Дороги нового поколения

Группа строительных компаний Макс Бегль (Max Bgl) разработала и внедрила в Германии надежную, не требующую технического обслуживания и ремонта систему верхнего строения железнодорожного пути, укрепленного бетонными плитами, — Feste Fahrbahn System (FF Bgl).
Сборные ж/б плиты обладают при изготовлении стабильно высоким качеством и точностью. Их преимущества – быстрое, независимое от погодных изменений изготовление в заводских условиях и монтаж по месту в любое время.

Актуальность проекта объясняется динамичным развитием железнодорожного сообщения на континенте. За последние десять лет высокоскоростных маршрутов в Европе стало больше почти втрое и их количество продолжает расти. Последние поколения скоростных поездов заняли верхние строчки в перспективных планах ж/д компаний. Согласно оценкам экспертов, к 2020 г. в европейской системе железных дорог для поездов класса люкс будет вновь построено около 10 тыс. км рельсовых путей.

Впервые новаторская строительная технология производства и укладки опорных плит для рельсовых путей (FF Bgl) в промышленных объемах внедрена в 2003 г. на строительстве нового высокоскоростного участка протяженностью 35 км на линии Нюрнберг — Ингольштадт. Выполняя заказ АО «Немецкие железные дороги» (Deutschen Bahn AG), там было уложено в 2004 г. 10 700 стандартных и мостовых из предварительно напряженных в поперечном  направлениии железобетонных плит с установкой на них рельсовых креплений.

Плиты размером 6,45х2,55х0,2 м и весом до 9 т фиксировались с помощью специального раствора для заливки опор на гидравлически связанном несущем HGT-слое(Нydraulisch Gebundene Tragschicht). Противоморозный слой, проложенный под HGT, предназначен для предотвращения нежелательных структурных изменений в подслое, вызванных попеременным промерзанием и оттаиванием бетона при атмосферных колебаниях температуры и связанных с этим проседаниях и подъемах полотна. После укладки сборных бетонных плит производят их продольную стыковку. В таком виде они образуют плиту бесконечной длины с высокой сопротивляемостью сдвигу в продольном и поперечном направлениях.

Собственное производство плит

После получения заказа на сооружение участка дороги Нюрнберг–Ингольштадт для сети скоростных пассажирских поездов «Интер-Сити-Экспресс» (ICE), в местечке Зенгентгале (Sengenthal) близ Ноймаркта (Neumarkt), резиденции компании Max Bgl, было организовано новое ж/б производство. Ежедневно в специально переоборудованном для этой цели цехе может быть изготовлено (произведено армирование и бетонирование) 28 плит. Технология такова. В стенд для натяжения арматуры укладываются опалубки одинакового размера, состыкованные с продольных сторон. Каждая из них укомплектована 20 съемными блоками, которые придают форму припускам, предназначенным для последующей фиксации рельсовых креплений. Съемные блоки сконструированы таким образом, что после распалубки каждый такой бетонный нарост имеет дополнительное утолщение.

Перед бетонированием по всей длине стенда натягивается арматура. Потом посредством распределительного устройства, перемещаемого вдоль и поперек стенда, производится заливка бетона в опалубки. Уплотнение бетонной массы осуществляется вибробрусом в паре с наружным вибратором, установленным в днище опалубки. После схватывания бетона арматуру обрезают в стыковых зазорах опалубок, таким образом создается предварительное напряжение в поперечном сечении плит. Вакуумная траверса поднимает плиты из опалубок и укладывает на выдвижную тележку с грузоподъемным устройством, которая доставляет их до места складирования. Во время промежуточного хранения изделий в них практически исчезают деформации, обусловленные ползучестью и усадкой бетона.

Преимущества геометрической формы

Со склада сборные бетонные плиты транспортируются для дальнейшей обработки в отделочный цех. Здесь при помощи компьютерной программы, разработанной в сотрудничестве с геодезическим бюро, на основании проекта геометрической конфигурации рельсовых путей (Gleisgeo-metrischen Projekt) создается план укладки плит с указанием координат каждой отдельной точки опоры. Эти координаты автоматически вводятся в управляющую программу шлифовальной машины, которая за несколько рабочих проходов методом фрезерования делает в бетонных наростах углубления в соответствии с геометрической формой каждой отдельной точки опоры. (Шлифмашина, позволяющая выдерживать заданные параметры в пределах ±0,1 мм, была сконструирована и изготовлена машиностроителями в сотрудничестве с группой Max Bgl).

Таким образом, место установки каждой плиты определяется с максимальной точностью, что документально фиксирует порядковый номер, отфрезерованный на изделии. Все плиты до отправки на стройку обеспечиваются комплектующими для крепления рельсов. Причем крепежные элементы могут быть от разных производителей.

Прецизионная укладка HGT-слоя

Для укладки гидравлически связанного несущего слоя (HGT) толщиной 30 см применяется специально сконструированный для этой цели бетоноукладчик, обеспечивающий точность выполнения операции в пределах ±5 мм. Этот показатель достигается, во-первых, за счет применения в бетоноукладчике оптического управляющего устройства и тахеометров, автоматически определяющих углы и расстояния, во-вторых, благодаря соответствующей рецептуре бетона. Уплотнение бетонной смеси достигается с помощью глубинных вибраторов. Специальные скользящие листы создают нужный профиль HGT. Бетонной поверхности затем придается шероховатость с помощью щетки из джутовой ткани. Важную роль выполняет «нож», закрепленный в бетоноукладчике. Каждые пять метров инструмент наносит на поверхность гидравлически связанного несущего слоя засечки, которые предотвращают неконтролируемое растрескивание HGT. Для достижения равномерного высыхания бетон закрывается пленкой.

Точная юстировка изделий

Предварительная геодезическая съемка априори намечает строго определенное положение каждой ж/б плиты. Транспорт доставляет на строительную площадку за один раз не более трех плит. Специально сконструированный для их укладки портальный кран снимает изделия с грузового автомобиля и размещает на гидравлически связанном несущем слое. Предусмотрена техническая возможность изменения ширины подкрановой колеи. Таким образом, грузоподъемную машину легко приспособить к работе в различных природных и искусственных условиях: на мостах, в узких речных долинах и туннелях. Вспомогательные средства для укладывания в форме центрирующих клиньев гарантируют их размещение с точностью до ±1см.
Далее с помощью специальной методики замеров и соответствующего оборудования производится окончательное позиционирование плит на плоскости по вертикали и горизонтали. Настройка по верху отшлифованных наростов осуществляется без традиционных монтажных рельсов. По завершению юстировки плита фиксируется с помощью прижимных устройств, чтобы предотвратить смещение под воздействием подъемной силы битумно-цементного раствора. Зазор в три сантиметра между плитой и гидравлически связанным бетонным слоем закрывается и уплотняется со всех сторон полосой раствора.

Прочность соединения без трещин

Заливка опор плит производится через предусмотренные для этого заливные отверстия, которые одновременно предназначены для выхода воздуха и визуального контроля во время проведения этих работ. Смесь для заливки состоит из различных компонентов, которые перевозятся автомобилем-контейнеровозом из стационарных расположенных вблизи дорог хранилищ. В таком специально разработанном автомобиле имеется емкость для перевозки сыпучих грузов, встроенный смесительный агрегат и передаточный резервуар. Компоненты по дороге перемешиваются и в виде готовой смеси доставляются на строительную площадку. Качество битумно-цементного раствора до заливки подвергается регулярному контролю с помощью различных испытательных устройств.

После того, как масса для заливки опор полностью затвердеет, осуществляется продольная стыковка плит. Для этого сначала так называемые узкие швы двух соседних плит заполняются высококачественным бетоном. Затем при помощи винтовых стяжек выступающие с торцовой стороны каждой плиты металлические стержни затягивают с учетом соответствующего вращающего момента. Таким способом в заливку узких швов передается предварительное напряжение. Монтажные швы между плитами в любом случае подвержены воздействию избыточного давления, тем самым предотвращается образование трещин.

С целью защиты винтовых стяжек бетоном для заливки швов в конце процесса заполняют широкие швы. Дополнительно встроенные арматурные каркасы также предохраняют верхнее строение от трещинообразования. На последней стадии работ монтируют, сваривают и шлифуют длинномерные рельсовые плети.

Многие стадии технологического процесса изготовления и монтажа плит уже автоматизированы специалистами группы компаний Max Bgl. Запланированы дальнейшие шаги по оптимизации и усовершенствованию технологии с целью создания серийного производства. Однако возможность претворить в жизнь новые конструктивные идеи во многом обусловлена обеспечением фирмы очередными заказами, так как разработка и изготовление специального оборудования стоят очень дорого, и затраты окупятся только при полной загрузке предприятия.

Но и сегодня ясно: новый участок железной дороги Нюрнберг — Ингольштадт — это новое слово в дорожном строительстве. В объединении Max Bgl разработана технология прокладки путей для высокоскоростных поездов, которую характеризуют высокое качество, надежность и экономичность. Bgl-система верхнего строения пути, укрепленного бетонными плитами, не требует ухода, гарантирует точность монтажа при укладке, а также поддается последующей корректировке и замене плит. Кроме этого, она экономична в эксплуатации, достаточно легко применима, и может служить образцом в создании комфортных условий для пассажиров скоростных составов. Система FF Bgl прошла необходимые согласования и допущена федеральным ведомством железных дорог Германии к применению в нескольких вариантах. Эта разработка имеет хорошие перспективы, поскольку соответствует всем требованиям, которые предъявляют к устройству верхнего строения пути железнодорожные компании. Следовательно, ее  успешное продвижение на рынке лишь вопрос времени.

Max Bцgl Bauunternehmung GmbH & Co KG
Postfach 11  20
92301 Neumarkt
Tel. +49 (0) 91 81 90 90
Fax +49 (0) 91 81 50 61
E-mail: info@max-boegl.de
www.max-boegl.de