מסילת רכבת

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מסילת רכבת (קרויה גם מסילת ברזל) היא המסלול המיוחד שעליו נוסעת הרכבת. מסילות רכבת משמשות יחד עם מסוטים להכוונת רכבות ללא צורך בהיגוי. מאז המצאתם במאה ה-19 עברה מסילת הרכבת שדרוגים רבים וכיום רכבות מהירות, דוגמת TGV, יכולות לפתח מהירות של עד 500 קמ"ש בשימוש בפסים אלו.

תוכן עניינים 1 מאפייני המסילה 2 רוחב המסילה 3 חיבור פסי רכבת 3.1 חיבור בהברגה 3.2 חיבור בריתוך

[עריכה] מאפייני המסילה

מסילות בנויות מזוג פסי פלדה, שמחוברים לאדנים השקועים בחצץ ויוצרים יחד פסי רכבת. הפסים מחוברים לאדנים בעזרת מוטות ברזל מחודדים או בעזרת ברגים ולוחיות מתכת.

פסים, העשויים מפלדה, יכולים לשאת יותר משקל מכל חומר אחר. האדנים מעבירים ומפזרים את המשקל מהפסים לאדמה. מטרה נוספת בגללה זקוקים לאדנים היא קיבוע המרחק בין הפסים.

פסי רכבת שוכבים לרוב על מצע חצץ. חצץ נחשב לחומר מעולה מכיוון שהוא משלב תכונות של גמישות, שיכוך וניקוז מעולה של מים. אולם, ניתן להניח פסים גם על מצע בטון.

להבדיל משימושים אחרים בפלדה או ברזל, פסי רכבת נושאים בלחצים גבוהים מאוד, ולכן הם חייבים להיות עשויים ממתכת באיכות גבוהה מאוד. שנים רבות עברו עד שהצליחו לשפר את איכות המתכת ועד שעברו למסילות מפלדה בלבד. בפלדה לבנין, לדוגמא, פגמים קטנים במתכות החיזוק שנמצאות בתוך עמודי בטון לרוב לא מהווים בעיה. פסי רכבת העשויים מאותה הפלדה באופן ודאי כמעט יתעקמו וישברו בגלל הלחץ לו הם נתונים.

מחירם של פסי רכבת מהווה חלק לא קטן מסך מחירו של קו רכבת חדש. מספר מועט של גדלים מיוצר על ידי מפעלי פלדה, ולכן לעיתים נאלצים להשתמש בפסי רכבת שמתאימים במשקלם לקו מהיר, לקוים מהירים פחות או בכלל למגרשי עריכה ושלוחות צדדיות.

גודל של פס נקבע לפי יחס של קילוגרם למטר. מספר גדלים אירופאים נפוצים:

• 40 ק"ג\מ'
• 50 ק"ג\מ'
• 60 ק"ג\מ'

בפסי רכבת עתיקים השתמשו לעיתים בפס מעץ, ורק בנקודת המגע שלו עם גלגלי הרכבת היה פס ממתכת. פסים אלו התגלו כלא עמידים לנזקי הזמן ובעייתים מאוד בגלל כמות התחזוקה אותה דרשו.

[עריכה] רוחב המסילה

הרוחב ה-"תקני" של המסילות בעולם הוא 1,435 מ"מ והוא ידוע גם כרוחב "סטיבנסון" על שם המהנדס והממציא הבריטי ג'ורג' סטיבנסון. עם זאת, ישנן מדינות רבות בהן רשת מסילות הרכבת מורכבת גם מרוחבים לא תקניים של המסילות. הרוחבים השונים שנעשה בהם שימוש בעולם נעים מ-305 מ"מ עד ל-9000 מ"מ. ככל שהרוחב בין פסי הרכבת רחב יותר, כך ניתן להפעיל רכבות מהירות יותר ולבנות קרונות רחבים יותר המסוגלים להעמיס יותר מטען. עם זאת, הגדלת הרוחב בין הפסים גם מקטינה את היכולת של מסילת הרכבת לעקוב אחרי תוואי הקרקע ודורשת השקעה גדולה יותר במהלך הבנייה. הקטנת רוחב הפסים מאפשרת הנחת מסילה בעלת עיקולים חדים יותר, אך כתוצאה מכך קטנה המהירות הבטוחה בה יכולה הרכבת לנסוע ללא שימוט. במסילות הרריות, שבהן פיתולים רבים, נעשה לרוב שימוש במסילות צרות. ואילו בקווי רכבת מהירים נעשה שימוש ברוחב התקני. בנוסף לכך, רוחב הפסים נקבע גם מסיבות היסטוריות. בהודו, לדוגמא, רוב הרשת מורכבת מפסים ברוחב של 1,676 מ"מ. הסיבה לכך היא תנאי מזג האוויר הקיצוניים בתת היבשת ההודית וכן סיבות כלכליות שדרשו בניית קרונות רחבים עד כמה שניתן על מנת להוביל מטען[1]. ברוסיה, הסיבה לרוחב הרחב יותר היא שהמהנדס שהגיע על מנת לסייע בבנית הקו הראשי הראשון בין סנקט פטרסבורג למוסקבה, היה אמריקאי ובחר ברוחב של 5 רגל שנעשה בו שימוש נרחב בארצות הברית במהלך בניית הקו.

[עריכה] חיבור פסי רכבת

[עריכה] חיבור בהברגה

ישנן שתי דרכים עיקריות לחיבור פסי רכבת. דרך אחת היא חיבור של כל זוג פסים באורך ממוצע של 20 מ' כל פס, על ידי לוחית מתכת שתחבר ביניהם ותמנע מהם להתפשט יותר מידי או לחילופין להתכווץ באורך מסוכן (פלדה מאוד רגישה לשינויי טמפרטורה ויכולה להתכווץ ולהתפשט במהירות). בגלל הרווח הקטן הנוצר בין כל זוג פסים, כשרכבת נוסעת על מסילה כזאת, נשמע רעש של: "קליק-קלאק, קליק-קלאק".

אם מסילה המורכבת מחיבורים כאלה לא מתוחזקת טוב, הנסיעה עליה הופכת להיות קופצנית ולא נעימה. כמו כן, סוג חיבור כזה לא מתאים למסילות לרכבות מהירות בגלל החולשה שבחיבור. אף על פי כן, חיבור כזה משמש עדיין קווי רכבת רבים בעולם, בגלל העלות הנמוכה שלו והתישנות קווי רכבת רבים.

[עריכה] חיבור בריתוך

רוב מסילות הרכבת המודרניות משתמשות בפסים המחוברים בריתוך. ריתוך הפסים בעזרת אפקט תרמי יוצר פס אחד באורך של עד מספר קילומטרים. פסים אלו הם חזקים מאוד, מעניקים נסיעה חלקה ודורשים פחות תחזוקה.

בגלל חוזקם של הפסים, רכבות הנוסעות על פסים מהסוג הזה יכולות לנוע במהירות גבוהה יותר ועם פחות בעיות הנגרמות מחיכוך הגלגלים בפסים. מכיוון שפסי רכבת מרותכים כוללים הרבה פחות נקודות התרחבות מפסים רגילים, הפסים המרותכים חייבים להיות מחוברים באופן חזק מאוד לאדני הבטון הכבדים כדי למנוע עיוות הפסים בימים חמים ועקב כך הקטנת מהירות הנסיעה ושימוטים מסוכנים.