Железобетонная альтернатива. Первые железобетонные шпалы
05 сентября 2014 г.
Бетон давно известен человечеству как достаточно прочный материал. Его применяли еще древние римляне. Существовал, к примеру, такой способ постройки, когда бетон заливался между деревянных стен, которые впоследствии удалялись. Считается, что так был создан купол Пантеона – храма, который был воздвигнут в Риме во II веке нашей эры и почти в первозданном виде существует до сих пор.
Технология железобетона предполагает лишь укрепление материала стальной арматурой. Начало ее применения часто связывают с именем парижского садовника Жозефа Монье. В 1867 году он запатентовал цветочную кадку из проволочной сетки, покрытой цементным раствором. Но фактически конструкции из бетона с железной арматурой возводились и до этого во многих странах, в том числе в России. К примеру, в начале XIX века при строительстве Царскосельского дворца зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного выполненного из известкового бетона.
Развитие железнодорожного сообщения в послевоенные годы вновь остро поставило вопрос о продлении срока службы шпал. Предлагались различные подходы к решению проблемы.
Например, активно применялся быстрый и достаточно качественный диффузионный метод пропитки древесины. Одновременно шел поиск нового прочного материала для шпал, который мог бы заменить собой недолговечное дерево.
Подобные попытки предпринимались в России еще в XIX веке.
Например, в 1886 году на Закаспийской дороге в Средней Азии в целях экономии применили так называемые кировые опоры – квадратные отливки из асфальтобетона, укладывающиеся под рельсами по диагонали. А на Екатерининской дороге, построенной в 1882–1904 годах, испытывали путь с монолитной бетонной плитой и продольными металлическими лежнями. В 1903 году были изготовлены и испытаны в лаборатории Санкт-Петербургского института путей сообщения первые в России железобетонные шпалы. Часть их была уложена на одной из станций Финляндской железной дороги.
Однако первоначально широкого применения железобетонные шпалы не нашли. Одной из ключевых проблем была их низкая стойкость. Напряжения от поездной нагрузки превышали предел прочности бетона на растяжение, в итоге появлялись трещины. В них попадала влага и вызывала коррозию арматуры, бетон отслаивался от ржавеющего металла. В конечном итоге шпала переламывалась под рельсом и переставала воспринимать нагрузку.
Новая эра отечественного шпалопроизводства началась в конце 1940-х с внедрением технологии предварительно напряженного железобетона. Суть в том, что в процессе изготовления изделия происходит специальное натяжение арматуры. Когда ее освобождают от захватов, она сокращается и передает сжимающие усилия на бетон.
Первые попытки применения предварительно напряженных шпал были предприняты трестом «Промтранспроект». Его специалисты разработали струнобетонные шпалы для путей промышленных предприятий. А в 1947 году Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Министерства путей сообщения (ЦНИИ МПС) начал исследования в области железобетонных шпал для главных путей. Особенно широко началось их применение после принятия в 1954 году руководством страны постановления «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства». Уже через год первые километры пути на железобетонном основании были уложены на Юго-Восточной дороге.
В 1956 году завершились лабораторные и эксплуатационные испытания двухшарнирных, цельнобрусковых со стержневой арматурой и струнобетонных шпал. Обобщив отечественный и зарубежный опыт, ученые рекомендовали к применению струнобетонные. Они и были утверждены в качестве государственного стандарта для железных дорог СССР. А в конце 1950-х в Челябинске был создан первый в стране завод, специализирующийся на массовом производстве железобетонных шпал.
Серийное производство железобетонных шпал в СССР началось в 1959 году на Челябинском заводе. Решение о его строительстве было принято в 1955-м. На создание производства, до того момента не имевшего аналогов, было не так много времени. Многие вопросы приходилось решать буквально опытным путем. Зато потом наработки Челябинского завода пригодились при строительстве других предприятий в различных уголках страны. В том числе специалисты из Челябинска в 1960-х помогали в наладке оборудования вводящегося в строй Кавказского завода.
Интересно, что южноуральское предприятие еще не раз становилось пионером в освоении новой продукции. Например, завод первым стал выпускать железобетонные брусья для стрелочных переводов. При этом главной задачей Челябинского предприятия всегда было обеспечение высокого качества продукции. «В 1987-м нашей шпале был присвоен Знак качества, – вспоминает Василий Агафонов, ветеран предприятия. – Знаменитый пятиугольник стоял на каждом изделии. Требования ГОСТа были очень жесткими.
Раковина в 5 мм на подрельсовой площадке уже была браком.
Как-то к нам на завод приехал Вадим Николаевич Морозов, бывший тогда заместителем министра путей сообщения. Увидел сложенные в стороне шпалы, а они были в дефиците, и удивился: «А это что?» «По ГОСТу не прошли», – отвечаем мы.
Опыт Челябинского завода был признан удачным, а поэтому в 1960–1970 годах была создана целая серия подобных предприятий. Цель была понятна – обеспечить растущие потребности путевого комплекса необходимым количеством железобетонных шпал, отличающихся высокой надежностью. При этом, учитывая географию и масштабы страны, задача носила нетривиальный характер.
В середине 1960-х в известном еще по древним летописям городе Чудове, что в Новгородской области, был создан один из самых крупных на тот момент заводов. На Северо-Западе тогда шло активное возведение новых и реконструкция старых железнодорожных путей, и это при том, что Октябрьская магистраль всегда была одной из наиболее крупных и грузонапряженных в стране. А поэтому появления «ближнего» поставщика шпал здесь очень ждали.
Похожая история была и с Вяземским заводом, который «заточен» под нужды Московской железной дороги с ее разветвленной сетью. Решение о его строительстве было принято в марте 1962 года, а первую очередь ввели в строй в 1968 году. Причем были возведены не только цеха предприятия и необходимая инженерная инфраструктура, но и жилые дома для работников. Вязьма – город не очень большой, появление столь крупного производства сыграло заметную роль в жизни города.
Как и для поселка Красносельский Гулькевичского района Краснодарского края, где в 1967 году был открыт Кавказский завод железобетонных шпал.
Хотя предприятие и не является градообразующим, его значение сложно переоценить. Во время строительства завода в райцентре Гулькевичи впервые появились очистные сооружения, что позволило возводить в городе многоэтажные дома. Работы по созданию производства велись, как это часто было в СССР, в авральном режиме. «Строительство рассчитывалось на три года, но, учитывая, что приближалось 50-летие советской власти, Минтрансстрой пообещал ЦК КПСС, что завод будет введен в строй на год раньше срока, то есть как раз к юбилею», – вспоминает первый директор предприятия Михаил Доцко. Отказаться выполнять обещание, данное ЦК, в те годы было немыслимо.
Но результаты ненужной спешки не заставили себя ждать: уже в первый год предприятие работало без котельной, отапливать цеха было нечем. Пришлось обогрев завода «поручить» обыкновенному паровозу.
