Beste antwoord
Hoewel de kleine kop zich goed leent voor de korte afstanden van het werk, geheim achter het smalle hoofd is er een van de natuurkunde. Ik was 32 jaar een gandy en ik heb veel spikes gebogen. Het is gemakkelijk te doen. Hoe dik ze ook zijn, ze buigen als boter. Soms zijn ze expres gebogen om de rail een fractie van een inch lateraal te verplaatsen. Eiken stropdassen zijn de sterkste en meest voorkomende, dan komen sparren en esp voor licht werk in werven. De banden kunnen worden geboord of niet. De meest voorkomende stropdas op mijn weg was een niet-geboorde, creosoterende, eiken stropdas.
Een massa in beweging blijft meestal in beweging, tenzij erop wordt ingewerkt door een kracht van buitenaf. De smalle kop betekent dat het grootste deel van de massa van de hamer zich dicht bij de hartlijn van de kop bevindt. Een bredere kop betekent dat de massa over een groter gebied wordt verdeeld. Als de spijker wordt geraakt en de slag is niet gecentreerd onder de hamer maar aan één kant ervan, dan zal het grootste deel van de massa van de hamer de hamer dwingen om in je hand te draaien en van de spijker af te glijden … ook door de spijker te buigen of zelfs lancering naar een andere locatie. Als een spijker überhaupt wordt geraakt door een spijkermal, zal het grootste deel van de massa nog steeds bijna recht naar beneden worden gericht, en dit zal nuttige energie zijn, die de spijker in de das drijft. Soms wordt de spijker een beetje gebogen, maar hij kan worden rechtgetrokken en door verder te rijden zal hij hem naar huis sturen.
Het niet-opvallende uiteinde van de hamerkop is nog kleiner in diameter, waardoor nog meer van de hamermassa is dichter bij de hartlijn van de hamerkop, voor betere efficiëntie. ja, het smalle uiteinde past tussen de rail en de vangrail in een wisselkikker, maar vol vermogen hier is een dwaas spel, dat waarschijnlijk serieuze hamerslagen op het loopvlak van de rail veroorzaakt. Baanstoten werden gemaakt voor dit werk, en was de provincie van een stootman en zijn spits. Sommige mensen hebben dit gedaan met de ene spike-maul die de andere maul trof, maar dit is buitengewoon gevaarlijk, omdat deze hamers verharde gezichten hebben. Wanneer het ene verharde gezicht het andere raakt, kan een scherpe chip uit een van de gezichten worden geslagen met een slag die niet perfect is, en de chip zal wegvliegen als een kogel en soms een persoon in de buurt raken. Een man in mijn bende draagt tot op de dag van vandaag een stuk staal in zijn been, omdat de plaatselijke dokter het niet kon verwijderen.
Een goede spiker zou consequent een standaard spijker naar huis kunnen drijven in een ongeboorde eik bind in 4 of 5 slagen, waardoor een contactvlak op de spijkerkop achterblijft, ter grootte van een nikkel. We hadden regels tegen het steken over de rail, omdat er te veel gevallen waren van gebroken hamerhandvatten of schade aan de basis van de rail. Teamspiking was prachtig om naar te kijken en te horen, maar het was ook erg gevaarlijk als het ritme om wat voor reden dan ook verloren ging en hamers konden botsen en er ongelukken gebeuren. Teamspiking werd afgekeurd. Ik was gracieus als een kromgetrokken plank, dus ik deed niet veel spiking. Ik was vaker een van de jongens die de banden dichtknipte zodat de spiker zijn werk kon doen, of het rechtzetten van spikes, of het verschuiven van dassen met een voeringstang, of het scheppen van ballast, of met de hand zetten van spikes voor de spijkerteams, of spike met een klauwstang. Aangezien mijn anciënniteit het toeliet, werkte ik uiteindelijk voornamelijk als baanlasser … maar moest ik nog steeds spiking doen als onderdeel van laswerk. Het ideaal bij spiking is om de spike naar huis te drijven, maar stop wanneer de onderkant van de kop van de spijker niet helemaal in contact is met de basis van de rail. De rail is van medium koolstofstaal en kan breken als hij hard genoeg wordt geraakt. Een te harde klap op de spike, om echt te “zitten” kan de rail beschadigen, dus dit is een geval waarin “goed genoeg” goed genoeg is. Spikes houden de rail sowieso niet echt vast. De trein doet dat. De spikes houden de maat vast … voorkomen dat de rails van links naar rechts verschuiven.
Baanwerk is nu sterk gemechaniseerd, maar handgereedschap wordt nog steeds intensief gebruikt en hun ontwerp is in een eeuw niet veranderd.
Antwoord
Dit is een goede vraag met een interessant antwoord. De steenslag is wat bekend staat als ballast . Hun doel is om de houten dwarsliggers op hun plaats te houden, die op hun beurt de rails op hun plaats houden.
Denk aan de technische uitdaging waarmee mijlen van smalle linten van stalen rails over de grond worden gelopen: ze zijn onderhevig aan warmte-uitzetting en samentrekking, grondbeweging en trillingen, neerslagvorming door ruw weer en onkruid en plantengroei van onderaf. Houd er nu rekening mee dat terwijl ze 99\% van de tijd gewoon onbezorgd zitten, de resterende 1\% onderhevig is aan bewegende ladingen zo zwaar als 1.000.000 pond (het gewicht van een Union Pacific Big Boy-locomotief en zijn tender).
Zet dit allemaal bij elkaar en je hebt zelf een heel, heel interessant probleem dat bijna 200 jaar geleden voor het eerst werd opgelost en sindsdien niet significant is verbeterd!
Het antwoord is om te beginnen met de kale grond, en dan een fundering op te bouwen om de baan hoog genoeg te maken zodat hij niet onder water komt te staan. Bovenop de fundering leg je een lading steenslag (de ballast). Bovenop de steen leg je (loodrecht op de richting van de baan) een rij houten balken op het midden van 19,5 inch, 8 1/2 voet lang, 23 cm breed en 7 inch dik, met een gewicht van ongeveer 200 pond … 3.249 daarvan per mijl. Je blijft dan steenslag rondom de balken dumpen. Door de scherpe randen van de steen kunnen ze moeilijk over elkaar glijden (zoals gladde, ronde kiezelstenen dat zouden doen), waardoor ze effectief op hun plaats worden vergrendeld.
De balken zijn gemaakt van hardhout (meestal eiken of hickory) en geïmpregneerd met creosoot voor bescherming tegen weersinvloeden. In de VS noemen we ze “dwarsverbindingen” (of, in de volksmond, gewoon “spoorwegbanden”); in het VK staan ze bekend als “slapers”; Europees Portugees, “travessas”; Braziliaans Portugees, “dormentes”; Russisch, шпала (lees “shpala”); Franse “doorkruist”. Hoewel 93\% van de bielzen in de VS nog steeds van hout is, proberen moderne spoorlijnen met veel verkeer steeds vaker alternatieven uit, waaronder composiet plastic, staal en beton.
Zijbalk voor de echte geeky, met leuke weetjes over spoorwegverbindingen
Er zijn ongeveer 689.974.000 banden in de Verenigde Staten, die 212.000 mijl spoorlijn ondersteunen. In 2011 vervingen de grote Amerikaanse spoorwegen in totaal 15.063.539 banden. 14.148.012 daarvan waren nieuw en gemaakt van hout; 544.652 waren tweedehands houten stropdassen; en 370.875 waren nieuwe banden gemaakt van iets anders dan hout. Oude stropdassen worden gerecycled voor gebruik in landschapsarchitectuur, omgezet in pelletbrandstof of verbrand in warmtekrachtcentrales om elektriciteit te leveren.
Vervolgens brengt u warmgewalste stalen rails binnen, historisch 39 inch lang in de VS (omdat ze naar de locatie werden vervoerd in 40 “gondelwagens), maar nu steeds meer 78”, en leg ze op de banden, met de uiteinden tegen elkaar. Vroeger werden ze verbonden door een extra stuk staal (een zogenaamde “fishplate”) over de zijkant van de verbinding, maar worden tegenwoordig meestal continu end-to-end gelast.
Het lijkt erop dat je ze gewoon kunt vastspijkeren of vastschroeven aan de banden, maar dat zal niet werken. De niet-triviale beweging die wordt veroorzaakt door warmte-uitzetting en samentrekking over de lengte van de rail zou ervoor zorgen dat deze zou breken of knikken als deze op zijn plaats zou worden bevestigd. Dus in plaats daarvan worden de rails aan de dwarsliggers vastgemaakt met clips of ankers, die ze vast houden, maar ze in de lengterichting laten bewegen als ze uitzetten of krimpen.
Dus daar heb je het: een eeuwenoud proces dat buitengewoon effectief is om de verplaatsing van mensen en materiaal over duizenden kilometers te vergemakkelijken … ook al is er niets permanent aan de grond bevestigd met een vaste verbinding!
De ballast verdeelt de belasting van de bielzen (die op hun beurt de belasting van de trein op het spoor dragen, vastgehouden door clips) over de fundering, zorgt voor grondbeweging, thermische uitzetting en gewichtsvariatie, laat regen toe en sneeuw om door de baan weg te lopen en de groei van onkruid en vegetatie te remmen die de baan snel zouden overnemen.
Trouwens, zoals opgemerkt in de opmerking van User-13812768563281058315, de gevolgen van NIET op de juiste manier het opvangen van de effecten van warmte-uitzetting en krimp kan behoorlijk ingrijpend zijn. Stelt u zich eens voor wat er zou gebeuren met een trein die dit specifieke stuk van een geknikt spoor probeerde af te dalen (in Melbourne, tijdens een hittegolf …).