Шпалы - основной вид подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балластный слои. Предназначены также для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи. Шпалы должны быть прочными, упругими, дешевыми и обладать достаточным сопротивлением электрическому току. Материалом для шпал служит дерево, железобетон, металл.
Около 90 % всех шпал на железных дорогах мира составляют деревянные, пропитанные масляными антисептиками. По форме поперечного сечения деревянные шпалы изготовляют трэх видов: обрезные, полуобрезные, необрезные. Шпалы могут быть трех типов. Тип I предназначен для главных путей магистральных железных дорог, тип II — для станционных и подъездных путей и тип III — для путей промышленных предприятий. Стандартная длина деревянных шпал 2750 мм, а для особо грузо-напряженных участков по заказу МПС изготовляют шпалы длиной 2800 мм. Начиная с 1957 г. на железных дорогах СССР получили широкое применение железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой. Достоинством их является долговечность (40—50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути, плавность движения поездов. К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, токопроводимость, высокая жесткость, сложность крепления рельсов к шпале. Железобетонные шпалы делятся на два типа Ш1- Для раздельного клеммно-болтового скрепления (типа КБ)с болтовым прикреплением прокладки к шпале и Ш2- для нераздельного клеммно-болтового скрепления (типа БПУ)с болтовым прикреплением прокладки или рельса к шпале.Металлические шпалы не получили в нашей стране распространения из-за большого расхода металла, подверженности коррозии, электропроводности, большой жесткости и неприятного шума при движении поездов.
Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой шпал. На железных дорогах СССР применяют четыре эпюры, соответствующие укладке 1440, 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.
Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, рельсы используются на участках с автоблокировкой как проводники сигнального тока, а при электротяге — обратного тягового тока.
Для надежной работы рельсы должны быть достаточно прочными, долговечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку. Материалом для рельсов служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяются на типы Р50, Р65 и Р75. Буква Р означает «рельс», а цифра—округленную массу 1 м в килограммах. До 1962 г. в путь укладывали также рельсы типа Р43.
Выбор того или иного типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов. На линиях скоростного движения пассажирских поездов укладывают рельсы Р65. Рельсы выпускают стандартной длины 25 м. Кроме того, для укладки в кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. В качестве уравнительных рельсов при бесстыковом пути, а также при укладке стрелочных переводов используют рельсы прежней стандартной длины (12,5 м) и укороченные (12,46;12,42 и 12,38 м).
Рельсы к шпалам крепят с помощью промежуточных скреплений. Промежуточные скрепления бывают трех основных видов: нераздельные, смешанные и раздельные.
При нераздельном скреплении рельс и подкладки крепятся к шпалам одними и теми же костылями или шурупами, а при смешанном скреплении подкладки крепятся к шпалам дополнительными костылями. При раздельном скреплении рельс крепится к подкладкам жесткими или упругими клеммами, болтами или шурупами. Соединение рельсовых звеньев между собой осуществляется с помощью стыковых скреплений, основными элементами которых являются накладки, болты с гайками и пружинные шайбы. По расположению относительно шпал различают стыки на весу, на шпалах и на сдвоенных шпалах. В качестве стандартных приняты стыки на весу. Для возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в рельсах делали овальными (больший диаметр вдоль рельса) или круглыми, но большего диаметра, чем болты. Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.
На линиях с автоблокировкой на границах блок-участков устраивают изолирующие стыки, чтобы электрический ток не мог пройти от одного из соединяемых рельсов к другому. Существует два типа изолирующих стыков: с металлическими объемлющими накладками и клееболтовые. В последнее время все шире применяются клееболтовые стыки. Под действием сил, которые создаются при движении поездов по рельсам и в особенности при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути. На двухпутных участках угон происходит по направлению движения, а на однопутных линиях угон бывает двусторонний.
При нераздельном и смешаннрм скреплениях для предотвращения угона пути применяют противоуеоны. Стандартные противоугоны — это пружинные(пружинная скоба, защемляемая на подошве рельса и упирающаяся в шпалу. Самозаклинивающийся противоугон состоит из скобы и клина с упором, который прижимается к шпале и при перемещении рельса заклинивается все сильнее. Противоугоны устанавливают от 18 до 44 пар на 25-метровом звене.
