладке двумя жесткими клеммами (по аналогии со креплением КД), а подкладка крепится к шпале двумя закладными болтами. Плоская металлическая подкладка укладывается на наклонную, заглубленную в шпалу на 15—25 мм подрельсовую площадку. На бетоне под подкладкой располагается упругая электро- и виброизолирующая резиновая
Рис. 3.9. Стыковое и раздельное промежуточное скрепление типа КБ65 на железобетонных шпалах с рельсами Р65 и Р75:
/ — прокладка под подкладку; 2— подкладка; 3 — гайка М22х22; 4— клеммный болт; 5 — двухвитковая шайба; 6 — клемма; 7— закладной болт; 8 — скоба для изолирующей втулки; 9 — изолирующая втулка; 10 — прокладка под рельс или полимерная прокладка толщиной 6—8 мм. Высота реборд подкладок позволяет укладывать под рельс прокладки толщиной 12— 14 мм для регулировки положения рельса по высоте.
Скрепление КБ широко применяется в бесстыковом пути. Длительная эксплуатация этого скрепления позволила оценить его положительные и отрицательные качества. Создание нашпальных и подрельсовых прокладок повышенной упругости и долговечности позволило снизить вертикальную жесткость пути и сократить эксплуатационные расходы.
Основными недостатками скрепления КБ является его многоде- тальность (21 деталь), материалоемкость (41,6 т металла и 2,1 т полимеров на 1 км пути) и 16 тыс. болтов на 1 км. Степень натяжения клеммных и закладных болтов быстро ослабевает, что требует регулярной и частой проверки, смазки и подтяжки гаек болтов.
В пути с железобетонными шпалами проходят проверку скрепления БП (рис. 3.10, а), которые могут применяться как с подкладками, так и без них, а также бесподкладочные скрепления с прутко-
Рис. 3.10. Нераздельные скрепления для железобетонных шпал: а — подкладочное БП; б — бесподкладочное ЖБР; / — прокладка под подкладку; 2— подкладка; 3— подрельсовая прокладка; 4— закладной болт; 5— гайка; 6 — упругая клемма; 7— подклеммный вкладыш; 8 — двухслойная клемма вой клеммой ЖБР (рис. ЗЛО, б).
Достоинством этих скреплений является большая, чем у скрепления КБ, стабильность натяжения болтов, но имеются и существенные недостатки. Сборка рельсошпальной решетки на базах ПМС с этими скреплениями имеет существенно большую трудоемкость. Недостаточна и стабильность ширины колеи в кривых.
Нераздельное клеммно-болтовое скрепление БП имеет два закладных болта, которыми при помощи упругих клемм рельс прижимается к подкладке, а подкладка — к шпале. Опорная площадка, на которой располагается металлическая подкладка, заглублена в бетон на 25 мм, что позволяет использовать нашпальные упругие прокладки толщиной 12 мм. Реборды скрепления БП выше, чем у скрепления КБ, что позволяет регулировать положение рельса по высоте до 20 мм.
Нераздельное бесподкладочное упругое скрепление ЖБР (см. рис. 3.10, б) обеспечивает прижатие рельса к шпале при помощи двухслойных плоских пружинных клемм. Перегиб нижней ветви клеммы служит упором для подошвы рельса. Поперечные усилия от клеммы передаются через подклеммный вкладыш на кромку углубления в шпале.
Свисающие закраины упругой подрельсовой прокладки предотвращают ее выползание из-под подошвы рельса. При регулировке положения рельса по высоте до 15 мм заменяют прокладки и подклеммные вкладыши на более толстые.
В модернизированном подкладочном скреплении ЖБР-65П вместо плоских клемм применены пружинные прутковые и металлическая подкладка, которая позволяет надежнее стабилизировать ширину колеи (рис. 3.11, а). Еще одна особенность этого варианта — применение для электроизоляции закладного болта (пластмассового пустообразователя) в железобетонной шпале. Упругость пути обеспечивают две прокладки — подрельсовая и нашпальная.
Бесподкладочное шурупно-дюбельное скрепление ЖБР-65Ш имеет два шурупа, которые ввинчиваются в дюбели, заделанные в шпалу, и прижимают клеммы к подошве рельса (рис. 3.11, б). Основным достоинством этой конструкции является отсутствие закладных болтов с гайками, что исключает трудоемкую операцию по периодическому докручиванию гаек.
В Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) разработано безболтовое анкерное рельсовое скрепление АРС, которое может работать на магистральных линиях при лю-
Рис. 3.11. Промежуточные скрепления для железобетонных шпал: а — подкладочное ЖБР-65П; б— шурупно-дюбельное ЖБР-65Ш; / — подрельсовая прокладка; 2 — закладной болт; 3 — гайка; 4 — шайба пружинная; 5 — пружинная клемма ЖБР; 6— подкладка ЖБР; 7— нашпальная прокладка ЖБР; 8 — скоба упорная; 9 — полимерный вкладыш; 10 — шуруп; 11 — дюбель
Рис. 3.12. Нераздельное упругое анкерное скрепление АРС-4: 1 — упругая клемма; 2-3 — моно- регулятор-фиксатор; 4 — подклеммник; 5 — анкер; 6 — изолирующий уголок
бых скоростях движения и грузонапряженности. Его положительные качества — высокая надежность и обеспечение стабильности ширины колеи, малая детальность и небольшая материалоемкость (экономия металла не менее 15 т на 1 км), простота сборки. Скрепление является нераздельным, основной элемент скрепления (рис. 3.12) — замоноличенный в железобетонную шпалу анкер рамноарочного типа.
Прутковые 3-образные пружинные клеммы и эксцентричные монтажные регуляторы усилия нажатия клемм.
В конструкцию входят два плоских полимерных подклеммника, два на- рельсовых изолирующих уголка, две подрельсовые упругие прокладки толщиной 14 мм. Скрепление модификаций АРС-4 позволяет регулировать положение рельса по высоте до 20—24 мм.
Основным недостатком скреплений ЖБР и АРС является недостаточная обеспеченность стабильной ширины колеи в кривых участках пути, особенно в крутых кривых. Причиной этого является плохое качество полимерных элементов скреплений.
Сроки службы скреплений в настоящее время не позволяют повысить надежность работы пути. Назначенный ресурс скреплений должен составлять не менее 1 млрд т брутто. Для повышения надежности скреплений допускается периодическая замена подрельсовых прокладок при смене рельсов. Выход металлических элементов скреплений не должен превышать 0,5 % на каждые 100 млн т брутто, клемм не более 2 % в прямых участках и 5 % — в кривых радиусом менее 650 м.
Из зарубежных скреплений безболтового типа наибольшее распространение получили английское анкерное скрепление Пэндрол (Pandrol) и немецкое шурупно-дюбельное системы Фоссло (Vossloh). Английское скрепление широко применяется на железных дорогах скандинавских стран, Канады и некоторых стран Азии, а немецкое является основным на линиях высокоскоростного движения на железных дорогах Германии и ряда других стран.
Скрепление Пэндрол для железобетонных шпал (рис. 3.13) является безболтовым, имеет анкеры 1 из ковкого чугуна (или стального
Рис. 3.13. Безболтовое скрепление Пэндрол:
/ — анкер; 2 — головка анкера; 3 — прутковая клемма; 4 — подрельсовая прокладка; 5 — изолирующий уголок литья), втапливаемые вертикальными хвостовиками в бетонное основание. Головки анкеров, опирающиеся на верхние постели шпал, образуют реборды, между которыми помещается подошва рельса и боковые закраины нейлонового изолирующего уголка 5, огибающего подошву рельса.
Горизонтальный конец прутковой клеммы 3 вставляется в отверстие головки анкера. Клемма всей верхней частью опирается на изолирующий уголок, создавая необходимое прижатие рельса к опоре. Между подошвой рельса и шпалой размещается упругая прокладка. Это скрепление принято стандартной конструкцией на железных дорогах Англии.
Однако испытания этого скрепления на железных дорогах России выявили ряд недостатков, в том числе невысокую надежность в кривых участках, деформированность анкеров, большой износ полимерных материалов, невозможность регулировать усилие прижатия рельсов к шпалам.
Скрепления Фоссло для железобетонных шпал (немецкая компания Фоссло Фастенинг Системе) эксплуатируются на железных дорогах многих стран как на участках совмещенного грузопассажирского, высокоскоростного, так и тяжеловесного движения W14HH (рис. 3.14). С учетом особенностей высокоскоростного движения
Рис. 3.14. Безболтовое упругое скрепление системы Фоссло для тяжеловесного движения (W14HH): а — общий вид на рельсовом пути; б — элементы конструкции; 1 — дюбель; 2— подрельсовая прокладка; 3 — изолирующий и регулирующий уголок; 4 — пружинная клемма SKL-14R; 5 — шуруп; 6 — рельс разработана так называемая система 300 (рис. 3.15).
На новых высокоскоростных участках китайских железных дорог, в том числе «олимпийском» пути Пекин—Тяньцзинь, уложены скрепления системы 300 на железобетонных шпалах. При отсутствии щебня эластичность обеспечивается за счет промежуточных упругих прокладок с жесткостью 22,5 кН/мм. Это гарантирует просадку рельса около 1,5 мм, что достаточно для скоростного движения.
Система W14HH представляет собой рельсовое скрепление, разработанное специально для участков тяжеловесного движения. Эта система предназначена для железобетонных шпал и включает в себя пружинные прутковые клеммы SKL14R; воздействующие на рельс силы передаются через боковые упоры непосредственно на шпалу, что позволяет выдерживать воздействие осевых нагрузок до 35 т. Система обеспечивает высокое сопротивление сдвигу пути.
На строительную площадку рельсовые скрепления доставляют в предварительно смонтированном состоянии вместе со шпалой.
Рис. 3.15. Упругие скрепления Фоссло для высокоскоростного движения
/ — пружинная клемма SKL-15; 2 — шуруп; 3 — регулирующий и изолирующий упорный уголок; 4 — подрельсовая прокладка
Система 300, предназначенная для высокоскоростного движения (см. рис. 3.15), представляет собой бесподкладочное и безболтовое скрепление. В шпале с каждого конца заделаны по два полимерных дюбеля, в которые ввинчиваются шурупы. С двух сторон рельса в шпальные углубления укладываются полимерные уголковые регуляторы, торцы которых образуют желоб для размещения подошвы рельса.
Между подошвой и шпалой находится упругая изолирующая прокладка. Пружинная прутковая клемма наружными частями опирается в углубления шпалы через уголковый регулятор, а внутренними концами — на подошву рельса. Прогиб клеммы — до 13 мм, усилие нажатия 2×10 кН. Имеется возможность регулировки ширины колеи в пределах ±10 мм. Регулировка рельсов по высоте осуществляется подрельсовыми прокладками разной толщины.
В соответствии с Инструкцией по текущему содержанию пути ЦП-774 способы прикрепления рельсов к шпалам выбирают в зависимости от вида и конструкции шпал, классности пути и плана линии (табл. 3.1).
Способы прикрепления рельсов к шпалам
Звеньевой путь на деревянных шпалах
Пути классов 1 и 2 и 2 категории; все кривые R 1200 м, все мосты, тоннели и подходы к ним на длине 50 м
Подкладки и рельс прикрепляются к шпале пятью костылями
Пути классов 3 и 4
Двумя основными и двумя обшивочными костылями, кроме стыковых и пред стыковых шпал, на которых подкладка и рельс скрепляются со шпалой пятью костылями. На путях класса 5 допускается пришивать подкладки к шпалам двумя (в кривых радиусом менее 350 м — тремя) основными костылями. На стыковых шпалах с двухголовыми накладками основные костыли располагаются в сторону рельса «затылком»
Бесстыковой и звеньевой путь на железобетонных шпалах
Все пути классов 1—5 независимо от типа рельсов и плана линии
При раздельном скреплении рельс прикрепляется к шпале двумя клеммами на конце шпалы, а подкладка прикрепляется к шпале двумя закладными болтами. При шурупном креплении — в соответствии с действующей инструкцией
Источник: studref.com
Способ закрепления шпал от растрескивания
Изобретение относится к путевому хозяйству на РЖД и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, например на шпалопропиточных заводах для закрепления шпал от растрескивания путем обвязки их проволокой. Способ закрепления шпал от растрескивания заключается в сжатии шпалы, осуществляемом механизмом в виде роликов до полного прилегания проволоки.
Проволоку закручивают в узел скрутки. В плоскости шпалы выполняют предварительную наколку отверстий. Выступающие концы проволоки загибают на угол 95°-145° и закрепляют в отверстиях. Технический результат заключается в обеспечении качественной и плотной обвязки шпал, защите наружной поверхности шпал от растрескивания путем плотного обжатия всего наружного периметра проволокой, обеспечении невозможности сдвижки обжатой проволоки со шпалы. 9 ил.
Изобретение относится к путевому хозяйству на РЖД и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, например на шпалопропиточных заводах для закрепления шпал путем обвязки их проволокой.
Известен способ закрепления шпал от растрескивания, заключающийся в том, что концы шпал сжимают, образуют в них сквозные отверстия, заводят и закрепляют в них стяжки, при этом отверстия выполняют путем глубокой штамповки гладкими, в поперечном сечении прямоугольными, а в продольном сечении вдоль волокон древесины — с сужающимся к середине контуром. Стяжку производят с помощью пары смыкаемых по продольной плоскости клиньев, повторяющих в сомкнутом состоянии форму отверстия, которые заводят в отверстия навстречу друг другу до заклинивания, при этом плоскость смыкания располагают поперек волокон древесины шпалы. Плоскость смыкания клиньев дополнительно снабжают замыкающим уступом для предотвращения возможности расслабления стяжки (см. патент №2181810, кл. Е01В 31/28).
Недостатками известного способа является следующее.
Он не обеспечивает защиту наружных слоев шпалы от растрескивания. Так как под воздействием солнечного излучения, циклического замерзания и оттаивания попадающей в них воды трещины усушки, которые образуются на верхней пласти шпалы, увеличиваются, обнажается непропитанная древесина, а попадающие в них вода, частицы пыли и песка способствуют ее загниванию. Такие трещины, как правило, имеют протяженность до 30 см и создают под концами подкладок опасные места для гниения. Внутренние клинья не могут предотвратить образование наружных трещин.
Кроме того, выполнение отверстий прямоугольными создает в их углах очаги напряженности, что может привести к образованию внутренних трещин, доходящих до наружной поверхности шпалы. Выполнение клиньев сложной конфигурации с уступами усложняет и удорожает этот способ закрепления шпал от растрескивания.
Известны способы укрепления шпал от растрескивания, предлагаемые в «Инструкции по содержанию деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев железных дорог колеи 1520 мм», Транспорт, 1997 г., заключающиеся в том, что перед укладкой деревянные шпалы должны быть укреплены от растрескивания одним из следующих способов.
— Деревянными винтами по ТУ 32ЦП229-79 «Винт деревянный для укрепления концов деревянных шпал и брусьев».
— Металлическими болтами диаметром 12-13 мм.
Деревянные винты или металлические болты устанавливаются на расстоянии 120-150 мм от торца на высоте 50-60 мм от нижней пласти.
Допускается укрепление шпал:
— обвязкой проволокой диаметром 5-7 мм на расстоянии 120-150 мм от торцов,
— установкой П-образных скоб длиной 120 мм из стальной полосы 20×2 мм в количестве 8 штук на расстоянии 120 и 180 мм от торца с верхней и нижней пласти, с заглублением скоб в тело шпалы на 50 мм.
Недостатками этих способов является следующее.
Все они не обеспечивают защиту наружных слоев шпалы от растрескивания. Под воздействием солнечного излучения, циклического замерзания и оттаивания попадающей в них воды трещины усушки, которые образуются на верхней пласти шпалы, увеличиваются, обнажается непропитанная древесина, а попадающие в них вода, частицы пыли и песка способствуют ее загниванию. Такие трещины, как правило, имеют протяженность до 30 см и создают под концами подкладок опасные места для гниения. Внутренние деревянные винты и металлические болты не могут предотвратить образование наружных трещин.
Установка П-образных скоб длиной 120 мм из стальной полосы 20х2 мм в количестве 8 штук на расстоянии 120 и 180 мм от торца с верхней и нижней пласти, с заглублением скоб в тело шпалы на 50 мм, тоже не обеспечивают защиту наружных слоев шпалы от растрескивания, так как скобы не обеспечивают полного и плотного обжатия периметра шпал, а только укрепляют часть наружной плоскости, их частая забивка создает множество очагов напряженности и может привести к растрескиванию шпал в нескольких местах.
Наиболее близким решением по технической сущности, т.е. прототипом, является способ, который описан в «Правилах и технологиях работ по текущему содержанию искусственных сооружений», М., «Транспорт», 1979 г.
Способ обвязки бруса металлической проволокой, заключающийся в том, что проволоку, отогнутую под прямым углом, забивают молотком в брус. Закрепляют в лапе-сжиме второй конец проволоки и, нажимая на лапу-сжим, подтягивают проволоку из-под нижней постели бруса, при этом легкими ударами молотка обстукивают проволоку для плотного ее прилегания к верхней и боковой поверхности бруса, далее лапу передвигают и продолжают натягивание проволоки. После обжатия трех граней лапу-сжим освобождают от проволоки и переводят на четвертую грань, вновь в ней закрепляют проволоку, стягивают брус, обстукивая при этом молотком проволоку, а потом ставят скобу и плотно забивают ее в брус. Далее отводят лапу-сжим, загибая этим проволоку, освобождают проволоку от зажатия в лапе-сжиме, отрубают ее, подгибают на специальном зубе и забивают в брус. Недостатками известного способа является следующее.
Очень трудоемкая операция, требующая для ее осуществления двух рабочих.
Во время перемещения лапы-сжима нарушается натяжение проволоки, что не обеспечивает плотную обвязку бруса проволокой.
Легкое обстукивание проволоки молотком не обеспечивает плотного прилегания проволоки к плоскостям бруса, особенно на его углах, и по всему периметру, так как проволока может быть кривой и с перегибами, что тоже не обеспечивает плотную обвязку бруса.
Загибка концов проволоки под прямым углом не обеспечивает надежного ее закрепления в брусе, так как при забивке ее молотком возможно или распрямление, или полная загибка концов, что ведет к ненадежному закреплению их в брусе.
Если применяются шпалы из ели с большим количеством сучков, или из березы с ее скрученными волокнами, или из лиственницы с ее большой твердостью, при забивке проволока может попасть в эти твердые места и загнуться, что нарушает надежность ее закрепления.
Целью предлагаемого способа закрепления шпал от растрескивания проволокой является повышение качества закрепления шпал.
Указанная цель достигается тем, что обжатие шпалы проволокой по периметру осуществляют механизмом в виде роликов, затем концы проволоки закручивают между собой в узел скрутки, в плоскости шпалы выполняют предварительную наколку отверстий, а выступающие концы скрученной проволоки загибают на угол 95°-145° и закрепляют в отверстиях.
Сопоставительный анализ способа с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый «Способ закрепления шпал от растрескивания» обеспечивает более плотное прилегание проволоки по всему периметру и на углах шпал. Это благодаря тому что обжатие шпалы проволокой осуществляется механизмом в виде роликов. Затем концы проволоки закручивают между собой в узел скрутки, в плоскости шпалы выполняют предварительную наколку отверстий, а выступающие концы скрученной проволоки загибают на угол 95°-145° и закрепляют в отверстиях.
Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию «Новизна». Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими способами в данной области техники не позволяет выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».
Особенности описываемого способа подтверждается чертежами, на которых изображено:
— на Фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 — последовательность процесса закрепления шпал от растрескивания;
— на Фиг.1 — схема способа в поперечном сечении шпалы;
— на Фиг.2 — окончание обжатия шпалы проволокой роликами;
— на Фиг.3 — обвязанное по периметру с узлом скрутки сечение шпалы;
— на Фиг.4 — Вид А на Фиг.3, наколка отверстий на плоскости шпалы;
— на Фиг.5 — загибка концов проволоки на угол 95°-145°;
— на Фиг.6 — укладка проволоки с загнутыми концами и узлом скрутки на плоскость шпалы;
— на Фиг.7 — забивка загнутых концов проволоки в шпалу;
— на Фиг.8 — забивка загнутых концов проволоки с углом менее 95°;
— на Фиг.9 — забивка загнутых концов проволоки с углом более 145°.
Способ закрепления шпал от растрескивания состоит в следующем.
Проволоку подают под шпалу. Боковые ролики 1, обкатываясь по периметру шпалы, плотно прижимают проволоку к шпале по всему ее периметру и на углах, при этом концы проволоки заходят в щели опущенной вниз вязальной головки 2, где и зажимаются.
Вязальная головка, поворачиваясь на два или три оборота, закручивает проволоку в узел скрутки, создавая при этом еще большее натяжение проволоки, увеличивая при этом плотность обжатия шпалы проволокой. Вязальная головка разжимает концы проволоки и поднимается вверх.
Затем в плоскости шпалы делают предварительную наколку отверстий, при этом отверстия могут быть как конусной, так и пирамидальной формы. Далее загибают концы проволоки на угол 95°-145°. Укладывают узел скрутки с загнутыми концами на плоскость шпалы. Затем закрепляют концы проволок в отверстиях шпалы.
При закреплении концов проволоки с углами менее 95° и более 145° происходит или распрямление загнутых концов (Фиг.8), или полная загибка концов проволоки (Фиг.9), что приводит к некачественному закреплению концов проволоки в шпале, а следовательно, ухудшает качество обвязки. Предварительная наколка отверстий конусной или пирамидальной формы обеспечивает качественное закрепление концов проволоки в шпале, особенно если шпалы изготовлены из ели с большим количеством сучков, или из березы с ее скрученными волокнами, или из лиственницы с ее большой твердостью. При обвязке применяется отожженная проволока, и при ее попадании в сучок или в твердые и скрученные волокна, без предварительной наколки отверстий возможна загибка проволоки на плоскости шпалы, что ухудшает качество обвязки и в целом качество закрепления шпал от растрескивания.
Предлагаемый способ позволяет значительно повысить срок службы деревянных шпал благодаря надежному и качественному закреплению их от растрескивания. А это обеспечивается за счет того, что шпалу плотно обжимают проволокой по всему периметру при помощи механизма обжатия в виде роликов, концы проволоки скручивают в узел скрутки, затем выступающие концы скрутки загибают на угол 95°-145° и закрепляют их в предварительно наколотых отверстиях. Соответственно улучшается транспортировка обвязанных шпал, так как концы проволок не выступают над поверхностью шпал. Весь процесс осуществления способа происходит автоматически, полностью отсутствует ручной труд, что значительно повышает производительность способа закрепления шпал от растрескивания. А увеличение срока службы деревянных шпал дает возможность экономить ценные породы древесины.
Способ закрепления шпал от растрескивания, включающий обвязку, сжатие шпалы по периметру проволокой и загибку ее выступающих концов, отличающийся тем, что обжатие шпалы осуществляют механизмом в виде роликов до полного прилегания проволоки, затем проволоку закручивают в узел скрутки, в плоскости шпалы выполняют предварительную наколку отверстий, выступающие концы загибают на угол 95-145° и закрепляют в отверстиях.
Источник: findpatent.ru