РАЗДЕЛ 12.
Шпальные подкладки и скрепления.
Назначение подкладок: распределять нагрузки от колес подвижного состава на большую площадь, что предотвращает возникновение местных повреждений деревянных шпал под рельсом; способствовать поддержанию нормальной ширины колеи; обеспечивать подуклонку рельсов, уменьшая внешние горизонтальные толчки от колесных нагрузок, и наиболее рациональное расположение колес на поверхности катания головки рельса; подкладки прикрепляются к шпалам костылями или другими прикрепителями, которые забивают в шпалы через отверстия в подкладках. Некоторые виды костылей или других прикрепителей на каждой подкладке удерживают подошву рельса на подкладке.
Впервые в качестве подкладок применили маленькие металлические пластины без реборд, затем их заменили большими стальными подкладками длиной 6 и 8 дюймов.
Благодаря широкому внедрению пропитки деревянных шпал антисептиками срок их службы увеличился в 3—4 раза по сравнению с непропитанными, но из-за механического износа древесины шпал под подкладками их приходится заменять значительно раньше. На основании опыта эксплуатации были созданы подкладки с большей площадью опирания и большей толщиной, а впоследствии с наружной стороны у подкладок была устроена реборда для восприятия боковых сил, уменьшены размеры отверстий под костыли.
В настоящее время выпускаются подкладки с размерами: ширина 7—8 дюймов, длина 10— 14 дюймов, толщина 9/16 — 1 дюйм. Они имеют одну или две реборды.
На некоторых линиях с рельсами весом 133 фунта/ярд в кривых малого радиуса уложены подкладки толщиной 11/8 дюйма, шириной 8 дюймов и длиной 18 дюймов. На других дорогах применяют двухребордчатые подкладки шириной 8,5 дюйма и длиной 16 дюймов, в которых отверстия под костыли расположены в разных створах для уменьшения образования трещин в древесине шпал.
В одном из ранних вариантов предусматривалось надежное закрепление подкладок на шпале для предотвращения горизонтальных перемещений и расстройств ширины колеи, которое было проблемой в то время. Это привело к созданию нескольких ребер на подошве такой подкладки. К сожалению, первые подкладки имели малую площадь опирания и были настолько тонкие, что врезались в шпалу почти так же, как рельс без подкладки. Ребра, врезаясь в древесину, способствовали разрушению и гниению шпалы, образованию множества изгибов и изломов под подвижной нагрузкой, ускоряли расстройство пути и увеличивали трудности в поддержании необходимой ширины колеи.
При изучении механического износа шпал обратили внимание на рельсовые скрепления, отмечая необходимость прочного закрепления подкладок на шпале, избегая разрушающего истирающего действия перемещающихся подкладок. Некоторые типы прикрепителей пригодны для этих целей, включая обычные костыли, шурупы, шпильки, пружинные костыли, прижимные клеммы и скобы.
Назначение промежуточных скреплений: обеспечивать надежную упругую связь рельсов со шпалами; надежно закреплять рельсы от угона; длительно обеспечивать постоянную ширину колеи; обеспечивать сравнительно небольшую вертикальную упругость пути.
Невысокая вертикальная жесткость скреплений между рельсом и шпалой целесообразна по двум причинам: при наличии жесткой связи между рельсом и шпалой колебания последней передаются балласту, способствуя расстройству пути; скрепления работают очень напряженно, испытывая знакопеременные нагрузки.
В ряде случаев под подкладки укладывают специальные прокладки из упругих материалов, таких, как резина, неопрен, или других пластиков. Эти прокладки снижают жесткость пути, но, главное, уменьшают износ древесины шпал в зоне под подкладками. Такие упругие прокладки особенно широко применяются на эстакадах, мостах и в других конструкциях, где путь имеет повышенную жесткость. Они также могут быть эффективны при укладке в кривых, на стрелочных переводах и в зоне стыков. Иногда прокладки укладывают между подошвой рельса и подкладкой, при этом лучше распределяется давление от рельса, снижается жесткость пути.
Двухребордчатая подкладка для деревянных шпал
Рельс массой 100 фунтов укладывается на подкладки из пластика (полиэтилена) ной резины, а с 1970-х годов — одноребордчатые из полиэтилена.
Путевые рабочие раскладывают полиэтиленовые подкладки
Установка одноребордчатой пластмассовой подкладки под подошву рельса массой 100 фунтов