Разработка технологической линии по изготовлению железобетонных шпал

Рисунок 3 — Подрельсовая часть шпалы Ш1-2

 

Рисунок 4 - Подрельсовая часть шпалы Ш2-1

 

а - на торце шпалы; б - в среднем  сечении шпалы

Рисунок 5 - Размещение арматуры

 

 

В зависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров, качества бетонных поверхностей шпалы подразделяют на два сорта: первый и второй.

Шпалы второго сорта предназначены для укладки на малодеятельных, станционных и подъездных путях. Поставку шпал второго сорта производят только с согласия потребителя.

Шпалы должны удовлетворять требованиям трещиностойкости, принятым при их проектировании, и выдерживать при испытании контрольные нагрузки, указанные в табл. 2.

 

Таблица 2 - Нагрузки по трещиностойкости

Испытываемое сечение шпалы	Контрольная нагрузка, кН (тс), для шпал
	первого сорта	второго сорта
Подрельсовое Среднее	130(13,2) 98(10,0)	120(12,2) 88 (9,0)

 

Шпалы изготавливаются из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие В40.

Фактическая прочность  бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0.

Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см²).

Отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона.

Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже Р200.

Номинальное число арматурных проволок в шпале 44. Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, должно соответствовать указанному на рис. 5. Расстояние по вертикали в свету между парами или отдельными проволоками, в случае их отклонения от проектного положения, не должно быть менее 8 мм. Допускается разворот пар проволок на 90° при сохранении указанного выше расстояния.

Для обеспечения проектного расположения проволок могут применяться разделительные проставки, остающиеся в теле бетона шпалы. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять проставки, отличающиеся от указанных в приложении 2 ГОСТ 10629-88.

Общая сила начального натяжения  всех арматурных проволок в пакете должна быть не менее 358 кН (36,4 тс). Среднее значение силы начального натяжения одной проволоки при их номинальном числе должно составлять 8,12 кН (827 кгс). Сила натяжения отдельных проволок не должна отличаться от среднего значения более чем на 10%.

 

Снижение силы натяжения  отдельных проволок сверх 10%, вызванное проскальзыванием проволоки в захвате, не должно быть более чем у одной проволоки в шпалах первого сорта и у двух проволок в шпалах второго сорта.

Допускаются отклонения от номинального числа арматурных проволок при условии, что общая сила натяжения имеющихся проволок не менее указанной в п. 1.3.10 ГОСТ 10629-88. При этом предельные отклонения по числу проволок не должны превышать ±2 шт.

Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности шпал первого сорта более чем на 15 мм и второго сорта - более чем на 20 мм.

Закладные шайбы должны соответствовать ГОСТ 23157.

Значения действительных отклонений геометрических параметров шпал не должны превышать предельных, указанных в табл. 3.

Таблица 3 - Предельные отклонения от геометрических размеров шпал

Наименование отклонения геометрического параметра	Наименование геометрического  параметра	Пред. откл. для шпал
		первого сорта	второго сорта
Отклонение от	Расстояние а	±2	+3;-2
линейного размера	Расстояние а1	+2;-1	+3;-1
	Расстояния а2 и а3	±1	±1
	Глубина заделки в  бетон закладной шайбы	+6; -2	+6; -2
	Длина шпалы	±10	±20
	Ширина шпалы	+10; -5	+20; -5
	Высота шпалы	+8;-3	+ 15; -5
Отклонение от прямолинейности профиля подрельсовых площадок на всей длине или ширине	_	1	1

Примечание:    Размеры,    для    которых    не    указаны    предельные отклонения, являются справочными.

Уклон подрельсовых площадок к продольной оси шпалы в вертикальной плоскости, проходящей через ось (подуклонка), должен быть в пределах 1:18 - 1:22 для шпал первого сорта и 1:16 - 1:24 для шпал второго сорта.

Разница уклонов подрельсовых площадок разных концов шпалы в поперечном к оси шпалы направлении (пропеллерность) не должна превышать 1:80.

Значения действительных отклонений толщины защитного слоя бетона до верхнего ряда арматуры не должны превышать, мм:

От + 7 до - 5 - для шпал первого сорта;

От +10 до - 5 - для шпал второго сорта.

Для формирования каналов для болтов допускается установка внутренних элементов, конструкцию и материал которых согласовывают с потребителем.

Маркировка шпал должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.2 и ГОСТ 10629.

На верхней поверхности шпал штампованием при формовании наносят:

- товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя -на каждой шпале;

- год изготовления (две последние цифры) - не менее чем у 20% шпал каждой партии:

В концевой части каждой шпалы краской наносят:

- штамп ОТК;

- номер партии.

Места нанесения маркировочных  надписей указаны на рис. 6.

Допускается нанесение товарного знака или краткого наименования предприятия-изготовителя и года изготовления на одной половине шпалы.

Маркировочные надписи  следует выполнять шрифтом высотой не менее 50 мм.

На обоих концах шпалы  второго сорта наносят краской поперечную полосу шириной 15-20 мм (см. черт. 6).

1 - номер партии; 2 - товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя; 3 - год изготовления; 4 - знак шпалы второго сорта

Рисунок 6 - Маркировка шпалы

Транспортирование и хранение шпал следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.4 и ГОСТ 10629.

Шпалы следует транспортировать и хранить в штабелях горизонтальными  рядами в рабочем положении (подошвой вниз). Высота штабеля должна быть не более 16 рядов.

Подкладки под шпалы  и прокладки между ними в штабеле следует располагать в углублениях подрельсовых площадок шпал. Толщина деревянных подкладок и прокладок должна быть не менее 50 мм. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять деревянные прокладки сечением не менее 40x40 мм при расположении их на расстоянии 30-40 мм от упорных кромок углублений в подрельсовых площадках шпал.

Шпалы транспортируют в  полувагонах или автомобилях. Транспортирование  шпал разных марок и сортов в одном  полувагоне или автомобиле не допускается.

Изготовитель гарантирует  соответствие шпал требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем правил их эксплуатации, транспортирования  и хранения.

Гарантийный срок эксплуатации шпал - 3 года со дня укладки их в  путь. Исчисление гарантийного срока начинается не позже 9 мес. со дня поступления шпал потребителю.

В качестве базового изделия  принимается шпала Ш1-1. производительность завода по данному виду изделия составляет 10 тыс. м³ в год.Показатели материалоемкости шпал:

Показатели материалоемкости шпал, изготовленных по типовой поточно-агрегатной технологии в десятигнездных формах (без учета технологических и производственных потерь за пределами формы):

объем бетона на одну шпалу 0,118м³

расход стали на 1 м³ бетона:

напрягаемой проволоки диаметром 3 мм 67,2 кг

закладных шайб 11,8 кг

 

2 Описание способа производства изделия

 

При агрегатно-поточном способе изделия формуют с помощью специальных машин на посту формования, а затем перемещают мостовым краном в камеры тепловой обработки. При окончании тепловой обработки изделия распалубливают, а формы готовят для последующего производства. После приемки ОТК готовые изделия отправляются на склад. Преимуществом этого способа является возможность изготовления изделий широкой номенклатуры (предпочтительно длиной до 12 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м), достаточно полной механизацией и частичной автоматизацией процессов, осуществления четкого пооперационного контроля. Кроме того, технологические линии с агрегатно-поточным способом производства обладают небольшим капиталовложением, по сравнению с другими способами, и ускоренными сроками строительства.

В состав технологических  линий с агрегатно-поточным способом входят следующие основные агрегаты: формующая машина или бетоноукладчик с виброплощадкой, формоукладчик, установка для нагрева или механического натяжения арматуры, камера тепловой обработки, а также посты распалубки, чистки и смазки форм, складирования полуфабрикатов, резервных форм и готовых изделий (в зимнее время), ремонта и доводки форм, стенд для испытания готовых изделий.

 

В основу отечественной  технологии заводского изготовления железобетонных шпал положена поточно-агрегатная линия, рассчитанная на применении десяти гнездовых силовых форм длиной по 5 изделий. Предварительно напряженные железобетонные шпалы типа ШС-1 предназначены для железных дорог широкой колеи. Шпалы изготовляют из бетона не ниже M500, с отпускной прочностью не менее 80% проектной марки. Морозостойкость бетона 200.

Производство  шпал осуществляют в такой последовательности: перемотанную на катушку арматурную проволоку подают в пролеты производства шпал электрокарами для изготовления струнопакетов (29,30,31,32,33). С помощью мостового крана катушки устанавливают на осях бухтодержателя, от которого концы проволок заводят через блоки тормозных роликов в распределительные устройства стола для сборки пакетов-клиньев. Гидравлическим прессом концы проволок зажимают между волнистыми клиньями и закрепляют с помощью винтов, которые ввинчивают в обойму гайковертами. Конвейер с помощью захватов вытягивает пучок проволок на длину 5 шпал. Затем на специальном столике устанавливают два пакета клиньев. Они обжимаются прессом и закрепляются болтами с помощью гайковертов. Вытянутый струнопакет после захвата его траверсой отрезают дисковой пилой и в натянутом состоянии кран-балкой укладывают в форму. Аналогично изготовляют второй пакет. Форму с двумя уложенными пакетами передают рольгангом на стенд для установки закладных частей. Последние служат для образования отверстий и площадок, обеспечивающих крепление рельса к шпалам, и состоят из пустотообразователей, болтов, гаек и пластин. Для отделения шпал друг от друга в форме устанавливают разделительные диафрагмы. Закладные части к посту их укладки подают на ручных тележках. Установку закладных частей производят вручную. Далее осуществляют натяжение струнопакетов, оборудованных гидродомкратами и предохранительным устройством 37.

Бетон из бетоносмесительного  цеха раздаточными бункерам 17 по эстакаде додают в бетоноукладчик, который осуществляет укладку и уплотнение бетона. Затем форму приводным рольгангом передают на вторую виброплощадку 1б, которая оборудована пригрузочным щитом и поднимается и опускается с помощью электротельфера. Окончательное уплотнение производится в два приема без пригруза и с пригрузом, который одновременно осуществляет формовку подошвы шпал 12,13.

Тепловую обработку  производят по режиму: выдержка — 2 ч, подъем температуры до 80°С — 3 ч; изотермический прогрев при 80°С — 2 ч; снижение температуры — 4 ч; всего — 11ч. 1

Затем гидродомкратами снимают натяжение арматуры, а снятые обоймы и клинья укладывают в контейнер и мостовым краном передают к столу сборки пакетов. Форму с двумя плетями шпал по 5 штук мостовым краном подают на кантователь 25 и переворачивают. Шпалы поступают на пластинчатый конвейер 24, а форма возвращается к кантователям на рольганг. С помощью приводных роликов форма подается на стенд для очистки и смазки, после чего рольгангом перемещается на пост укладки струнопакетов и цикл повторяется. Петли шпал на пластинчатом конвейере 19 осматривают, маркируют и подают на конвейер разрезки. Эту операцию производят дисковой пилой 20, 21. Разрезанные шпалы поступают на штабелировщики, где собираются в штабеля по 28шт., при высоте 7 рядов. Мостовым краном с автоматическим захватом 38, штабеля снимают и устанавливают на площадку для выдержки шпал, после чего они поступают на самоходную тележку для вывоза на склад готовой продукции 1.