Гудок, "Шпалы разные нужны"

В России шпала появилась в 1834 году, когда отец и сын Черепановы испытали изобретенный ими паровоз на построенной для этой цели железнодорожной ветке. Затем были попытки укладывать шпалы на специальные каменные лежаки. А ровно сто лет назад, в 1903 году, на русских железных дорогах впервые были применены опытные железобетонные шпалы, которые имели сквозное цилиндрическое отверстие для облегчения их веса, а также для прикрепления к ним рельсов при помощи закладных болтов и клемм. Но широкого распространения эта конструкция не получила.

И все же такие «пустотелые» шпалы в небольшом количестве были уложены на Владикавказской, Екатерининской, Николаевской и других железных дорогах. Затем на смену им пришли шпалы с переменным сечением по длине, у которых были развитые подрельсовые блоки и относительно слабая средняя часть. В 1922 году на Южной железной дороге в эксплуатации их было около 6 тысяч штук. Но практически все они после непродолжительной эксплуатации были изъяты из пути.

Дальнейшие попытки применения железобетонных шпал с обычной, не напряженной арматурой оканчивались неудачей.

Главным недостатком всех железобетонных шпал была низкая трещиностойкость. Чтобы избавиться от него, была разработана конструкция из предварительно напряженного железобетона.

В то же время небезуспешными были попытки использования металлических шпал.

Впервые они были уложены на Мариупольском участке Донецкой железной дороги. А в 1912 году 135-километровый путь между станциями Гербы и Кельцы тоже «оделся» в металл.

Зато преуспела в использовании металлических шпал Германия. До 1939 года треть ее железных дорог была «подкована» ими. Немцы тщательно изучили все их преимущества. В частности, к металлическим шпалам надежно крепились рельсы, благодаря чему обеспечивалась высокая устойчивость пути. Это гарантировало безопасность движения поездов. Важно было и то, что вышедшие из строя шпалы сдавались в металлолом, и за них можно было получить фактически 40 процентов стоимости. Но и у них были недостатки. Укладка была сложнее и дороже, чем традиционных деревянных, затруднена их подбивка. К тому же в промышленных районах, где в воздухе немало химических примесей, они быстро ржавели. А при повышенных скоростях движения поездов создавали сильный и неприятный шум.

Но не только поэтому на отечественных железных дорогах отказались от них. Сказались экономические соображения. Вся металлургическая промышленность, учитывая протяженность наших дорог, работала бы только на выпуск рельсов и стальных шпал. Даже такой гигант черной металлургии, как Нижнетагильский металлургический комбинат, который ежегодно выдает на-гора 5,5 миллиона тонн продукции, не смог бы обеспечить потребности железнодорожной отрасли в шпалах.

Поэтому на наших дорогах до недавних пор преобладали деревянные шпалы, у которых много ценных качеств: упругость, большой коэффициент трения о балласт. Деревянную шпалу можно использовать для рельсов с различной шириной подошвы, а также при уширении колеи на кривых участках. А с началом электрификации железных дорог было по достоинству оценено еще одно ее важнейшее качество – сопротивление электрическому току. Это избавляло железнодорожников от лишней траты сил и средств на установку на шпалах специальной изоляции рельсовых цепей. К тому же сосновая шпала весит около 80 килограммов (железобетонная – 270), что облегчает ремонт пути.

Но, увы, был и остается у нее главный недостаток – недолговечность. Срок службы первых шпал – еловых – был всего 4 года. Вскоре их заменили сосновыми, а с 1886 года стали пропитывать хлористым цинком. И дело не только в том, что на их производство тратились немалые средства. Известно, что для изготовления шпал на один километр пути требуется вырубить практически два гектара леса, причем 80 – 100-летних сосен, которых становится все меньше.

Железнодорожникам приходится выслушивать справедливые замечания и от экологов. Шпалы, пропитанные креозотом, отравляют почву, а те, что отслужили свой век, зачастую не принимают на склады промышленных отходов. Совершенных технологий по их утилизации нет. По самым приблизительным подсчетам, на сети дорог их накопилось до 3 миллионов тонн.

Что же делать? Совсем отказаться от деревянных шпал? Это, как считают многие, пока нереально. Их эпоха еще не закончилась. И состояние пути долгие годы будет зависеть от их качества. Достаточно сказать, что на сегодняшний день 60 процентов колеи базируется на деревянных шпалах. Только к 2010 году их процент должен быть снижен до 40. Поэтому выход один – продлевать их жизнь. Во многих странах это делается успешно. Срок эксплуатации шпал, сделанных в Германии, например, фактически в два раза больше, чем сделанных в России. Почему же это не получается у нас?

Обратимся к технологии изготовления. В первую очередь важно добиться определенной влажности используемой древесины. Она должна быть не более 22 – 25 процентов. Но этого невозможно достичь, если от вырубки леса до пропитки шпал идет череда сплошных нарушений. Если за границей лес, предназначенный для изготовления шпал, рубят только в зимний период, так как древесина в это время имеет наименьшую влажность, то в России – круглый год. При этом доставляют ее на берега рек, чтобы сплавить плотами в порты, где перегружают на наземный транспорт для доставки на шпалопропиточные заводы. Процесс сушки должен длиться от шести месяцев до года, но зачастую не выдерживается. По сокращенной программе выполняется и пропитка. Допускаются и другие отклонения от технологии. В результате срок службы шпал вместо 15 – 17 лет сокращается до 11 – 13. Можно ли выйти из этого тупика?

Ученые ВНИИЖТа отвечают: да. Они убеждены, что увеличить срок эксплуатации деревянных шпал можно на треть, если лес рубить зимой, не сплавлять по озерам и рекам, а возродить узкоколейный транспорт, который будет доставлять древесину от мест вырубки до железнодорожной станции. И не страшно, что отказ от сплава приведет к некоторому удорожанию единицы продукции. Ведь за счет увеличения продолжительности эксплуатации шпал общая экономия составит 1,2 миллиарда рублей в год. Так что деревянные шпалы еще послужат. Они незаменимы при низких температурах.

Сегодня, когда железные дороги все дальше уходят на север, качеству пути должно быть придано особое значение. Именно на этом заострил внимание президент ОАО «РЖД» Геннадий Фадеев в ходе торжественного открытия участка Новый Уренгой – Коротчаево. Важно, говорил Геннадий Матвеевич, чтобы путь был надежным, чтобы заниматься им приходилось только в ходе сезонных работ.

Сибирские ученые разработали стратегию транспортной безопасности и транспортного освоения Сибири, предполагающую развитие здесь так называемой опорной железнодорожной сети. Речь идет о строительстве широтной полярной магистрали и меридиональных соединительных линий. Но можно ли будет здесь укладывать путь на железобетонном основании? Это еще предстоит выяснить. Ведь факты говорят о том, что железобетонные шпалы зачастую не выдерживают проверки холодом на Красноярской, Восточно-Сибирской и других магистралях. Здесь есть районы, где перепады температур в течение года достигают 100 и более градусов и вызывают очень большие внутренние напряжения в рельсовых плетях. Как быть?

Заведующий отделом конструкций железнодорожного пути комплексного отделения «Путь и путевое хозяйство» ВНИИЖТа Лев Крысанов считает, что будущее за железобетонными шпалами. Их преимущество перед деревянными неоспоримо. По цене они уже не дороже деревянных – в среднем одна стоит 350 рублей. Но стратегия, конечно же, определяется не только рублем. На первое место ставится безопасность движения поездов. И зачастую ЧП происходят по причине низкого качества пути.

Во многом проблему поможет решить бесстыковой, или, как еще говорят, «бархатный», путь на железобетонном основании. Только в прошлом году прирост такого пути составил 3 тысячи километров. В 2002 году на Вяземском, Кавказском, Лискинском заводах железобетонных шпал и других предприятиях было закуплено 9 миллионов штук.

Казалось бы, стратегия ясна. Еще в 1994 году в положении о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах РФ отмечалось, что на железобетонных шпалах должен быть бесстыковой путь, а звеньевой – на деревянных. Еще жестче эти требования отражены в положении от 2001 года, где, в частности, подчеркивалось: бесстыковой путь должен быть на железобетонных шпалах, а «применение звеньевого пути на деревянных шпалах согласовывается с Департаментом пути и сооружений МПС».

Взятого курса, несомненно, надо придерживаться. И все-таки многие специалисты считают, что рано списывать деревянную шпалу в запас. Этому учит и мировой опыт.

На железных дорогах Северной Америки до настоящего времени самыми распространенными остаются деревянные шпалы. Их доля в общем объеме шпал, используемых при ремонте пути и новом строительстве, превышает 90 процентов. И в ближайшей перспективе ожидается дальнейшее увеличение спроса на них. При этом ведутся разработки по совершенствованию конструкций комбинированных деревянных шпал, к которым относятся многослойные клееные шпалы и новые варианты слоистых шпал. Наряду с традиционными деревянными, железобетонными и стальными шпалами на железных дорогах Северной Америки расширяется применение пластиковых шпал, которые делаются из вторсырья, получаемого от переработки пластиковых бутылок (на одну шпалу требуется до тысячи бутылок). Ожидаемый срок службы этих шпал – 50 лет.

В странах Америки и Европы изготавливаются и композиционные шпалы – деревянные с пластиковым покрытием, синтетические. Спектр исследований широк. Синтетическая шпала была подвергнута стендовым испытаниям и после двух миллионов циклов нагружения сохранила свою работоспособность. Такие шпалы рекомендованы для укладки в кривых малого радиуса на грузонапряженных линиях.

Конечно, чужой опыт нельзя перенимать вслепую. Но почему бы не проверить, насколько он подходит для отечественных дорог? Ведь многие сотрудники института побывали в загранкомандировках, чтобы ознакомиться с передовыми технологиями. Так что же мешает использовать их, особенно сегодня, когда на НИОКР выделяется столько средств, сколько нужно?

Виталий ТЕТЕРЯТНИК









Наши коллеги: