ШПАЛА (от голл. spalk — подпорка) — опора для рельсов ж.-д. пути в виде попе-речного лежня, укладываемого под оба рельса. Ш. предназначены для восприятия давлений от рельсов, передачи их на балластное (или бетонное) основание пути и обеспечения правильного и неизменного положения рельсовых нитей в процессе длит, эксплуатации. Ш.— традиционный и наиболее распространённый тип подрельсового основания.
Материал Ш.— дерево, железобетон и металл. Первоначально все Ш. были деревянными, на долю дерев. Ш. в кон. 80-х гг. приходилось более 4/5 общего числа Ш. В кон. 70-х гг. начался массовый выпуск ж.-б. Ш. Металлич. Ш. имеют огранич. применение (в ФРГ и нек-рых тропич. странах), т. к. им присущи такие недостатки, как повыш. трещинообразование, подверженность коррозии, электрич. проводимость. Они также требуют более сложного уплотнения балласта. Из-за этих и др. недостатков применение металлич. Ш. на отечеств, ж. д. неперспективно.
Дерев. Ш. обладают такими достоинствами, как упругость, лёгкость обработки, высокие диэлектрич. свойства, хорошее сцепление с щебёночным балластом, сравнительно небольшая масса (70 кг) и малая чувствительность к колебаниям темп-ры и ударам, а также возможность изменения и отвода (уширения) рельсовой колеи в крутых кривых (радиусом R < 350 м). Наряду с этим дерев. Ш. имеют сравнительно небольшой срок службы, создают неоднородную упругость пути по длине, требуют расхода дефицитной строевой древесины (на 1 км пути расходуется ок. 2 га леса в возрасте 80—100 лет). За рубежом применяют Ш. преим. из твёрдых пород — дуба, бука и т. п. Для отечеств, ж. д. Ш. изготовляют из древесины хвойных пород деревьев. Наибольшее распространение получили сосновые Ш. (70%). Ш. из ели, пихты и кедра (до 30% ) имеют менее прочную древесину, к-рая труднее поддаётся пропитке (без специальной наколки антисептируется поперёк волокон слой всего 2—3 мм). В напряжённых эксплуатационных и сравнительно суровых климатич. условиях ср. срок службы Ш. из древесины хвойных пород не превышает 17 лет.
Для магистральных линий выпускаются дереи. Ш. двух видов : обрезные А (типы I—III), опиленные с четырёх сторон, и необрезные Б (типы I—III), опиленные с двух сторон. Назначение указанных типов Ш.: I — для гл, путей, II — для станционных и подъездных путей, III — для малодеят. подъездных путей пром. пр-тий. Типы Ш. отличаются друг от друга размерами поперечного сечения. Обрезные дерев. Ш. А имеют поперечное сечение (в мм) h X Ь X bi: тип I — 180 X 165 X X 250, тип II— 160 X 160 X 230, тип III — 150 X 150 X 230; для необрезных добавляется размер Ьг, к-рый равен соответственно 280, 260, 250 мм. Стандартная длина Ш. всех типов 275 ± ±2 см. На линиях с высокой грузонапряжённостью рационально примене-ние Ш. дл. 280 см. На участках совмещённого движения с разной колеёй (вблизи границ) укладывают дерев. Ш. дл. 300 см. В тоннелях метрополитенов при монолитном основании для лучшего сцепления с бетоном применяют только обрезные Ш., к-рые из-за габаритных ограничений имеют уменьшенную до 265 ± 2 см длину и толщ. 165 мм. Повреждения дерев. Ш. происходят из-за гниения (до 70%) и механич. износа, к-рые взаимосвязаны. Для продления сроков службы дерев. Ш. проводят пропитку их масляными антисептиками под давлением с предварит, наколкой и сушкой древесины, закрепление концов Ш. от растрескивания до укладки в путь с помощью дерев, винтов или металлич. стяжных болтов, сверление и антисептирование отверстий перед забивкой костылей, увеличение площади подкладок и укладку под ними резиновых или полимерных прокладок.
Ж.-б. Ш. имеют следующие достоинства: сравнительно большой срок службы (40—50 лет), однородную упругость пути по длине, хорошую устойчивость в балласте против сдвига, возможность придания целесообразной формы. К недостаткам ж.-б. Ш. относятся: повышенная жёсткость пути, для снижения к-рой необходимо применять резиновые прокладки-амортизаторы, электрич. проводимость и необходимость применения большого числа недолговечных изолирующих деталей, хрупкость и чувствительность к ударам, большая масса (250—265 кг), затрудняющая их одиночную замену. На магистральных ж. д. во всех странах применяются Ш. из железобетона трёх осн. типов: цельнобрусковые, представляющие собой брусья из монолитного, обычно предварительно напряжённого железобетона; трёхблочные — двух-шарнирные, состоящие из трёх ж.-б. блоков и двух упругих прокладок между ними, стянутых стержневой арматурой; двухблочные — комбинир. конструкция из двух подрельсовых ж.-б. блоков, жёстко соединённых один с другим металлич. элементом (трубой или тавром). Для эксплуатац. и климатич. условий отечеств, ж. д. наилучшей является цельнобрусковая Ш. с предварительно напряжённой проволочной арматурой. Осн. типами ж.-б. Ш. являются струнобетовные ШС-1, ШС-ly , применяемые с раздельными скреплениями КБ; ШС-2 и ШС-2у— с нераздельными скреплениями БП и ЖБР. Отличие ШС-2 (ШС-2у) от ШС-1 (ШС-ly) состоит только в расстоянии между отверстиями для закладных болтов скреплений. Ж.-б. Ш. имеют длину 270 ± 1 см. Условия работы ж.-б. Ш. в пути заметно влияют на их долговечность. Так, выход Ш. на засоряемых участках почти в 2 раза больше, чем в обычных условиях, а в стыках рельсов — в 3—5 раз больше, чем в их ср. части. На бесстыковом пути примерно половина выхода всех ж.-б. Ш. приходится на долю уравнит. пролётов. В зоне рельсовых стыков имеют место динамич. неровности пути и из-за повыш. жёсткости (при скреплениях без прокладок повыш. упругости) происходит более интенсивное накопление осадок балласта и появляется больше разрушений Ш-, чем на остальном пути. Укладка звеньевого пути на ж.-б. Ш. технически и экономически не оправдана для грузонапряж. главных путей. Ж.-б. Ш. укладывают только на щебёночный или асбестовый балласт во избежание их изломов из-за больших просадок и деформаций. Переход от ж.-б. Ш. к деревянным делают только в средней части звена вне рельсовых стыков для того, чтобы отри-цат. эффект от повышения жёсткости подрельсового основания не совпадал с неровностью, типичной для стыков. При пропуске 1 млрд. ф брутто груза полный выход ж.-б. Ш. при всех видах ремонта и текущем содержании не превышает 5—6%. При этом примерно 60% дефектов Ш. связано с эксплуатацией, а 40% — с изготовлением. На отечеств, ж. д. принята система повторного использования ж.-б. Ш., к-рые снимаются при капит. ремонте пути звеньями, доставляются на звеносборочную базу, где заменяются рельсы, негодные шпалы и дефектные детали скреплений, после чего обновлённая путевая решётка вновь укладывается в менее грузонапряжённый главный, станционные или подъездные пути. Дерев. Ш. перед повторной укладкой ремонтируют в специализнр. шпалоремонтных мастерских.
Местные эксплуатац. и природно-климатич. условия на сети отечеств, ж. д. весьма разнообразны. Поэтому каждый тип Ш. имеет свои сферы рационального применения. Дерев. Ш. не имеют ограничений по зонам, их целесообразно укладывать на новых линиях с нестабилизир. земляным полотном и вечномёрзлым основанием, на пучинистых участках, на линиях с интенсивным засорением пути углём, рудой, торфом и др. сыпучими засорителями, на звеньевом пути, а также на грузонапряжённых направлениях. Только дерев. Ш. применяются также на крутых кривых с R < 350 м (с увеличением ширины колеи до 1530—1535 мм), а также в суровых климатич. условиях. Ж.-б. Ш. предпочтительнее деревянных на участках с бесстыковыми рельсовыми плетями, т. к. они обеспечивают большую (в среднем на 15—20% ) устойчивость пути, что позволяет увеличить температурный интервал закрепления плетей, расширяет сферы применения бесстыкового пути. Укладка ж.-б. Ш. под бесстыковыми рельсовыми плетями особенно эффективна на линиях с высокоскоростным движением пасс. поездов, т. к. при этом обеспечиваются большая однородность упругих свойств по длине пути, меньшие динамич. неровности в стыках, становится более стабильной рельсовая колея и повышается сопротивляемость путевой решётки сдвигу в балласте. Ж.-б. Ш. применены на скоростной линии С.-Петербург — Москва, в путевой структуре Синкансен (Shin-kansen) в Японии и в др. высокоскоростных линиях.
