Chcę wiedzieć wszystko

Transport kolejowy

Pin
Send
Share
Send


Transport kolejowy to przewóz pasażerów i towarów za pomocą pojazdów kołowych specjalnie zaprojektowanych do jazdy szyny kolejowe lub koleje. Jest to szybki, energooszczędny, ale kapitałochłonny środek zmechanizowanego transportu lądowego. Jest częścią łańcucha logistycznego, który ułatwia handel międzynarodowy i wzrost gospodarczy w większości krajów.

System kolejowy jest bardzo złożonym wyczynem inżynieryjnym, z wielogodzinnym planowaniem i przewidywalnością wymaganymi do pomyślnego wyniku. Każdy system ma dwa główne typy elementów: ruchome i naprawione. Elementy, które się poruszają, zwane tabor, obejmują lokomotywy, pojazdy przewożące pasażerów (lub autokary) oraz pojazdy przewożące towary (lub wagony towarowe). Do stałych elementów należą tory kolejowe (wraz z ich konstrukcjami wsporczymi) i budynki pomocnicze.

Kolejowa usługa towarowa BNSF w Stanach Zjednoczonych.Długi pociąg towarowy przecina wiadukt Stoney Creek na kanadyjskiej linii kolejowej Pacific w południowej Kolumbii Brytyjskiej.

Transport kolejowy jest uważany za jedną z najbezpieczniejszych form podróży. Niemniej jednak istnieją różne możliwości wypadków i awarii. Pociągi są ciężkie, nie mogą zboczyć z toru i wymagają dużej odległości, aby się zatrzymać. Wypadki są różne - od wykolejeń po zderzenia czołowe z innymi pociągami lub kolizje z pojazdami drogowymi na przejazdach kolejowych.

Ogólne tło

Chhatrapati Shivaji Terminus w Bombaju w Indiach.

Typowe tory kolejowe składają się z dwóch równoległych szyn, zwykle wykonanych ze stali, przymocowanych do trawersów, określanych jako podkłady (W Wielkiej Brytanii i Australii) lub więzi (Zastosowanie w Ameryce Północnej). Podkłady utrzymują stałą odległość między dwiema szynami; środek znany jako „skrajnia” toru. Aby utrzymać wyrównanie toru, układa się go na podsypce balastowej lub mocuje do solidnego betonowego fundamentu. Cała struktura jest określana jako stały sposób (Wielka Brytania i Australia) lub pierwszeństwo drogi (Ameryka północna).

Tabor kolejowy wyposażony w koła metalowe porusza się z niskim oporem tarcia w porównaniu z pojazdami drogowymi. Jednak lokomotywy i samochody z napędem zwykle polegają na punkcie styku koła z szyną w celu zapewnienia przyczepności i przyczepności (część przenoszonego obciążenia osi, która powoduje, że koło „przylega” do gładkiej szyny). Podczas gdy jest to zwykle wystarczające w normalnych warunkach suchej szyny, przyczepność może być zmniejszona lub nawet utracona przez obecność niepożądanego materiału na powierzchni szyny, takiego jak wilgoć, tłuszcz, lód lub martwe liście.

Wraz z różnymi zaprojektowanymi komponentami szyny stanowią dużą część stałej drogi. Zapewniają gładkie i twarde powierzchnie, po których koła pociągu mogą się toczyć przy minimalnym tarciu. Na przykład typowy nowoczesny wagon może pomieścić do 125 ton ładunku na dwóch czterokołowych wózkach / ciężarówkach (100 ton w Wielkiej Brytanii). Obszar styku między każdym kołem a szyną jest niewielki, a pasek ma nie więcej niż kilka milimetrów szerokości, co minimalizuje tarcie. Ponadto tor równomiernie rozkłada ciężar pociągu, umożliwiając znacznie większe obciążenia na oś / koło niż w transporcie drogowym, co prowadzi do mniejszego zużycia na drodze stałej. Pozwala to zaoszczędzić energię w porównaniu z innymi formami transportu, takimi jak transport drogowy, który zależy od tarcia między oponami gumowymi a drogą. Pociągi mają również niewielką powierzchnię czołową w stosunku do przewożonego ładunku, co zmniejsza opór powietrza do przodu, a tym samym zużycie energii, choć niekoniecznie zmniejsza to wpływ wiatrów bocznych.

Tory kolejowe biegnące przez stację kolejową Stanhope w północno-wschodniej Anglii w Wielkiej Brytanii.

Ze względu na te różne korzyści transport kolejowy jest ważną formą transportu publicznego w wielu krajach. Na przykład w Azji wiele milionów korzysta z pociągów jako regularnego transportu w Indiach, Chinach, Korei Południowej i Japonii. Jest również szeroko rozpowszechniony w krajach europejskich. Dla porównania, międzymiastowy transport kolejowy w Stanach Zjednoczonych jest stosunkowo rzadki poza korytarzem północno-wschodnim, chociaż wiele dużych amerykańskich miast ma intensywnie wykorzystywane, lokalne systemy transportu pasażerskiego oparte na kolejach lub operacje lekkiej kolei lub kolei podmiejskiej.1

Pojazdy poruszające się po szynach, znane wspólnie jako tabor, są umieszczone w połączonej serii pojazdów zwanej pociągiem, która może obejmować lokomotywę, jeżeli pojazdy nie są indywidualnie napędzane. Lokomotywa (lub „silnik”) to pojazd o napędzie silnikowym wykorzystywany do ciągnięcia pociągu pojazdów bez napędu. W USA poszczególne pojazdy bez napędu są ogólnie znane jako samochody. Mogą to być pasażerowie przewożący lub wykorzystywane do celów frachtowych. W przypadku pojazdów przewożących pasażerów termin ten przewóz lub autokar jest używany, podczas gdy pojazd przewożący towar jest znany jako wagon towarowy w Stanach Zjednoczonych oraz wóz lub ciężarówka w Wielkiej Brytanii. Indywidualnie napędzany pojazd pasażerski jest znany jako torpeda lub a samochód elektryczny; gdy jeden lub więcej z nich jest sprzężonych z jednym lub więcej bez zasilania przyczepy samochodowe jako nierozłączna jednostka, nazywa się to zestaw wagonów lub wiele jednostek.

Rozwój szyn

Kamienne szyny

Trackwork, w tym punkt na tramwajowym granicie Haytor.

Najwcześniejszym dowodem znalezionej linii kolejowej był 6-kilometrowy (3,7 mi) wagon Diolkos, który przewoził łodzie przez przesmyk Koryncki w Grecji w VI wieku p.n.e. Ciężarówki pchane przez niewolników jeździły w wapiennych rowkach, które stanowiły element toru, uniemożliwiając wagonom opuszczenie planowanej trasy. Diolkos działali przez ponad 1300 lat, aż do 900 n.e. Pierwsze wozy konne pojawiły się także w starożytnej Grecji, a inne można było znaleźć na Malcie i różnych częściach Cesarstwa Rzymskiego, używając szlaków z kamienia. Przykład kamiennej ścieżki wciąż istnieje w Dartmoor w Anglii, gdzie Haytor Granite Tramway został zbudowany w 1820 roku przy użyciu rowkowanych bloków granitowych.

Drewniane szyny

Koleje zaczęły ponownie pojawiać się w Europie po średniowieczu po upadku Cesarstwa Rzymskiego. Najwcześniejszym znanym zapisem kolei w Europie z tego okresu jest witraż w ministrze Fryburga Bryzgowijskiego z około 1350 r.2 Do 1550 r. Koleje wąskotorowe działające z drewnianymi szynami były powszechne w kopalniach w Europie.3 Pierwsze koleje w Wielkiej Brytanii (znane również jako wagony) zostały zbudowane na początku XVII wieku, głównie do transportu węgla z kopalń do nabrzeży kanałowych, gdzie można go było przenieść na łódź w celu dalszego transportu. Najwcześniej zarejestrowane przykłady to Wollaton Wagonway w Nottinghamshire i Bourtreehill - Broomlands Wagonway w Irvine, Ayrshire. Inne przykłady można znaleźć w Broseley w Shropshire, gdzie zastosowano drewniane szyny i koła z kołnierzem, jak na nowoczesnej kolei. Jednak szyny były podatne na zużycie pod naciskiem i musiały być regularnie wymieniane.

Szyny z blachy żelaznej

W 1768 r. Coalbrookdale Iron Works położyło żeliwne płyty na drewnianych szynach, zapewniając bardziej trwałą powierzchnię nośną. Zostały one później wykorzystane przez Benjamina Outrama w jego odlewni w Ripley w Derbyshire, po raz pierwszy wyprodukowano znormalizowane komponenty. To one doprowadziły do ​​nazwy „układarka płyt” dla robotników na stałe. Zaletą było to, że można było uwzględnić znaczne różnice w rozstawie kół (skrajni). Jednak koła wiązałyby się z pionową częścią płyty, a gromadzą się błoto i kamienie. Na Little Eaton Gangway w 1799 r., Kiedy Outram używał pętli przelotowych na jednym torze, zapewniono ruchome płyty, zwane „wskaźnikami”, które zostały skrócone do „punktów”.4

Szyny brzegowe

Długości szyny „fishbelly” na blokach kamiennych

Od końca XVIII wieku zaczęły pojawiać się żelazne „szyny brzegowe”. Brytyjski inżynier budownictwa William Jessop zaprojektował gładkie żelazne szyny krawędziowe, które były używane w połączeniu z żelaznymi kołami z kołnierzem, wprowadzając je na trasie między Loughborough i Nanpantan, Leicestershire, jako dodatek do kanału leśnego Charnwood w latach 1793-1794.5 W 1803 r. Jessop otworzył Surrey Iron Railway w południowym Londynie, prawdopodobnie pierwszą na świecie publiczną kolej konną.6 Będąc żeliwnym, szyny te były krótkie, około trzech stóp długości, w stylu „rybiego brzucha”. Na każdym końcu mieli stopę, za pomocą której mocowano je do kamiennych bloków w ziemi.

Szyny z kutego żelaza i stali

Żeliwo jest kruchym materiałem, a krótkie długości sprawiły, że wkrótce stały się nierówne. Rozwój technologii walcowania na gorąco oznaczał jednak, że można produkować szyny o większej długości. W 1805 r. Wyprodukowano pierwsze szyny z kutego żelaza w hucie Bedlington w pobliżu Durham. Pierwsze stalowe szyny zostały wyprodukowane przez Roberta Forestera Musheta i ułożone na stacji Derby w 1857 roku,5 Współczesne koleje nadal używają stalowych szyn, ale zazwyczaj są one zespawane ze sobą w celu uzyskania długości ciągła szyna spawana co eliminuje dodatkowe zużycie taboru spowodowane niewielkimi różnicami w wysokości powierzchni szyny na połączeniu między sąsiednimi sekcjami szyny.

Rozwój siły napędowej

Lokomotywy parowe

Blücher, wczesna lokomotywa kolejowa zbudowana w 1814 roku przez George'a Stephensona.

Pierwsza lokomotywa ciągnąca pociąg wagonów na szynach została zaprojektowana przez kornwalijskiego inżyniera Richarda Trevithicka i zademonstrowana w 1804 roku na platformie w Merthyr Tydfil w Południowej Walii.7 Chociaż lokomotywa z powodzeniem ciągnęła pociąg, konstrukcja szyny nie odniosła sukcesu, częściowo dlatego, że jej waga złamała wiele kruchych żeliwnych płyt. Pomimo tego niepowodzenia inny obszar Południowej Walii był pionierem operacji kolejowych, kiedy w 1806 r. Zbudowano konną linię kolejową między Swansea i Mumbles: kolej Swansea-Mumbles rozpoczęła przewóz pasażerów opłacających bilety w 1807 r. - pierwsza na świecie Zrób tak.8

W 1811 roku John Blenkinsop zaprojektował pierwszą udaną i praktyczną lokomotywę kolejową. Opatentował system ruchomych węgli koleją zębatkową obsługiwaną przez lokomotywę parową (patent nr 3431) i zbudowano linię łączącą Colliery Middleton z Leeds. Lokomotywa (The Salamanca) został zbudowany w 1812 roku przez Matthew Murray z Fenton, Murray i Wood.9 Middleton Railway była pierwszą koleją, która z powodzeniem używa lokomotyw parowych na zasadach komercyjnych. Była to również pierwsza kolej w Wielkiej Brytanii, która została zbudowana na warunkach określonych w akcie parlamentu. Silnik Blenkinsopa miał cylindry dwustronnego działania i, w przeciwieństwie do wzoru Trevithicka, brak koła zamachowego. Ze względu na wcześniejsze doświadczenia ze złamanymi szynami lokomotywa była bardzo lekka, co spowodowało obawy o niewystarczającą przyczepność, więc zamiast napędzać koła bezpośrednio, cylindry napędzały koło zębate przez koła zębate czołowe, przy czym koło zębate zapewniało przyczepność poprzez sprzęgnięcie z zębatką bok szyny.

Magiczna latarnia przedstawiająca dworzec kolejowy w Lahore, Lahore około 1895 roku.Gęstość europejskiej sieci kolejowej w 1896 r.

W Szkocji Kilmarnock and Troon Railway była pierwszą zbudowaną koleją, która uzyskała zezwolenie na mocy ustawy Parlamentu w 1808 roku. Inżynierem budownictwa prowadzącym projekt był William Jessop, a jego budowa w 1811 roku oznaczała, że ​​była to pierwsza kolej w Szkocji, która używała lokomotywa parowa, a była to jedyna linia w Szkocji od 14 lat. Jego reprezentacja pojawiła się w herbie Burgh of Troon. Linia miała przewozić węgiel dla księcia Portland; i prowadził usługi między Kilmarnock a Troon Harbour. Linia rozpoczęła życie jako 9,5 mili (16 km), podwójny tor o szerokości 4 stóp 0 cali (1219 mm), wagon konny. Został zbudowany przy użyciu żeliwnych szyn płytowych z wewnętrznym kołnierzem. Lokomotywa zbudowana przez George'a Stephensona, jego druga z Killingworth Colliery, została wypróbowana na głównej linii w 1817 r., Ale ciężar silnika złamał żeliwne szyny. Działa lepiej, gdy używane są drewniane szyny, a lokomotywa pozostaje w użyciu do 1848 r.

Stockton i Darlington Railway otwarto w północnej Anglii w 1825 roku10 a następnie pięć lat później kolej Liverpool i Manchester,11 uważany za pierwszą na świecie linię „Inter City”. Skrajnię szyn (odległość między dwiema szynami toru) wykorzystano dla wczesnych wagonów i przyjęto dla kolei Stockton i Darlington. Szerokość 1435 mm (4 stopy 8,4 cala) stała się znana jako międzynarodowa „standardowa szerokość toru”, z której korzysta około 60 procent światowych kolei. Z kolei kolej Liverpool i Manchester udowodniła wykonalność transportu kolejowego, gdy po zorganizowaniu Rainhill Trials w 1829 r. Stephenson's Rakieta z powodzeniem przewieziono ładunek 13 ton ze średnią prędkością 12 mil na godzinę. Firma zdecydowała się na pracę pociągów od momentu otwarcia całkowicie przy pomocy trakcji parowej. Koleje wkrótce rozprzestrzeniły się w Wielkiej Brytanii i na całym świecie i stały się dominującym środkiem transportu lądowego przez prawie sto lat, aż do wynalezienia samolotów i samochodów, co spowodowało stopniowy spadek kolei.

Pierwszą linią kolejową w Stanach Zjednoczonych mogła być linia grawitacyjna w Lewiston w stanie Nowy Jork w 1764 roku. Leiper Railroad w 1809 roku w Pensylwanii miał być pierwszą stałą linią kolejową,12 a Granite Railway w Massachusetts w 1826 roku była pierwszą komercyjną linią kolejową, która ewoluowała poprzez ciągłe operacje do wspólnego przewoźnika. Baltimore i Ohio, otwarte w 1830 roku, jako pierwsze przekształciły się w główny system. W 1867 r. W Nowym Jorku zbudowano pierwszą podwyższoną linię kolejową. W 1869 r. Symbolicznie ważna kolej międzykontynentalna została ukończona w Stanach Zjednoczonych wraz z prowadzeniem złotego kolca w Promontory w stanie Utah.13 Rozwój kolei w Stanach Zjednoczonych pomógł w skróceniu czasu i kosztów transportu, co pozwoliło na migrację na zachód. Koleje zwiększyły dostępność towarów dla konsumentów, umożliwiając w ten sposób przepływ osób i kapitału na zachód. Koleje stworzyły rynki krajowe charakteryzujące się „prawem jednej ceny” poprzez obniżenie różnicy w cenie pobieranej za towar między dostawcami a odbiorcami. Koleje zwiększyły oszczędności społeczne i były największym źródłem wszelkich innowacji przed 1900 rokiem.

Południowoamerykańskie doświadczenia dotyczące kolei zostały po raz pierwszy osiągnięte w 1854 r., Kiedy położono linię między chilijskimi miastami Caldera i Copiapo. Jednak pierwsza skoordynowana próba trans-Andine między Argentyną a Chile miała miejsce dopiero w latach 70. XIX wieku ze względu na ryzyko finansowe związane z takim projektem. Dopiero w 1887 r. Argentyńczycy rozpoczęli budowę swojej części przedsiębiorstwa, a chilijczycy rozpoczęli budowę w 1889 r., Jednak do 1893 r. Prace zostały wstrzymane z powodu ograniczeń finansowych. W 1896 r. Utworzono Transandine Railway Company w Londynie w celu zakupu istniejących kolei i budowy ciągłej linii między Argentyną a Chile, która poprawiłaby połączenia transportowe i komunikacyjne w Ameryce Południowej. Zostało to ostatecznie ukończone w 1908 roku, kiedy połączono odcinki torów argentyńskich i chilijskich.

Dieselizacja

Dwie lokomotywy spalinowe SD70M z Union Union tankowania paliwa w Dunsmuir, Kalifornia.

Dieselizacja polegała na zastąpieniu lokomotywy parowej lokomotywą spalinowo-elektryczną (często określaną jako „lokomotywa spalinowa”), która rozpoczęła się w latach 30. XX wieku i jest obecnie zasadniczo ukończona na całym świecie.

Olej napędowy miał miejsce głównie ze względu na dopuszczalną redukcję kosztów operacyjnych. Lokomotywy parowe wymagają dużych zasobów pracy do czyszczenia, ładowania, konserwacji i eksploatacji. Wymagają również szerokiego zaplecza serwisowego, węglowego i podlewania. Lokomotywy spalinowe wymagają znacznie mniej czasu i pracy do obsługi i konserwacji.

Po II wojnie światowej dramatycznie zwiększone koszty pracy w świecie zachodnim sprawiły, że para stała się coraz bardziej kosztowną formą siły napędowej. W tym samym czasie wojna wymusiła udoskonalenia technologii silników spalinowych, dzięki czemu lokomotywy spalinowe były tańsze i mocniejsze. Powojenny świat ponownie dostosował rynki biznesowe i finansowe, podobnie jak światowa polityka geopolityczna, jak w czasach zimnej wojny (1947–1953).

Elektryfikacja

Pocztówka przedstawiająca elektryczne tramwaje w Richmond w stanie Wirginia, gdzie Frank J. Sprague z powodzeniem zademonstrował swój nowy system na wzgórzach w 1888 roku.

Robert Davidson zaczął eksperymentować z elektrycznym wagonem kolejowym w Szkocji w 1838 r. W 1839 r. Ukończył i zaprezentował wagon o długości 4,8 m, który ważył sześć ton, w tym akumulatory. Osiągnął maksymalną prędkość 6,4 km na godzinę.

Magnus Volk otworzył swoją kolej elektryczną w Brighton w 1883 roku.

Zastosowanie przewodów napowietrznych przewodzących prąd, wymyślonych przez Granville T. Woods w 1888 r., I kilka innych ulepszeń, doprowadziło do rozwoju zelektryfikowanych kolei, z których pierwsza w Stanach Zjednoczonych była eksploatowana na Coney Island w 1892 r. Richmond w stanie Wirginia pierwszy udany system wózków elektrycznych z napędem elektrycznym w Stanach Zjednoczonych. Zaprojektowany przez pioniera energetyki Franka J. Sprague'a system wózków otworzył swoją pierwszą linię w styczniu 1888 roku. Wzgórza Richmond, będące przeszkodą transportową, zostały uznane za idealny poligon doświadczalny. Nowa technologia wkrótce zastąpiła tramwaje napędzane przez konie.

Szwecja otrzymała być może pierwszą w pełni zelektryfikowaną linię kolejową, która skutecznie transportowała zarówno osoby dojeżdżające do pracy, jak i towary, w 1895 roku. W tym czasie biegła ona od bliskiego centrum Sztokholmu do Rimbo, położonego na wsi Roslagen. Nadal jest w użyciu dla osób dojeżdżających do pracy, ale działa tylko w około jednej trzeciej swojego największego zasięgu, głównie ze względu na to, że nie korzysta ze standardowego miernika, ale 3 stopy (891 mm).

W ZSRR koleje dziecięce zostały opracowane w latach 30. XX wieku. (Pierwszy na świecie został otwarty 24 lipca 1935 r.) W pełni obsługiwane przez dzieci były pozaszkolnymi instytucjami edukacyjnymi, w których nastolatki uczyły się zawodów kolejowych. Wiele z nich funkcjonuje w krajach poradzieckich i krajach Europy Wschodniej.

Wiele krajów od lat 60. XX wieku przyjęło szybkie linie kolejowe. 3 kwietnia 2007 r. Francuski TGV ustanowił nowy rekord prędkości pociągu. Pociąg ze zmodyfikowanym silnikiem i kołami osiągał 574,8 km / h (357,2 mph). Rekordowa próba miała miejsce na nowej linii LGV Est między Paryżem a Strasburgiem za pomocą specjalnie wyposażonego pociągu TGV Duplex. Linie napowietrzne zostały również zmodyfikowane w celu próby przeniesienia 31 000 V zamiast normalnej 25 000 V.14 W dniu 24 sierpnia 2005 r. Kolej Qingzang stała się najwyższą linią kolejową na świecie, kiedy to przełożono tor przez przełęcz Tanggula na wysokości 5072 metrów (16 640,4 stóp) nad poziomem morza w górach Tanggula w Tybecie.15

Operacje

Dwa brytyjskie DMU klasy kolejowej 143 na stacji Cardiff Queen Street w Wielkiej Brytanii.

Tabor

Lokomotywa to pojazd, który zapewnia siłę napędową pociągu. Lokomotywa nie ma własnej ładowności, a jej jedynym celem jest przemieszczanie pociągu po torach. Lokomotywy tradycyjnie ciągną pociągi z przodu.

Wagon kolejowy to pojazd wykorzystywany do przewozu zarówno pasażerów, jak i ładunku. Większość samochodów ma ładunek „przychodowy”, chociaż samochody „niepochodowe” są eksploatowane na użytek kolejowy, na przykład w celu utrzymania drogi.

Sygnalizacja

Sygnał typu semaforowego GWR.

Sygnalizacja kolejowa to system wykorzystywany do bezpiecznego sterowania ruchem kolejowym, aby zapobiec kolizji pociągów. Prowadzone przez stałe szyny pociągi są wyjątkowo podatne na kolizję, ponieważ często jeżdżą z prędkościami, które nie pozwalają im szybko się zatrzymać lub, w niektórych przypadkach, w zasięgu wzroku kierowcy.

Większość form kontroli pociągu obejmuje przekazanie władzy ruchu od osób odpowiedzialnych za każdy odcinek sieci kolejowej (np. Sygnalizatora lub kierownika stacji) do załogi pociągu. Zestaw reguł i fizyczny sprzęt używany do przeprowadzenia tej kontroli określają to, co jest znane jako metoda pracy (Wielka Brytania), Metoda operacji (USA) lub praca bezpieczna (Aus.). Nie wszystkie metody wymagają użycia sygnałów, a niektóre systemy są specyficzne dla kolei jednotorowych. Proces sygnalizacji jest tradycyjnie przeprowadzany w skrzynce sygnałowej lub wieży blokującej, niewielkim budynku, w którym znajdują się ramy dźwigni wymagane dla sygnalizatora do obsługi przełączników i sprzętu sygnalizacyjnego. Są one rozmieszczone w różnych odstępach wzdłuż trasy kolejowej, kontrolując określone odcinki torów. Nowsze postępy technologiczne sprawiły, że taka doktryna operacyjna stała się zbyteczna, z centralizacją operacji sygnalizacyjnych w regionalnych centrach kontroli. Ułatwiono to dzięki zwiększonemu wykorzystaniu komputerów, umożliwiając monitorowanie rozległych odcinków torów z jednego miejsca.

Prawo drogi

Tory kolejowe układane są na gruntach będących własnością lub dzierżawionych przez linię kolejową. Ze względu na wymagania dotyczące zakrętów o dużym promieniu i niewielkich stopni szyny często układa się po obwodach. Kolejom przewoźników publicznych przyznaje się zwykle ograniczone prawa wybitnej domeny (Wielka Brytania: zakup obowiązkowy). W wielu przypadkach w XIX wieku koleje otrzymały dodatkowe zachęty w postaci dotacji gruntów publicznych. Wymagania dotyczące długości i nachylenia trasy można zmniejszyć, stosując naprzemiennie przycięte i wypełnione ziemią, mosty i tunele, z których wszystkie mogą znacznie zwiększyć nakłady inwestycyjne wymagane do opracowania pierwszeństwa, jednocześnie znacznie obniżając koszty operacyjne i umożliwiając wyższe prędkości na dłuższe krzywe promienia. W gęsto zurbanizowanych obszarach, takich jak Manhattan, koleje są czasami układane w tunelach, aby zminimalizować wpływ na istniejące nieruchomości.

Katastrofy bezpieczeństwa i kolejowe

Wrak pociągu, 1907 r., W Canaan, New Hampshire.

Pociągi mogą jeździć z bardzo dużymi prędkościami. Są jednak ciężkie, nie mogą zejść z toru i wymagają dużej odległości, aby się zatrzymać. Chociaż transport kolejowy jest uważany za jedną z najbezpieczniejszych form podróży, istnieje wiele możliwości wypadków. Mogą się one różnić od niewielkiego wykolejenia (przeskakiwania toru) do zderzenia czołowego z innym pociągiem lub zderzenia z samochodem lub innym pojazdem na przejeździe kolejowym / przejeździe kolejowym.

Najważniejszymi środkami bezpieczeństwa są sygnalizacja kolejowa i bramki na przejazdach kolejowych. Gwizdanie pociągu ostrzega o obecności pociągu, a sygnały przytorowe utrzymują odległości między pociągami. W Wielkiej Brytanii uważa się, że wandalizm i zaniedbanie są odpowiedzialne za wiele wypadków kolejowych. Linie kolejowe są podzielone na strefy lub podzielone na bloki strzeżone przez kombinacje sygnałów blokowych, zasad eksploatacji i urządzeń automatycznej kontroli, tak aby maksymalnie jeden pociąg mógł znajdować się w bloku w dowolnym momencie.

W porównaniu z podróżami drogowymi, kolej pozostaje względnie bezpieczna.16

Holowanie

Więzy betonowe (podkłady)Most kozłowyPołączenie śrubowe szyny i mocowanie. Znany również jako płyta rybacka.

Jak wspomniano wcześniej, typowy tor kolejowy składa się z dwóch równoległych stalowych (lub, w starszych sieciach, żelaznych) szyn, ogólnie zakotwiczonych prostopadle do belek (podkładów lub podkładów) z drewna, betonu lub stali w celu utrzymania stałej odległości (skrajnia). Szyny i prostopadłe belki są zwykle umieszczane na fundamencie wykonanym z betonu lub ściśniętej ziemi i żwiru w podłożu balastowym, aby zapobiec wyboczeniu toru (wyginaniu się do pierwotnej konfiguracji), gdy grunt osiada z czasem pod ciężarem przejeżdżające pojazdy.

Gąsienice składające się z opasek i szyn mogą być prefabrykowane lub montowane na miejscu. Szyny zwykle składają się z segmentów spawanych lub skręcanych ze sobą. Długość każdego segmentu może być porównywalna z długością wagonu lub dwóch lub może mieć setki stóp długości.

Powierzchnia balastu jest nachylona wokół krzywych, aby zmniejszyć siły boczne. To się nazywa superelevation lub cant. Zmniejsza to siły zmierzające do przemieszczania toru i zapewnia bardziej komfortową jazdę pasażerom i zwierzętom. Jest to jednak skuteczne w ograniczonym zakresie prędkości.

Śledź komponenty

Pierwszym elementem linii kolejowej jest trasa, która ma zapewnić najmniejszy opór pod względem nachylenia i prac inżynieryjnych. W związku z tym podłoże gąsienicy jest silnie zaprojektowane w celu zapewnienia, w miarę możliwości, równej powierzchni. Jako takie, nasypy są zbudowane tak, aby wspierać tor i zapewnić kompromis w zakresie średniego wzniesienia trasy. Mając to na uwadze, różne konstrukcje, takie jak mosty i wiadukty, są konstruowane w celu utrzymania wysokości linii kolejowej, a gradienty są utrzymywane w możliwych do opanowania granicach. W pagórkowatym terenie, aby uniknąć długiego objazdu, tunel może się znudzić przez wzgórze.

Po zakończeniu tych prac inżynieryjnych niezbędnych na trasie kładzie się kamienne podłoże (balast) nad zagęszczonym łożem gąsienic, aby poprawić drenaż wokół wiązań i równomiernie rozłożyć nacisk na szerszy obszar, blokując torowisko na miejscu. Kruszony kamień jest mocno ubity, aby zapobiec dalszemu osadzaniu się i zablokowaniu kamieni. Niewielkie cieki wodne są prowadzone przez rury (przepusty) przed podniesieniem stopnia.

Podstawa toru składa się z impregnowanych drewna, betonu lub stalowych opasek. Tradycyjna amerykańska praktyka z podkładami drewnianymi polega na mocowaniu konstrukcji szyny do podłoża drogowego za pomocą płyt fundamentowych. Są one przymocowane do górnej części opasek, aby zapewnić bezpieczną obudowę dla szyn o płaskim dnie. Po umieszczeniu szyny na płycie, kolce są przebijane przez otwory w płycie i do opaski, gdzie są utrzymywane przez tarcie. Wierzch kolca ma głowicę, która zaciska szynę. Alternatywnie można zastosować śruby opóźniające w celu utrzymania zacisków, co jest preferowane, ponieważ śruby są mniej podatne na poluzowanie. Tradycyjną praktyką w Wielkiej Brytanii było przykręcanie żeliwnych „krzeseł” do drewnianych podkładów. Krzesła te luźno utrzymują szynę grota, która jest następnie mocowana za pomocą drewnianego lub stalowego „klucza” wciśniętego między bok szyny a krzesłem. W przypadku podkładów betonowych lub stalowych w podkładzie wbudowane są mocowania, do których przymocowana jest płaska szyna dolna za pomocą sprężystych stalowych klipsów.

Przestrzeń pomiędzy i otaczająca opaski jest wypełniona dodatkowym balastem w celu ustabilizowania zespołu szyny.

Punkty (rozjazdy lub przełączniki)

Frekwencje

Punkty (Wielka Brytania) lub zwrotnice (USA), zwane technicznie rozjazdami, są środkami kierowania pociągu na rozbieżny odcinek toru, na przykład bocznicę, linię rozgałęzienia lub równoległą linię jazdy. Ułożony podobnie jak normalny tor, punkt zwykle składa się z żaby (wspólne przejście), szyn kontrolnych i dwóch szyn zwrotnic. Szyny przełączników można przesuwać w lewo lub w prawo, pod kontrolą systemu sygnalizacyjnego, w celu ustalenia, którą ścieżką podąży pociąg.

Konserwacja

Kolce w drewnianych krawatach mogą się z czasem poluzować, a pęknięte i zepsute krawaty można indywidualnie zastąpić betonowym zamiennikiem. Jeśli szyny osiądą z powodu osiadania gleby, można je podnieść za pomocą specjalistycznych maszyn i dodatkowego ubijaka, aby utworzyć równe łóżko. Okresowo balast musi być usuwany i zastępowany czystym balastem, aby zapewnić odpowiedni drenaż, szczególnie jeśli stosowane są drewniane krawaty. Przepusty i inne przejścia do wody muszą być utrzymywane w czystości, aby woda nie została zatrzymana przez tor, powodując poślizgnięcia ziemi. Tam, gdzie koryta rzeki są umieszczone wzdłuż rzek, zwykle umieszcza się dodatkową ochronę, aby zapobiec erozji w czasie wysokiej wody. Mosty są kolejnym ważnym elementem wymagającym kontroli i konserwacji.

Terminologia

Szyny.

W Wielkiej Brytanii i większości innych członków Wspólnoty Narodów termin ten kolej żelazna jest używany zamiast terminu „Stany Zjednoczone”, popędzać. W Kanadzie, kolej żelazna i popędzać są używane zamiennie, chociaż zgodnie z prawem kolej żelazna jest zwykłym terminem. Popędzać był używany w Wielkiej Brytanii jednocześnie z kolej żelazna do lat 50. XIX wieku, kiedy kolej żelazna stał się ustalonym terminem. Kilka amerykańskich firm ma kolej żelazna w ich nazwach zamiast popędzać, kolej BNSF jest wybitnym nowoczesnym przykładem.

W Wielkiej Brytanii termin kolej żelazna często odnosi się do całej organizacji torów, pociągów, stacji, sygnalizacji, rozkładów jazdy oraz firm obsługujących, które wspólnie tworzą skoordynowany system kolejowy, podczas gdy stały sposób lub p / droga odnosi się do samych utworów. Jednak terminologia ta na ogół nie jest powszechna poza branżą lub tymi, którzy są nią zainteresowani.

Metro, metro, linie podwyższone, linie tramwajowe i metro to wyspecjalizowane formy transportu kolejowego.

Zobacz też

  • Lokomotywa
  • Pociąg Maglev
  • Pociąg
  • Transport

Notatki

  1. ↑ Raport o jeździe Amerykańskie Stowarzyszenie Transportu Publicznego. Pobrano 30 sierpnia 2018 r.
  2. ↑ Stuart Hylton, Wielki eksperyment: Narodziny wieku kolejowego 1820–1845 (Hersham, Wielka Brytania: Ian Allan Publishing, 2007, ISBN 978-0711031722).
  3. ↑ Georgius Agricola, Herbert Clark Hoover, Lou Henry Hoover (tłum.), „De re metallica”. Londyn, Wielka Brytania: The Mining Magazine, 1912.
  4. ↑ A. Vaughan, Kolejarze, polityka i pieniądze (Londyn, Wielka Brytania: John Murray, 1997, ISBN 978-0719551505).
  5. 5.0 5.1 John Marshall, Księga Guinnessa o faktach i wyczynach kolejowych (Enfield, Wielka Brytania: Guinness Superlatives, 1979, ISBN 0900424567).
  6. ↑ Żelazna kolej Surrey - 1803 Stephenson Locomotive Society. Pobrano 30 sierpnia 2018 r.
  7. ↑ J. Chartres, Richard Trevithick, w John Cannon, (red.) Oxford Oxford Companion to British History (Oxford, Wielka Brytania: Oxford University Press, 1997, ISBN 978-0198661764), 932.
  8. ↑ Krótka historia kolei Swansea & Mumbles Railwa

    Pin
    Send
    Share
    Send