Секрет вечных железнодорожных шпал: история успеха инженера Долгова

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Сегодняшние железные дороги, особенно скоростные, не мыслимы без применения бетонных шпал. Более 60% путей в России уложены железобетонными шпалами. Мы не задумывались о том, как они появились и кто был первым их создателем. Основной и неоценимый вклад в разработку внёс русский инженер — путеец Долгов Николай Емельянович (1871-1919 гг.). С целью повышения износостойкости железнодорожного полотна он предложил конструкцию, которая включала в себя рельсы, уложенные на металлические полосы, утопленные в бетонное основание. Эта конструкция предотвращала появление просадок и частичное поднятие полотна дороги вследствие вспучивания грунта.

железобетонные шпалы
железобетонные шпалы
Автор: bdos

В начале развития железных дорог в железнодорожной инфраструктуре, использовались деревянные шпалы. Для их создания обычно применяются долговечные сорта древесины — например, дуб, сосна или кедр. Производство и установка деревянных шпал проста, а благодаря своей эластичности они могут гасить удары от движущихся составов. Тем не менее, они подвержены износу, гниют (несмотря на пропитки), трескаются и поэтому требуют регулярного обслуживания и замены.

Железобетонные шпалы являются прочными и долговечными. Их изготавливают из железобетона, который обеспечивает высокую устойчивость к нагрузкам и воздействию снега и влаги. Преимущества железобетонных шпал включают: их устойчивость к гниению, огнестойкость, дополнительную массу, которая делает рельсы более стабильными (особенно при температурных колебаниях); их способность лучше выдерживать пожар, по сравнению с деревянными шпалами; обеспечение более надежного сцепления с рельсами; более продолжительный срок эксплуатации (около 50 лет), по сравнению с деревянными шпалами, и меньшее количество требуемого обслуживания, что снижает текущие расходы и количество перебоев в работе путей. Кроме того, поскольку бетонные шпалы обычно не пропитывают креозотом (как большинство деревянных шпал), они считаются более экологичными.

Автор: bdos

В течение многих лет русский инженер работал над улучшением жесткости колеи, увеличением срока эксплуатации железнодорожного пути и снижением затрат на изготовление и ремонт. Он предложил уникальную технологию создания железобетонных шпал, которые оказались в десять раз более долговечными, чем обычные аналоги. Долгов разработал технологию изготовления бетонных шпал с внутренним напряжением, используя тонкие стальные тросы. Эти тросы предварительно натягиваются специальным приспособлением внутри формы, а затем эта форма заполняется бетоном. Во время процесса заливки бетона, шпалы подвергаются вибрации, чтобы удалить пузырьки воздуха из раствора. После затвердевания бетона, форма снимается, а лишние стальные тросы удаляются. В результате, внутри шпал остается 12 напряженных стальных нитей, которые создают внутреннее напряжение в конструкции и делают бетон более прочным.

Первый опытный участок железной дороги, построенный по системе Долгова, был открыт в 1911 году и показал свою эффективность. К моменту революции, шесть лет спустя, ни одна из шпал на этом участке не потребовала замены.

Типовая конструкция железобетонных шпал
Типовая конструкция железобетонных шпал
Источник: martand.ru

В 1957 году, когда экономика страны нуждалась в переходе на мирные рельсы и строительстве новых заводов в Сибири, вспомнили о методе Долгова. Научно-исследовательский институт подтвердил, что преднапряженные шпалы обладают большей устойчивостью к воздействию внешних факторов. Преднапряженные шпалы — это особый вид шпал, которые предварительно напряжены внутри с помощью арматуры или других материалов. Суть преднапряжения шпал заключается в том, что перед установкой в путь шпалы подвергаются натяжению, которое создает в них внутреннее усилие. Это усилие направлено противоположно внешним силам, которые действуют на шпалу в процессе эксплуатации, и таким образом повышает их сопротивление и долговечность. В ходе испытаний был обнаружен любопытный факт: вибрация при заливке бетона влияет на его прочность.

Были проведены исследования, которые подтвердили утверждения Долгова: бетонные шпалы имеют наибольшую прочность при вибрации бетона в опалубке частотой 17 герц (или 17 колебаний в секунду). Эта вибрация помогает удалить воздушные пузырьки из раствора, создавая упорядоченную структуру и предотвращая разделение раствора.

Н.Е. Долгов
Н.Е. Долгов
Источник: www.centr-goroda.ru

Долгов был автором множества изобретений и теоретических трудов по развитию железных дорог, включая имеющие мировое значение. Путевой инженер Николай Долгов за свою короткую жизнь, оставил огромное наследие, внёс значительный вклад в развитие железнодорожного транспорта и создание надёжных и долговечных конструкций путей. Его идеи и технологии используются и сегодня, обеспечивая безопасность движения поездов, увеличивают пропускную способность и комфорт пассажиров на железных дорогах.

Зачем нужны уголки внутри рельсового пути (хорошо видны на втором фото).

Спасибо за внимание.

Изображение в превью:
Автор: bdos
Источник: www.ixbt.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Для связи bdos@rambler.ru

7 комментариев

Добавить комментарий

SedayaNoch
А что деревянные шпалы пропитаны креозотом?
NewU
>Долгов разработал технологию изготовления бетонных шпал с внутренним напряжением, используя тонкие стальные тросы.
Вовсе не Долгов изобрел предварительно напряженный железобетон, а француз Эже́н Фрейсине́ и В.В. Михайлов.
bobster-vit
>Долгов разработал технологию изготовления бетонных шпал с внутренним напряжением, используя тонкие стальные тросы.
Вовсе не Долгов изобрел предварительно напряженный железобетон, а француз Эже́н Фрейсине́ и В.В. Михайлов.

вам ведь написали про бетонные шпалы, а не сам железобетон
NewU
По сути, там описан — предварительно напряженный железобетон.
А что из него делать, шпалы или мостовой пролет — не важно.
Если бы не слова «уникальная технологию создания железобетонных шпал», я бы не спорил.
S
По такой технологии делают фундаменты на Американском континенте. В старом свете технология не прижилась.
А ещё кто-то из изобретателей, возможно и Долгов, добавил пропаривание бетона, что так же добавило прочности и долговечности ЖБИ.
105601315566563185294@google
Ну что тут, опять долгов заткнул всех за русский пояс?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему проект белорусского электрокара тихо закрыли (и при чём тут Китай)

Несколько лет нам обещали доступный белорусский электромобиль: по выставкам возили концепты Академии наук, а в финале показали электрический кроссовер Belgee EX50. Но громкая история закончилась...

Правда ли, что акулы старше деревьев? Почему в этом известном факте есть подвох на 200 миллионов лет

Утверждение о том, что акулы живут на Земле дольше деревьев, часто встречается в научно-популярных статьях и передачах о природе. История акул действительно насчитывает сотни миллионов лет, и они...

Ровесник Большого взрыва: в центре Млечного Пути нашли звездное скопление возрастом 13,4 миллиарда лет

Один из главных вопросов современной астрофизики — как именно и когда сформировалась наша Галактика, Млечный Путь. Согласно физическим моделям, сборка любой крупной галактики начинается...

Почему водители останавливаются после поворота, хотя основной светофор разрешал проезд, и правильно ли они поступают

На регулируемых перекрёстках нередко складывается ситуация, когда разрешающий сигнал основного светофора позволяет выполнить поворот направо, а сразу после поворота располагается пешеходный...

Почему на советском ЗИЛ-157 водитель специально спускал колёса прямо во время движения

Представьте, что тяжёлый грузовик едет по грунтовой дороге, впереди глубокая грязь или рыхлый снег. Казалось бы, перед таким участком нужно проверить, хорошо ли накачаны колёса. Но...

Сколько весит выдох планеты: метаболизм всех людей на Земле производит 2 миллиарда тонн CO₂ в год

Жизнедеятельность человека непрерывно связана с выработкой углекислого газа. С каждым вдохом в легкие поступает кислород, который разносится кровью по тканям и участвует в расщеплении питательных...