Rail (железнодорожный транспорт)

Рельс с маркой прокатки , изготовленный в 1979 году на заводе Maxhütte, стандартный профиль S54 и стандартное качество.
Рельсы и покрышки колес, прокатанные
компанией Krupp, вид изнутри

Рельсы - это линейные опорные и направляющие элементы в железнодорожном секторе , которые обычно располагаются попарно и параллельно друг другу на расстоянии ширины колеи и образуют колею для рельсовых транспортных средств .

Ранние рельсы в этом смысле были колеями, продольными стволами деревьев или деревянными досками. Современные рельсы - это стандартизированный и стандартизированный стальной прокат . В большинстве случаев они расположены через равные короткие промежутки времени, чтобы поперек оси пути были прикреплены шпалы из бетона , стали , дерева или пластика и образуют путь вместе с оборудованием (которые являются деталями крепления рельса на пороге) и подстилкой. надстройка из железнодорожной линии .

Начало

Железнодорожный вокзал Инверкаргилла , Новая Зеландия , до 1868 года: деревянные рельсы в том виде, в каком они были установлены на линии Макарева в 1864 году.

Чтобы улучшить ходовые качества конных повозок на плохих грунтах, еще в 17 веке были разработаны деревянные «рельсовые системы». Эти деревянные рельсы предотвращали погружение колес вагонов и, таким образом, позволяли перевозить тяжелые грузы независимо от характера грунта. К сожалению, эти деревянные перила оказались не очень прочными, поэтому начались поиски других подходящих материалов. Новые рельсовые системы были разработаны в Англии во время индустриализации с ее быстрорастущим производством чугуна и стали. Первые железные рельсы для железных дорог представляли собой сравнительно тонкие полосы из листового металла, которые были прибиты к «дорожным деревьям» параллельно направлению движения, чтобы повысить устойчивость и уменьшить износ.

В 1767 году Ричард Рейнольдс , один из владельцев металлургического завода в Коулбрукдейле , имел на складе чугунные слитки в форме пластин из- за проблем со сбытом . Тем временем, чтобы иметь возможность использовать их с пользой для себя, он носил проложенные вместе с ними деревянные дощатые рельсы железной дороги хижины, где они превосходно служили своему назначению. Это рассматривается как рождение железных рельсов для колес транспортных средств.

Профили

Исторические профили

Чарльз Куш (1815–1879), генеральный инспектор, автор и профессор строительства и железнодорожного машиностроения в Национальной горной школе, составил обзор профилей международных железных дорог в одном из своих многочисленных трактатов о технических нововведениях.

  • Шина для рыбьего живота

  • Профиль направляющей с клиновой головкой

  • Рельс с двойной головкой (2),
    1 = шина колеса с фланцем,
    3 = кресло для рельса,
    4 = деревянная шпала

  • Рельсы с двойной головкой в ​​рельсовых креслах были одной из первых систем железных рельсов.

  • Поперечное сечение рельса Барлоу, ранее использовавшегося Сиднейской железнодорожной компанией

  • Шпальный рельс Haarmann, чертеж в разрезе

  • исторические профили рельсов лейпцигского трамвая

Угловая рейка

Конная угольная взлетно-посадочная полоса на угловых рельсах, Трап Литл-Итон , Англия, 1908

Джон Карр привел в 1776 году к угольным шахтам в угольных шахтах Шеффилда угол рельсов один. Эти первые рельсы имели то преимущество, что по ним могли двигаться автомобили с нормальными колесами и не зависели только от направляющих рельсов. В первые годы 20 века историческое использование угловых рельсов закончилось. Благодаря использованию гусеничных транспортных средств с пневматическими шинами , в настоящее время он пережил возрождение, ограниченное на местном уровне: вагоны автоматической фуникулерной железной дороги Poma 2000 в Лаоне , север Франции, созданной в 1989 году, работали на L-образных профилях, они удерживались на них. рельсы их боковыми приподнятыми краями.

Грибной рельс

Одна из самых старых форм стальных рельсов вообще состояла только из утолщенной головки рельса с беговой поверхностью и вертикальной перемычки для жесткости и крепления. Крепление состояло из зажима в каменных блоках особой формы. Итак, это вспомогательная форма перил стула . Из-за формы поперечного сечения эти рельсы также назывались рельсами типа « голова и мост» или рельсами- грибами . Вертикальный стержень оказывал лишь небольшое сопротивление прогибу, так что в процессе разработки к нижней стороне направляющей прикреплялось утолщение. Эта разработка первоначально привела к созданию рельса с двумя головками, описанного ниже, а затем, после систематических испытаний, рельса Vignole, который используется до сих пор.

Шина для рыбьего живота

Из-за относительно легких транспортных средств на ранних железнодорожных путях было гораздо меньше точек опоры, чем сегодня. Обычно расстояние между базами составляло около метра. С другой стороны, поскольку прокатка длинных рельсовых профилей еще не была возможна, часто использовались чугунные рельсы длиной один метр. Это означает, что эти рельсы опирались только на оба конца. С увеличением осевых нагрузок это привело к еще большему прогибу грибовидных рельсов, которые использовались до этого, что привело к неравномерному ходу транспортного средства и увеличению износа.

Рельс рыбьего живота на каменных блоках, железная дорога Кромфорд и Хай-Пик , Англия, 1831 г.

Основанный на принципе балки рыбьего живота, используемой при строительстве мостов , шина на рыбий живот был разработан Уильямом Джессопом около 1789 года . Это кусок рельса длиной около ярда (около 91 см), высота которого постоянно увеличивается с нижней стороны от концов к середине, благодаря чему достигается более высокий момент сопротивления изгибу . Однако расход материала для изготовления шин для брюшка рыб относительно высок; их также нельзя катить непрерывно. С введением более коротких опорных точек и возможностью катания более длинных рельсов от этой исторической формы рельсов отказались.

Направляющая с клиновидной головкой

Схема суппорта тормоза

Рельсы с клиновой головкой очень похожи на рельсы Vignole. В отличие от них, боковые стороны головок рельсов имеют скос в форме клина или трапеции, так что поперечное сечение головки рельса уменьшается к низу. Рельсы с клиновой головкой используются в основном на горных железных дорогах. Они используются в качестве рельсов, например, на канатной дороге Райхенбахфальбан в Майринген , у которых есть дополнительный суппорт , тормозные колодки которого захватывают головку рельса с обеих сторон и цепляются за рельс, чтобы их нельзя было потерять. Направляющие с клиновой головкой использовались на канатной дороге Пёстлингбергбан в Линце, пока их не заменили в 2009 году. Стойки системы Strub фрезерованы из направляющих с клиновой головкой с приподнятой головкой.

Рельс с двойной головкой

Надстройка рельсов для стульев с рельсами с двойной головкой на бетонных шпалах в Ла-Барт-Авезак, Франция

Встроенные рельсы задеты колесными парами только с внутренней стороны, т. Е. Изношены с одной стороны. Для увеличения срока службы рельсы вращаются на рельсах с малой проходимостью или их меняют друг на друга, так что все еще неповрежденный внешний край рельса теперь лежит внутри. В случае рельса с двумя головками срок службы рельса должен был быть дополнительно увеличен за счет использования симметричного профиля с головками рельса сверху и снизу и прикрепленными с помощью рельсовых стульев. Это дало четыре варианта установки, в которых две головки рельсов использовались одна за другой в качестве беговой поверхности, а рельсы также менялись местами, используя описанный метод. Однако опыт показал, что рельсы с материалом в то время были хрупкими еще до того, как их можно было поворачивать для многократного использования.

Позже были разработаны варианты рельсов с двойной головкой, которые больше нельзя было поворачивать, потому что головка была сплющена с одной стороны, но их все еще можно было установить в существующие рельсовые кресла для рельсов с двумя головками. Эти рельсы, известные на английском языке как Bull Head Rail , были стандартными рельсами в Великобритании вплоть до 20-го века; они все еще используются на маршрутах с низкой проходимостью в Великобритании, Ирландии и Франции и даже на участках лондонского метрополитена .

Мост, рельсы Брунеля и Барлоу

В 1835 году Стрикленд изобрел рельс моста с поперечным сечением, похожим на шляпу, разрезанную по вертикали. В основном он был уложен на длинных шпалах, позже также названных рельсами Брюнеля в честь инженера Исамбарда Королевства Брюнеля , который широко использовал его на Великой Западной железной дороге в 1836 году .

В 1849 году Уильям Генри Барлоу придумал еще одну усовершенствованную форму - катанный рельс Барлоу с шляпообразным поперечным сечением, но со значительно усиленной беговой поверхностью. Это также была перила для седла, которая укладывалась прямо в подстилку без шпал. В 1856 году Ситон создал седельный рельс, который устанавливался на треугольную деревянную длинную шпалу.

Спальный рельс Хаарманна

Август Хаарманн разработал концепцию продольно-симметричного рельсового профиля, состоящего из двух частей, с Т-образными стержнями, прикрепленными снизу поперек продольного направления. Продольное разделение должно позволить рельсовым транспортным средствам двигаться более плавно в стыках рельсов за счет небольшого перекрытия сборки. Двойные и тройные рельсы , которые состоят из двух-трех отдельных профилей и использовались в трамвайных сетях до внедрения цельных катаных рельсов с канавками , также производятся компанией Haarmann .

Развитие в сторону стандартных профилей

Во второй половине XIX века на большинстве железных дорог преобладало обычное сегодня поперечное сечение с усиленной головкой и широким основанием. Первоначально железнодорожные компании, в основном, частные, закупали рельсы по своим размерам, которые практически не могли быть взаимозаменяемы с рельсами соседних железных дорог. В обзорной таблице 1871 года перечислено 50 вариантов рельсов различных размеров и качества материала только для немецких железных дорог. В то время длина трасс в основном составляла от 6,00 до 7,00 м.

После признания важности железных дорог как военного транспорта были составлены первые требования по стандартизации. В то же время в Германии начались попытки национализации с целью получить контроль над железными дорогами. Стандартная шина профиль введен в Нижнесилезском-Märkische Eisenbahn в 1867 году с весом на метр 36,96 кг / м был введен в других железные дороги , которые находились под влиянием прусского.

Процессы концентрации продолжались после основания Империи в 1871 году и особенно после краха основателей в 1873 году. Профили рельсов были стандартизированы в соответствии с классами нагрузки в крупных железнодорожных компаниях и постепенно усилены. В таблице показаны варианты развития прусских стандартных профилей с 1868 года до стандартного профиля Deutsche Reichsbahn S 49 в 1920-х годах.

описание  Масса
кг / м 		Высота
мм 		Ширина головки
мм 		Ширина полотна
мм 		Ширина стопы
мм 		Замечания
Пруссия. Форма 5 24,39 115 53 10 90
Пруссия. Форма 6 33,40 134 58 11 105
NME форма 7 36,96 131 58 14-е 102
Стандартный профиль канатной дороги Niederschl.- Märk.-Eisenbahn с 1867 г.
Пруссия. Форма 7 37,24 134 58 18-е 105 Специальный профиль для мостов
Пруссия. Форма 8 41,38
41,00 		138 72 14-е 110
Пруссия. Форма 9 43,43 138 72 18-е 110 Специальный профиль для мостов
Пруссия. Форма 15 45,05 144 72 14-е 110
Пруссия. Форма 16 47,28 144 72 18-е 110 Специальный профиль для мостов
Стр. 45 45,25 142 67 14-е 125
Стр. 49 49,05 149 67 14-е 125 Стандартный профиль ДРГ

Качество материала было улучшено за счет использования стали Бессемера или Мартина . Кроме того, длина рельсов была увеличена в несколько раз до стандартных, таких как 9, 12 или 15 м, чтобы уменьшить количество стыков рельсов.

Наклон рельса

Чтобы приспособиться к поверхности качения колес, которые имеют коническую форму для самоцентрирования на гусенице, рельсы в гусенице обычно наклонены к центру гусеницы. Этот наклон используется либо в производственных плитах, либо в шпалах. В прошлом европейский стандарт этого наклона, адаптированный для длинноосных двух- и трехосных транспортных средств, составлял 1:20. В транспортных средствах с тележкой меньшая конусность рабочих поверхностей колес оказалась более благоприятной для износа и плавности хода. Из-за увеличения их доли в парке транспортных средств, регулярный уклон рельсов был уменьшен до 1:40 с 1960-х годов, одновременно с внедрением профилей для тяжелых рельсов. Надстройки с бетонными шпалами или рельсами тяжелее S 49 обычно изначально разрабатывались с уклоном 1:40. В Германии пути с наклонными рельсами 1:20 можно найти только на боковых путях и на ответвлениях с небольшими нагрузками и длительными периодами, когда надстройка находится на месте.

В некоторых трамвайных сетях есть вертикальные рельсы и колеса с цилиндрическими колесами. Во время строительства считалось, что самоцентрирование из-за синусоидального движения вряд ли будет эффективным из-за небольшого люфта дорожки и малых радиусов дуги. Хорошо известным примером вертикальных рельсов и цилиндрических колесных шин является сеть Берлинской городской железной дороги . Однако в процессе эксплуатации возникает конический профиль износа.

В стрелках и переходах, а также на коротких путях до 40 метров между стрелками рельсы расположены вертикально, особенно для упрощения конструкции и предотвращения многократных изменений наклона. В некоторых более новых конструкциях стрелочных переводов наклон встроен в рабочую поверхность рельсов. Между путями с вертикальным и наклонным рельсами 1:20 устанавливаются переходные шпалы с уклоном 1:40.

Современные типы рельсов

Стандартные профили

Стандартный профиль UIC 60
Стандартные рельсовые профили с размерами

На территории Deutsche Bahn AG сегодня обычно используются три профиля рельсов. Профиль S 49 с массой на метр 49 кг / м является самым легким. Это был стандартный профиль Deutsche Reichsbahn и его преемников с 1922 по 1963 год. Он до сих пор доступен на многих линиях, но устанавливается только на менее загруженные пути. Этот профиль также используется на узкоколейных железных дорогах , в сетях трамвая и метро . Стандартный профиль S 54 с плотностью 54 кг / м можно найти на магистральных и станционных путях . Он был создан путем усиления профиля S 49, особенно с учетом высоты головки рельса и толщины основания рельса, и был стандартным профилем Deutsche Bundesbahn с 1963 года . Оба профиля имеют одинаковую ширину опоры 125 миллиметров и поэтому в значительной степени взаимозаменяемы. Профиль UIC  60 весит 60 кг / м и обычно используется на высоконагруженных маршрутах с 1970 года как для высоких осевых и растягивающих нагрузок, так и для высоких скоростей. Ширина стопы этого профиля составляет 150 миллиметров. Другой профиль, стандартизированный UIC, UIC 54, сопоставим с немецким профилем S 54 и в основном используется в других европейских странах (например, в Испании и Нидерландах). Этот профиль имеет ширину опоры 140 миллиметров, поэтому для него требуются специальные колодки или рельсовые крепления.

описание  Масса
кг / м 		Высота
мм 		Ширина головки
мм 		Ширина полотна
мм 		Ширина стопы
мм 		Замечания
Стр. 49 49,05 149 67 14-е 125 Стандартный профиль ДРГ
С. 54 54,54 154 67 16 125 с 1963 г. стандартный профиль БД
МСЖД 54 54,77 159 70 16 140
МСЖД 60 60,34 172 72 16,5 150 с 1970 г. для интенсивно используемых маршрутов
65 рэнд 64,64 180 75 18-е 150 для высоких нагрузок в ГДР

В сети Deutsche Reichsbahn в ГДР был установлен советский профиль R 65 плотностью 65 кг / м для высоких нагрузок. Благодаря ширине опоры 150 миллиметров профили UIC 60 и R 65 также взаимозаменяемы на горизонтальной направляющей. Профиль R 50, сравнимый с немецким S 49, в основном использовался в трамвайных сетях, но также, например, на пути Виндбергбан в Дрезден-Гиттерзее. Для узкоколейных линий профиль S 33 последний раз прокатывали с плотностью 33 кг / м в 1960-х годах. Профиль S 41, который соответствует рельсу S 49 с уменьшенной высотой головы, по-прежнему распространен в сетях метро. На боковых путях и на стыках есть рельсовые профили времен Länderbahn, например, форма 8.

В США профиль 140-RE (70 кг / м) устанавливается для интенсивно загруженных маршрутов.

сварка электрического перехода между R 50 (слева) и S 49 (справа)

При изменении профиля рельса в пути устанавливаются переходные рельсы, изготовленные промышленным способом методом стыковой сварки оплавлением , особенно в случае переделок . При замене рельсов в рамках технического обслуживания и при отсутствии переходных рельсов, например, между R 65 и UIC 60, различные профили должны быть соединены алюмотермическими переходными сварными швами . Если это невозможно из-за недостатка места, например, в переходах или из-за отсутствия соответствующих сварочных форм, концы рельсов необходимо соединить ручной дуговой сваркой . Дуговая сварка - стандартная процедура во многих трамвайных сетях. Kropf и переходные ремни разрешены только на этапах строительства и для временного закрепления сломанных рельсов. Если соединяемые профили слишком различаются геометрически, необходимо предусмотреть несколько переходных рельсов или сварных швов друг за другом.

По возможности, для стрелочных переводов используется тот же профиль рельса, что и для соседних путей; если обе линии подвергаются разным нагрузкам, то нагрузки более высоконагруженной. В стрелочных остряков на коммутаторах немецкого дизайна выполнены из специальных, асимметричных профилей переключатель рельсовых с уменьшенной высотой.

Винтовая рейка или широкая опора для ног

Пара рельсов с разными марками качения. Впереди старый порядок; Производитель (Krupp), год и месяц (03.1988), профиль (UIC 60), качество стали (R320Cr) задняя часть новая согласно EN 13674-1; Производитель (voestalpine Schienen Donawitz), марка стали (R350LHT), год (2002), профиль (EN 60 E1)
Профиль винтовой рейки с ребристой пластиной ( надстройка Кс )
Крепление рельса для надстройки W с помощью шпального винта , натяжного зажима и наклонной направляющей пластины

В конечном итоге преобладала широкая шина, разработанная американцем Робертом Ливингстоном Стивенсом около 1830 года , которая позже была усовершенствована англичанином Чарльзом Виньолесом , в честь которого она названа. Он состоит из широкого плоского основания, с помощью которого он обычно крепится к шпалам с помощью натяжных зажимов . На нем вертикально стоит узкая перемычка, которая несет на своем верхнем конце головку рельса, которая, в свою очередь, образует колею для колес. Сегодня рельсовый профиль UIC 60 преимущественно используется в районе Deutsche Bahn. Он отличается от старых моделей более изогнутой рабочей поверхностью и более высоким полотном.

Чтобы избежать путаницы и неправильного использования, определенная идентификация с буквами и цифрами свернута в стенку профиля рельса. Действующим стандартом ЕС для этой марки прокатки с 2014 года является DIN EN 13674-1: 2011-04 (D). Старые формы маркировки частично зависели исключительно от производителя .

Рельс Vignole крепится к шпалам в основном с помощью опорной пластины или ребристой пластины, которая, с одной стороны, поддерживает основание рельса и направляет его в боковом направлении, а также обеспечивает отверстия и выемки для крепежных винтов или пружинных элементов в направлении спящий . Раньше и в простых условиях опоры надстройки Hs просто врезались в поверхность деревянных шпал, а рельсы закреплялись шпальными винтами. Достижения в производстве бетона позволили отказаться от производственных плит для надстройки W.

Крановый рельс

Второй вариант рельса Vignole - подкрановый рельс. Подкрановые рельсы бывают разных типов:

Форма A и F согласно DIN 536: они ниже по сравнению с рельсами, используемыми на железных дорогах, и имеют более толстую стенку, чтобы выдерживать более высокие нагрузки. Обычно они устанавливаются на дополнительную непрерывную опору, особенно на стальную основу, которая называется «непрерывным хранением».

Рельсы Vignole используются в исключительных случаях в качестве крановых рельсов и часто устанавливаются на рельсовых стульях или шпалах, что называется «прерывистым хранением». Здесь считается, что периодическое хранение очень подвержено повреждениям.

Тяжелые специальные профили, преимущественно с обозначением MRS, не стандартизированы и используются при высоких нагрузках. Теперь существует «современный вариант»: рельс AS 86. Он был разработан на основе профиля MRS 87a (с плоской рабочей поверхностью колеса), так что скругленная головка, аналогичная форме A, максимально смещает передачу усилия. к центру головы.

Рельс с канавками

Описание и использование
Рифленая рейка Berliner Verkehrsbetriebe
Трамвай Linz тоннель оборудован желобчатых рельсов , так что аварийные транспортные средства могут проникнуть в туннель
Ульм: желобчатые рельсы с большим расстоянием между колеями позволяют беспрепятственно заменять рельсы на трамвайных путях в случае неисправности
Übergangsschweißung между рифленым и виньолем (расстояние от Мюнстера до камня войны в Эннигере)
Движение двухстороннего транспортного средства по железнодорожному переезду

Рельс с канавками - это, в основном, прокатанный стальной профиль, который используется, в частности, для строительства трамвайных путей. От рейки Vignol она отличается проточенной в головке канавкой. Канавка всегда обеспечивает свободный канал гусеницы, по которому катится гребень колеса . Различия в высоте дорожного покрытия или покрытия не допускаются к гребню колеса. В отличие от рельсов Vignol, рельсы с пазами иногда обходятся без балластной подушки и без шпал; в этом случае они укладываются на прочное бетонное основание и закрепляются в нем. Для большей опорной поверхности в этих случаях желобчатые рельсы имеют более широкое основание, чем сопоставимые рельсы Vignole; обычно 180 миллиметров. Особой формой надстройки рельсов с канавками является так называемая большая композитная плита, которая представляет собой сборные участки пути с дорожным покрытием, которые необходимо использовать только на месте.

Рельсовое транспортное средство направляется за счет контакта между гребнем колеса и головкой рельса; внешний край канавки по существу служит только для защиты от непреднамеренного сужения. Это особенно важно, когда крытые желобчатые рельсовые пути переезжают автотранспортные средства. На крутых поворотах износ и разрыв через некоторое время также приводят к появлению направляющей задней поверхности на внутренней стороне изгиба. Поэтому для увеличения длины стойки в такие арки укладывают рельсы с усиленными пазами. В основном желобчатые рельсы подбираются в зависимости от области применения. В большинстве трамвайных сетей из-за исторического развития используются более узкие гребни колес и колесные шины; рифленые трамвайные рельсы, адаптированные к ним, имеют ширину канавки около 40 миллиметров. В железнодорожных сетях используются более широкие гребни колес и колесные шины; в железнодорожных желобчатых рельсах ширина канавки составляет около 60 миллиметров.

Для отвода поверхностных вод рельсы с канавками, встроенные в дорожное покрытие, имеют дренажные отверстия и водяные камеры через равные промежутки времени. Отверстия создаются только после установки рельса. Раньше очистку канала пути от другой грязи или песка выполняли неквалифицированные рабочие , так называемые Ritzenschiebern . Сегодня это делается механически с помощью рельсовых машин .

Раньше многие операторы трамвая также обычно устанавливали желобчатые рельсы на открытых надстройках со шпалами. Причины этого заключались, с одной стороны, в геометрии ведущей кромки, которая обычно лучше приспособлена к профилю шины трамвайного колеса с меньшим радиусом кривизны между протектором и боковой поверхностью фланца, а с другой стороны, отказ от сложных переходных сварных швов между направляющими с канавками и рельсами с винтами из-за разной высоты и положения стенки рельса. Рельсовые надстройки в арках, которые не были закрыты, прослужили особенно долго. Предполагалось, что связанные с износом направляющие задней поверхности на внутреннем рельсе, сравнимые с ограждениями на железных дорогах, улучшат безопасность движения. Однако это предположение не подтвердилось, за исключением очень крутых кривых, например, в поворотных петлях .

Кроме того, некоторые транспортные компании также устанавливают короткие желобчатые рельсовые участки на маршрутах исключительно из виньоле. Они всего несколько метров в длину и обычно находятся рядом с улицей. Они позволяют отслеживать транспортные средства с двусторонним движением в целях спасения или технического обслуживания, чтобы оттуда они могли добраться до места назначения вдали от дорог по железной дороге. В качестве альтернативы можно использовать железнодорожные переезды для установки и снятия перил. Однако, чтобы избежать изменения профиля, существуют также дополнительные профили для направляющих Vignole для таких секций, которые привинчиваются к этим или соответствующим образом профилированным бетонным или резиновым элементам.

преимущества

Рельсы с канавками иногда устанавливаются и закрываются в местах, где обычно нет индивидуального движения на пути. Однако в экстренных случаях это может быть использовано машинами скорой помощи , что может быть особенно полезно в случае туннелей. Кроме того, на таких участках легче организовать службу замены рельсов с автобусами , а рельсовые транспортные средства, которые были повреждены, также можно отбуксировать автомобильными транспортными средствами. Точно так же желобчатые участки рельсов можно очищать от снега с помощью автотранспортных средств, и нет необходимости контролировать растительность , то есть уничтожать сорняки с помощью химикатов.

недостаток
Вышедшие из употребления и заполненные желобчатыми рельсами кассельского трамвая

Рельсы с канавками имеют повышенный риск схода с рельсов по сравнению с рельсами Vignole из-за потенциальных посторонних предметов в канавке . Еще один серьезный недостаток - это риск падения велосипедистов, особенно если рельсы нужно пересекать под острым углом или они мокрые. По этой причине неиспользуемые секции рельсов с канавками часто временно заполняются резиной или цементом, пока рельсы не удастся снять спустя годы.

Кроме того, желобчатые рельсы также изнашиваются в результате дорожного движения. Кроме того, установка на дорожное покрытие способствует коррозии как профиля рельса, так и крепежа из-за попадания поверхностной воды. Поэтому покрытые рифленые рельсы необходимо заменять чаще, чем рельсы Vignole. Это, в свою очередь, всегда связано с препятствиями для дорожного движения и после завершения работ по строительству пути также требует восстановления дорожного покрытия.

Зимой сильный снегопад может быстро забить борозды атмосферными осадками. Это особенно актуально, если снег проталкивается в канавку другими участниками дорожного движения и там же сжимается. Поэтому участки дороги, прилегающие к дороге, часто необходимо очищать зимой с помощью так называемого движения по полосам , особенно во время ночных перерывов в работе, в то время как участки дороги, которые не покрыты, необходимо расчищать только тогда, когда высота снежного покрова значительна. больше.

история

После того, как первый в мире трамвай работал в Нью-Йорке еще в 1832 году, возникла проблема: головки рельсов Vignole выступали за пределы проезжей части и мешали другим участникам дорожного движения. Для первого трамвая в Европе, парижского трамвая , инженер Альфонс Луба в 1852 году подал заявку на патент на U-образные рельсы, врезанные в проезжую часть, которые можно было прибить к продольным балкам и встроить в проезжую часть, не выступая. Джордж Брока , директор Tramways du Nord в Париже, в 1876 году изобрел и запатентовал стальной трамвайный рельс с плоским основанием, который можно было производить на прокатных станах.

До изобретения желобчатого рельса в виде единого профиля, два рельса Vignole с накладками часто привинчивались друг к другу (рельс Хаармана, сравнимый с рельсом Lindau, который до сих пор используется для переходов), или специальный угловой профиль (шина с пазом) прикручивается к боковой части рейки Vignole. Эта процедура все еще используется в некоторых случаях сегодня. Такие профили до сих пор прокатывают для рельсов S 49 и S 54.

Первые цельные рельсы с канавками были прокатаны в 1880 году на заводе Phönix AG в Рурорте для трамваев Плимута . Из-за неуместной формулировки патента Phönix другие немецкие сталелитейные заводы, такие как Gesellschaft für Stahlindustrie в Бохуме в 1884 году и Hörder Verein в 1887 году, начали производство с использованием слегка измененных процессов прокатки. И только после 1900 года на зарубежных прокатных станах удалось производить рельсы с канавкой Виньоль. Этот профиль рельса также назывался рельсами Phoenix по имени первоначального производителя .

  • Ранний рифленый рельс на основе системы Луба

  • Поперечное сечение рифленой рейки Berliner Verkehrsbetriebe

  • Трамвайный путь с желобчатыми рельсами на бетонном основании во время ремонтных работ

  • Устройство для слива рифленого рельса, слева при строительстве, справа при установке

  • Предупреждение для велосипедистов в Ноттингеме

Рельсы для железнодорожных систем с пневматическими шинами

Проезжая часть железнодорожной системы ВАЛ

Использование транспортных средств с пневматическими шинами иногда приводило к появлению новых типов гусеничных систем с такими же новыми типами систем наведения и смены гусениц.

Одноколейные рельсы

Седловые железные дороги используют бетонные балки с боковым и центральным направлением пути в качестве маршрута. Для бокового ведения колеи достаточно вертикально установленных плоских стальных полос, которые передают усилия наведения гусеницы на горизонтальные направляющие ролики, прикрепленные к боковой части транспортного средства. Если боковые направляющие пути не используются также для подачи энергии, для этого также можно использовать деревянные и бетонные балки.
Менее распространенная система центрального управления полосой движения используется для транспортных средств, которые также участвуют в общем дорожном движении (например, Tramway de Nancy ). В этом случае на дорожном покрытии фрезеруется канавка, в которую вставляются рельсы особой формы (чаще всего U-образные), в которые входит направляющий штифт транспортного средства. Направляющий рельс сконструирован аналогичным образом на рельсовых направляющих, таких как Translohr или Neoval , но его головка имеет шестиугольное поперечное сечение, а два направляющих колеса, наклоненных примерно на 45 °, окружают эту головку рельса сбоку. В оригинальной системе Véhicule automatique léger двойные ограждения в этом случае присутствуют только в зоне переключения. В противном случае тележки проходят через вертикальные направляющие с обеих сторон, которые также используются в качестве сборных шин и поэтому подвешиваются изолированно.

Подвесные гондольные подъемники, такие как подвесная железная дорога Вупперталь, в основном используют стальные рельсы, по которым движутся колеса, которые, в свою очередь, подвешены к опорным каркасам или бетонным балкам.

Производство

От чугуна к стали

С 1770 года впервые на железной дороге канала Дерби в Англии на каменные блоки были уложены чугунные рельсы . Англичанин Ральф Аллен изобрел односторонний гребень колеса в 1730-х годах, который безопасно направляет вагоны по рельсам. Однако, согласно другим источникам, гребень колеса появился только в 1789 году.

С введением фланцевых колес использовались рельсы грибовидного сечения с нижним усилением стенки и без нее. Короткие чугунные рельсы могли образовывать только очень плохую колею, непригодную для больших давлений колес (как того требуют локомотивы в процессе их создания). В 1820 году Джону Беркиншоу в Дареме удалось изготовить рельсы путем прокатки, тем самым сделав их из более прочного материала и большей длины (15 футов в то время).

«Форма поперечного сечения изначально осталась той же грибовидной, а опора осталась такой же у стульев с чугунными перилами на каменных кубах. Как ни странно, считалось, что нельзя допускать отклонения от формы живота рыбы в продольном направлении, и гофрированный рельс катился с большим усилием. Эти катаные рельсы были впервые проложены на участке небольшой железной дороги Стоктон-Дарлингтон (1825 г.) и на первой большой железной дороге с локомотивом Ливерпуль-Манчестер (1826–1830 гг.) »(Meyers Konversationslexikon, 1905).

В середине 19 века произошел переход на более долговечные стальные рельсы. Например, предшественники VÖEST поставили первые головки рельсов из сварного железа с 1850 года , Роберт Форестер Мушет поставил первые стальные рельсы с 1857 года ( бессемеровский процесс ), с 1862 года - стальные рельсы Альфреда Круппа (процесс Бессемера) и с 1869 года, предшественники voestalpine. первые рельсы из стали SM ( процесс Сименс-Мартин) ).

Производство рельсов сегодня

Эта статья или следующий раздел не обеспечены должным образом подтверждающими документами ( например, индивидуальными доказательствами ). Информация без достаточных доказательств может быть вскоре удалена. Пожалуйста, помогите Википедии, исследуя информацию и добавляя убедительные доказательства.

Железнодорожные пути прокатываются из высококачественной стали, для чего требуется около десяти прокатных проходов. При необходимости шины подвергают закаливанию головы . Он состоит из закалки от нагрева прокатки путем погружения в закалочную ванну или индукционного нагрева с последующим охлаждением головки рельса сжатым воздухом. После прокатки рельсы в целом равномерно и контролируемым образом охлаждаются в соответственно длинном охлаждающем слое; Возникающие в результате отклонения от прямого хода устраняются путем холодной правки на роликовом правильном станке под высоким давлением, что на техническом жаргоне также называется «глажкой».

Впоследствии проводится контроль качества каждого отдельного рельса; проверяется на прямолинейность, правильность поверхности и внутреннее состояние. Высокое исходное качество используемой стали позволяет напрямую перерабатывать металлолом. При окончательной обработке происходит распиловка на желаемую длину и, возможно, также сверление так называемых « отверстий для лапок ». Доставка точно в срок (JIT) на соответствующую строительную площадку является обычным делом .

Рельсы могут иметь долгий срок службы. Фотография стального рельса Blaenavon 1885 года, сделанного в 2005 году.

Длинные рельсы для рельсового транспорта либо изготавливаются длиной 120 метров, либо свариваются на заводе от двух до четырех секций для образования длинных рельсов. Возможны дальнейшие сварные швы до 360 м или даже до 500 м. В случае доставки морским транспортом за границу длина рельсов ограничена 60 метрами. Для логистики длинных рельсов требуются длинные специальные вагоны («блоки длинных рельсов») и несколько кранов, работающих параллельно . Преимущество заключается в минимизации дорогостоящих сварочных работ на строительной дороге в соответствии с процессом термитной сварки или методом стыковой сварки оплавлением, а также усилий по техническому обслуживанию швов (так называемые « рельсовые стыки »). Рельсы длиной 30 м были распространены с 1928 года на Deutsche Reichsbahn, около 1930 года также проходили испытания рельсы длиной 60 м.

Рельсы с малым радиусом изгиба (например, менее 300 м или в качестве деталей переключателя), которые нельзя уложить в изгибе на месте, предварительно изгибаются на заводе на трехвалковой машине.

Раньше железнодорожные рельсы были стандартным продуктом почти для всех прокатных станов , но теперь требования к качеству настолько высоки, что осталось всего несколько специализированных рельсовых станов . Само собой разумеется, что высокое качество стали, низкие допуски на прокатку и вихретоковые испытания поверхности всех рельсов. Самый крупный рельсопрокатный стан в Европе (в Донавиц , Австрия ) принадлежит Voestalpine . Последний оставшийся производитель в Германии, TSTG Schienen Technik , также принадлежал Voestalpine AG и был закрыт в конце 2013 года. До 2011 года на немецком рынке существовал ценовой картель , называвшийся Eisenbahnfreunde .

Производитель

В 2012 году в мире было произведено 9,1 миллиона тонн рельсов, в том числе 1,5 миллиона тонн в Европе.

Рельсопрокатные станы:

Качественное различие

Для более точного описания в Германии используется метр массы профиля. Баварский Людвиг Железнодорожное из Нюрнберга в Фюрт (1835) использовал профиль 12 кг / м. После 1920 г. началась установка рельсовых профилей с плотностью 49 кг / м (S 49). Профили, используемые в настоящее время в Deutsche Bahn AG , описаны более подробно ранее в этой статье. На территории ОСЖД (Ассоциация восточноевропейских железных дорог) также были распространены профили плотностью 65 кг / м (R 65).

Операции по обработке трамвая строятся на собственном теле пути из-за низкой нагрузки, обычно профиля S-41, железнодорожные компании в карьерах из-за профиля высокой нагрузки S 64. Специально для узкоколейных железных дорог, но все еще рядом с профилем S 49. Более легкий профиль S поставляется 33 с плотностью 33,5 кг / м, а в некоторых случаях используются даже профили из эпохи Лендербан (например, Va в Саксонии ).

Преимущество более легких профилей рельсов заключается, с одной стороны, в экономии материала, а с другой, однако, в том, что силы из-за теплового расширения меньше при сильных колебаниях температуры . Это особенно важно на крутых поворотах, где большие колебания температуры могут привести к ошибкам положения трека. Их недостатками являются более низкая несущая способность и меньший модуль упругости сечения.

Рельсы обычно классифицируются по их качеству, которое измеряется как предел прочности на разрыв в Н / мм² и закатывается в рельс с указанием производителя, обозначения профиля и года прокатки. Распространены марки 700, 800 или 900. В отдельных случаях выпускались рельсы качества 1000, 1100 или даже 1400. Однако с более высоким пределом прочности на растяжение не только увеличивается износостойкость, но также увеличивается риск поломки.

Подструктура

Kölner Ei , опора для защиты от вибрации и шума.

Звукоизоляция

Сами по себе деревянные шпалы обладают хорошими амортизирующими свойствами, а также имеют относительно небольшой вес, поэтому их предпочитают устанавливать на стальных мостах. При креплении рельсов к стальным и железобетонным шпалам или железобетонным плитам под подошву рельса часто кладут пластиковые пластины толщиной около 5 мм для звукоизоляции в каждой точке крепления. Рельс зажимается за счет упругого давления сверху; упругая демпфирующая пластина может иметь выступающие перемычки на двух продольных краях, которые также охватывают подошву рельса по бокам. Железобетонные плиты современных железных дорог, будь то трамваи или высокоскоростные железные дороги, иногда покрываются слоем пенопласта с закрытыми ячейками снизу и по бокам таким образом, чтобы излучение структурного шума на землю и звуковое излучение вверх уменьшалось. уменьшенный. Каркас, рельсы, колесная пара, тележка и кузов автомобиля , а также привод и тормоза представляют собой цепь упруго связанных колеблющихся масс, вибрация и шумоизлучение которых является сложной задачей.

Сборные шины

В отличие от вышеупомянутых форм рельсов, шины служат не для износа и управления транспортным средством, а для снабжения его электрической энергией. Для этого используются специальные профили сборных шин, иногда старые годные к употреблению рельсы или другие конструкции. Из-за меньшего необходимого сопротивления часто используются алюминиевые шины. Для уменьшения износа используются алюминиевые шины с прикрепленными контактными поверхностями из стали , например, в венском метро .

Повреждать

Прорыв в головке рельса
Продольная трещина в рельсе с импровизированной фиксацией найтовкой на узкоколейной железной дороге Саксонии

Повреждение рельсов может иметь разные причины. Примерно различают следующие виды повреждений:

Смотри тоже

литература

  • 140 лет Ганноверской железнодорожной дирекции. 1843–1983 гг. Железнодорожное управление, Ганновер, 1983 г., стр. 61 и далее.
  • Карл-Отто Эдель : Исследование разрушения железнодорожных рельсов и сплошных колес. Магдебург 1987 г. (Magdeburg, Techn. Hochsch., Diss., 1987).
  • Фриц Фастенрат (ред.): Железнодорожный путь. Теоретическая и практическая информация о напряжениях, свойствах материалов, выборе профиля, сварке и обработке на пути и в мастерской. Ernst & Sohn, Берлин и другие 1977, ISBN 3-433-00783-7 .
  • Генрих Кёстерманн, Клаус Мейснер, Герберт Сладек (ред.): Руководство по железнодорожной технологии. Материалы, производство и обработка, обеспечение качества (= серия книг по сварочной технике. 152). DVS Media, Дюссельдорф 2008, ISBN 978-3-87155-218-2 .
  • Маркус Барт, Зепп Мозер: Практика книги проезда . AS Verlag, Цюрих 2014, ISBN 978-3-906055-29-9 , стр. 25-32 .

веб ссылки

Commons : Rails  - коллекция изображений, видео и аудио файлов
Викисловарь: Schiene  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Ральф Роман Россберг : История железной дороги. Sigloch-Edition, Künzelsau 1999, ISBN 3-89393-174-0 , стр. 14 и 424.
  2. ^ Чарльз Куш: Профили рельсов . Voie, matériel roulant и эксплуатационная техника des chemins de fer , Париж, 1867 г.
  3. ^ Джон Карр: Наблюдатель за углем. И практический помощник производителя двигателей. Джон Нортхолл, Шеффилд 1797.
  4. ↑ ERA : Отчет об аварии ( памятная записка от 27 декабря 2009 г. в Интернет-архиве ) (стр. 33). Проверено 3 октября 2015 г.
  5. ↑ Трек на набережной Суррей. В: www.trainweb.org. Архивировано из оригинала марта 10, 2016 ; Доступ к 7 марта 2016 года .
  6. ↑ a b Люгер, Отто: Лексикон всей техники и вспомогательных наук, Штутгарт, Лейпциг 1909 , том. 7 стр. 629 «Рельсовое производство»
  7. ↑ Рельсы Deutsche Bahn в органе прогресса в железнодорожной системе , Дополнительный том 2.2, Новейшие конструкции Обербау, Эдмунд Хойзингер фон Вальдегг (ред.), Верлаг К.В. Крайделя , Висбаден 1871, доступ 5 февраля 2021 г.
  8. ↑ Kgl. Премьер-министр д. общественный Труд (ред.): Берлин и его железные дороги. 1846-1896 гг . Springer-Verlag, Берлин 1896 г., Эстетика и коммуникация, Берлин 1982 г., стр. 190 и далее. (Repr.) ISBN 3-88245-106-8 , Vol. 1, p. 193.
  9. ↑ См. Национализацию Нижнесилезского-Маркише-Айзенбан и Берлин-Дрезденский Айзенбан-Гезельшафт, а также список Королевской прусской военной железной дороги .
  10. ↑ Альфред Шау : Строительство железной дороги, 1-я часть, общие принципы, конструкция железной дороги, основные особенности расположения железных дорог. Верлаг Б. Г. Тойбнер , Лейпциг и Берлин, 1914, стр. 55 и далее.
  11. ↑ Размеры исторических форм и профилей рельсов на Drahtkupplung.de, по состоянию на 25 января 2021 г.
  12. ↑ Размеры надстройки Reichsbahn исторических форм и профилей рельсов на Brandenburger-in.de, по состоянию на 25 января 2021 г.
  13. ↑ Исторические профили рельсов - таблицы и источники на Drehscheibe-online.de, по состоянию на 21 января 2021 г.
  14. ↑ Josette Desrues: En coche, en tram, en bus: le Paris-Saint-Germain, DISLAB, 2005, p. 102.
  15. ↑ Патент Германии DRP Kl.49 № 9863 от 23 сентября 1879 г. Цитируется в: Прокатный стан для рифленых рельсов и другого профильного железа ( Политехнический журнал, 1880 г., том 238, таблица 2 и страницы 23-24).
  16. ↑ Филипп Фишер : Рельсы с канавками, их происхождение и развитие. В кн . : Сталь и железо. Том 29, 1909, ISSN  0340-479X , стр. 1217-1221, 1262-1267.
  17. ↑ Въезд конки в Энциклопедию железных дорог с 1912 г.
  18. ^ Ральф Роман Россберг : История железной дороги. Sigloch-Edition, Künzelsau 1999, ISBN 3-89393-174-0 , стр. 10 и далее.
  19. ↑ а б в Железнодорожное строительство. В: Meyers Großes Konversations-Lexikon. 6-е издание, 1905–1909 гг. Zeno.org .
  20. ↑ Краткая хроника voestalpine ( воспоминание от 20 ноября 2008 г. в Интернет-архиве )
  21. ^ LTC Rolt : Викторианская инженерия . Аллен Лейн The Penguin Press, Лондон 1970, ISBN 0-7139-0104-7 .
  22. ↑ Альфред Крупп. Табличные биографические данные в LeMO ( DHM и HdG )
  23. ↑ а б в Рельсы - устаревшая модель или транспортный путь будущего? ( Памятка от 5 октября 2015 г. в Интернет-архиве ), телевизионный документальный фильм из сериала « Ксениус » , Arte 2015
  24. ↑ Мюллер: Надстройка Рейхсбана в послевоенный период . В: Рейхсбан . Лента 6 , вып. 38/39 17 сентября 1930 г. ZDB -ID 512289-2 , S. 1005-1013 / 1029-1039 .
  25. ↑ Мартин Мерфи: Направлялся на запасной путь . В: Handelsblatt . Нет. 66 , 5 апреля 2013 г., стр. 20 ( schiene-deutschland.de [PDF]).
  26. ↑ Voestalpine Schienen GmbH
  27. ↑ Тршинецкие железные дороги: Рельсы
  28. ↑ Название British Steel снова на Teesside, поскольку Greybull завершает сделку на 400 миллионов фунтов стерлингов по покупке участков Tata Long Products
  29. ^ Тата Хаяндж
  30. ↑ Рельсовые прокатные станы в мире ( памятная записка от 4 марта 2016 г. в Интернет-архиве )
  31. ↑ Evraz Pueblo Rail Mill ( Памятка от 4 марта 2016 г. в Интернет-архиве )
  32. ↑ steelbb.com
  33. ↑ НССМК: РЖД , Каталог
  34. ↑ JFE: Каталог (PDF).
  35. ↑ Общая ситуация с производством рельсовой стали в Китае (2005 г.)