Bedste svar
Mens hovedets lillehed egner sig godt til arbejdets nærhed, hemmeligheden bag det smalle hoved er en af fysikken. Jeg var en gandy i 32 år, og jeg har bøjet mange pigge. Det er en nem ting at gøre. Så tykke som de er, bøjer de sig som smør. Nogle gange er de bøjet med vilje for at flytte skinnen lateralt en brøkdel af en tomme. Eg bånd er de stærkeste og mest almindelige, så kommer gran og asp til let arbejde i værfter. Båndene kan bores eller ej. Den mest almindelige slips på min vej var en ikke-boret, creosot, eg-slips.
En masse i bevægelse har tendens til at forblive i bevægelse, medmindre den bliver handlet af en ekstern styrke. Det smalle hoved betyder, at det meste af hammerens masse er tæt på hovedets midtlinie. Et bredere hoved betyder, at massen er spredt over et bredere område. Hvis piggen rammes, og slaget ikke er centreret under hammeren, men til den ene side af den, vil størstedelen af hammerens masse tvinge hammeren til at rotere i din hånd og glide af spidsen … også bøje spidsen eller endda lancere det til et andet sted. Hvis en spids overhovedet bliver ramt af en spidsmul, vil det meste af massen stadig blive dirigeret næsten lige ned, og dette vil være nyttig energi, der fører spidsen ned i slipsen. Nogle gange bøjes spidsen lidt, men den kan rettes, og fortsat kørsel sender den hjem.
Den ikke-slående ende af hammerhovedet er endnu mindre i diameter og sikrer, at endnu mere af hammermasse er tættere på hammerhovedets midterlinje for bedre effektivitet. ja, den smalle ende vil passe mellem skinnen og beskyttelsesskinnen i en skiftefrø, men fuld kraft spiking her er et fjols spil, der sandsynligvis vil forårsage alvorlige hammer slag på skinnens løbende overflade. Der blev foretaget banestans til dette arbejde og var provinsen for en stansemand og hans angriber. Nogle mennesker har gjort dette med den ene spidsmule, der rammer den anden maul, men dette er yderst farligt, da disse hamre har hærdede ansigter. Når det ene hærdede ansigt rammer det andet, kan en skarp chip rammes fra et af ansigterne med et slag, der er mindre end perfekt, og chippen vil flyve væk som en kugle og engang ramme en nærliggende person. En mand i min bande bærer et stykke stål i benet den dag i dag, da den lokale læge ikke kunne fjerne det.
En god spiker kunne konsekvent køre en standard spike hjem i en uboret eg. binde i 4 eller 5 slag, efterlader en kontaktplaster på spidshovedet, størrelsen af en nikkel. Vi havde regler mod spiking over skinnen, da der var for mange tilfælde af knækkede hammerhåndtag, beskadigelse af skinnen. Team spiking var en skønhed at se og høre, men det var også meget farligt, hvis rytmen gik tabt af en eller anden grund, og hamre kunne kollidere og ulykker skete. Team spiking blev forkert. Jeg var yndefuld som et skævt bræt, så jeg spredte ikke meget. Jeg var oftere en af fyrene, der klemte båndene op, så spikes kunne udføre sit arbejde eller rette spidser eller skifte bånd med en foringsstang eller skovle ballast eller håndindstille pigge til spiking-besætningerne eller trække en dårligt bøjet spids med en clawbar. Da min anciennitet tillod det, arbejdede jeg til sidst hovedsageligt som en svejser … men var stadig nødt til at lave spiking som en del af svejsearbejde. Det ideelle ved spiking er at køre spidsen hjem, men stop, når undersiden af spikes hoved ikke er helt i kontakt med skinnen. Skinnen er af medium kulstofstål og kan knækkes, hvis den rammes hårdt nok. For hårdt slag på spidsen, for virkelig at ”sætte” det kan beskadige skinnen, så dette er et tilfælde, hvor “god nok” er god nok. Spikes holder ikke rigtig nede på skinnen. Toget gør det. Spidserne holder mål … holder skinnerne forskudt fra side til side.
Sporarbejde er nu meget mekaniseret, men håndværktøj er stadig i tung brug, og deres design har ikke ændret sig i et århundrede.
Svar
Dette er et godt spørgsmål med et interessant svar. De knuste sten er det, der er kendt som ballast . Deres formål er at holde trækorsbåndene på plads, som igen holder skinnerne på plads.
Tænk over ingeniørudfordring ved at køre miles med smalle bånd af stålspor oven på jorden: de er udsat for varmeekspansion og sammentrækning, jordbevægelse og vibrationer, nedbør fra nedbør fra hårdt vejr og ukrudts- og plantevækst nedenfra. Husk nu, at mens de 99\% af tiden bare sidder uden byrde, er de resterende 1\% udsat for belastninger så tunge som 1.000.000 pund (vægten af et Union Pacific Big Boy-lokomotiv og dets bud).
Sæt alt dette sammen, og du har dig selv et virkelig, virkelig interessant problem, der først blev løst for næsten 200 år siden, og er ikke blevet forbedret markant siden!
Svaret er at starte med den blotte jord og derefter opbygge et fundament til at hæve banen højt nok, så den ikke bliver oversvømmet. Oven på fundamentet deponerer du en masse knust sten (ballasten). Oven på stenen lægger du (vinkelret på sporets retning) en linje af træbjælker på 19,5 tommer centre, 8 1/2 fod lange, 9 tommer brede og 7 tommer tykke, der vejer ca. 200 pund … 3.249 af dem pr. Mil. Derefter fortsætter du med at dumpe knust sten rundt om bjælkerne. De skarpe kanter af stenen gør det vanskeligt for dem at glide over hinanden (på den måde glatte, runde småsten ville) og dermed effektivt låse dem på plads.
Bjælkerne er lavet af hårdttræ (normalt egetræ eller hickory) og imprægneret med kreosot til vejrbeskyttelse. I USA kalder vi dem “krydsbånd” (eller i daglig tale bare “jernbanebånd”); i Storbritannien er de kendt som “sovende”; Europæisk portugisisk, “travessas”; Brasiliansk portugisisk, “dormentes”; Russisk, шпала (læs “shpala”); Fransk “krydser”. Mens 93\% af båndene i USA stadig er lavet af træ, prøver hårdt trafikerede moderne jernbanelinjer i stigende grad alternativer, herunder kompositplast, stål og beton.
Sidebjælke for virkelig nørdede, med sjove fakta om jernbanebånd
Der er cirka 689.974.000 bånd i USA, der understøtter 212.000 miles jernbanespor. I 2011 erstattede de store amerikanske jernbaner i alt 15.063.539 bånd. 14.148.012 af dem var nye og lavet af træ; 544.652 var brugte træbånd; og 370.875 var nye bånd lavet af noget andet end træ. Gamle bånd genbruges til brug i landskabspleje, omdannes til brændselspiller eller brændes i kraftproduktionsanlæg for at levere elektricitet.
Derefter bringer du varmvalsede stålskinner, historisk 39 “lange i USA, ind (fordi de blev ført til stedet i 40 “gondolbiler), men i stigende grad nu 78”, og lagt dem oven på båndene, ende til ende. De plejede at blive forbundet ved at bolte på et ekstra stykke stål (kaldet en “fiskeplade”) på tværs af siden af leddet, men i dag svejses det normalt kontinuerligt ende-til-ende.
Det ser ud til at du bare kunne sømme dem eller skrue dem fast på båndene, men det fungerer ikke. Den ikke-trivielle bevægelse forårsaget af varmeudvidelse og sammentrækning langs skinnens længde ville få den til at gå i stykker eller spænde, hvis noget af det blev fastgjort på plads. Så i stedet er skinnerne fastgjort til svellerne ved hjælp af clips eller ankre, der holder dem nede, men tillader dem at bevæge sig i længderetningen, når de udvides eller trækker sig sammen.
Så der har du det: en århundreder gammel proces, der er yderst effektiv til at lette bevægelse af mennesker og materiale over tusinder af miles … selvom intet er permanent fastgjort til jorden med en fast forbindelse!
Ballasten fordeler belastningen på båndene (som igen bærer togets belastning på sporet, holdt af clips) over fundamentet, giver mulighed for jordbevægelse, termisk udvidelse og vægtafvigelse, tillader regn og sne til at dræne gennem sporet og hæmme væksten af ukrudt og vegetation, der hurtigt ville overtage sporet.
Forresten, som bemærket i kommentaren fra bruger-13812768563281058315, følgerne af IKKE passende at sørge for virkningerne af varmeudvidelse og sammentrækning kan være ret drastisk. Forestil dig, hvad der ville ske med et tog, der forsøgte at gå ned ad denne del af det spændte spor (i Melbourne under en hedebølge …).