Najlepsza odpowiedź
Niektóre scenariusze:
1. Jeśli grosz jest trzymany w miejscu w pobliżu stacji, tuż przed tym, jak pociąg jest gotowy do odjazdu, grosz zostanie spłaszczony do najcieńszego poziomu, aż pociąg jedzie, a grosz może pozostać stabilny na torze. Ze względu na pewne wibracje na torze i powietrze przemieszczające się między torami i kołami, grosz może spaść po obu stronach toru, zanim wszystkie autokary przejeżdżają, ponieważ okazałby się zbyt cienki, aby pozostać stabilnym na torze z jadącym pociągiem na górze.
2. Jeśli grosz zostanie umieszczony na torze i żaden pociąg nie jedzie na jego szczycie na tym torze, to grosz pozostanie nienaruszony.
3. Jeśli grosz zostanie umieszczony między dwiema stacjami (nazywamy to sekcją), najprawdopodobniej, gdy pociąg dojedzie do tego miejsca z prędkością, powiedzmy 70 mil na godzinę (~ 110 km / h w Indiach), tor może wibrować, a grosz może spaść jeszcze zanim pierwsze koło lokomotywy dotknie grosza.
Nie próbowałem ani grosza, ale w Indiach, w małym miasteczku na wzgórzu niedaleko Bombaju, próbowałem założyć czapkę zimnego wypij butelkę i przepuść cały pociąg ekspresowy. Próbowałem podczas letnich wakacji z moimi kuzynami, gdy graliśmy w grę, w której używaliśmy spłaszczonej nakrętki od butelki po coli i przebijaliśmy dwa otwory pośrodku, przepuszczaliśmy nitkę między dwoma kołami i obracaliśmy palcami. Cały pomysł, aby spłaszczyć nakrętkę koksu do najniższego poziomu, polegał na sprawdzeniu, czy ta ostra krawędź spłaszczonej nakrętki koksu zetnie liść bananowca. Tak się stało i bolało palce i skórę. Próbowałem tej opcji 3 raz, umieszczając korek w miejscu oddalonym od peronu, z którego odjeżdża pociąg. Kapturek spadł, gdy szybki pociąg zbliżył się do korka.
Odpowiedź
To dobre pytanie z interesującą odpowiedzią. Rozdrobnione kamienie są tak zwanym balastem . Ich celem jest utrzymanie drewnianych poprzeczek na miejscu, które z kolei utrzymują szyny na miejscu.
Pomyśl o wyzwanie inżynieryjne, przed którym stoją kilometry wąskich taśm stalowych gąsienic po powierzchni gruntu: są one narażone na rozszerzanie się i kurczenie pod wpływem ciepła, ruchy gruntu i wibracje, gromadzenie się opadów atmosferycznych z powodu niesprzyjającej pogody oraz chwasty i rośliny od spodu. Teraz należy pamiętać, że podczas gdy przez 99\% czasu siedzą nieobciążeni, pozostały 1\% jest narażony na przemieszczanie ładunków o wadze do 1000000 funtów (waga lokomotywy Union Pacific Big Boy i jej przyczepności).
Połącz to wszystko, a otrzymasz naprawdę interesujący problem, który został rozwiązany po raz pierwszy prawie 200 lat temu i od tamtej pory nie został znacząco poprawiony!
Odpowiedź brzmi: zacznij z gołą ziemią, a następnie zbuduj fundament, aby podnieść tor tak wysoko, aby nie został zalany. Na fundamencie kładziesz ładunek pokruszonego kamienia (balast). Na kamieniu kładzie się (prostopadle do kierunku toru) szereg drewnianych belek na 19,5-calowych środkach, 8 1/2 stopy długości, 9 cali szerokości i 7 cali grubości, o wadze około 200 funtów … 3249 z nich na milę. Następnie kontynuujesz zrzucanie pokruszonego kamienia wokół belek. Ostre krawędzie kamienia utrudniają im przesuwanie się po sobie (w sposób, w jaki robią to gładkie, okrągłe kamyczki), skutecznie blokując je w miejscu.
Belki są wykonane z twardego drewna (zwykle dębowego lub orzesznika) i impregnowane kreozotem w celu ochrony przed warunkami atmosferycznymi. W Stanach Zjednoczonych nazywamy je „powiązaniami krzyżowymi” (lub, potocznie, po prostu „więzami kolejowymi”); w Wielkiej Brytanii są one znane jako „śpiące”; Europejski portugalski „travessas”; Brazylijski portugalski „dormentes”; Rosyjski, шпала (czytaj „shpala”); Francuskie „trawersy”. Chociaż 93\% krawatów w USA jest nadal wykonanych z drewna, nowoczesne linie kolejowe o dużym natężeniu ruchu coraz częściej próbują alternatywnych rozwiązań, w tym kompozytów z tworzywa sztucznego, stali i betonu.
Pasek boczny dla prawdziwych geeków, z zabawnymi faktami na temat powiązań kolejowych
W Stanach Zjednoczonych istnieje około 689 974 000 połączeń obsługujących 212 000 mil torów kolejowych. W 2011 r. Główne linie kolejowe w USA wymieniły łącznie 15 063 539 powiązań. 14 148 012 z nich było nowych i wykonanych z drewna; 544652 to używane drewniane krawaty; a 370 875 to nowe krawaty wykonane z czegoś innego niż drewno. Stare krawaty są poddawane recyklingowi w celu wykorzystania w kształtowaniu krajobrazu, przekształcane w paliwo w postaci peletów lub spalane w elektrowniach kogeneracyjnych w celu zapewnienia energii elektrycznej.
Następnie wprowadzamy walcowane na gorąco stalowe szyny o długości 39 cali w USA. (ponieważ przewożono je na miejsce w 40-calowych wagonach gondolowych), ale obecnie coraz częściej o 78 cali i kładzie się je na krawatach, od końca do końca. Kiedyś łączono je śrubami na dodatkowym kawałku stali (zwanym „łącznik”) w poprzek boku złącza, ale obecnie są one zwykle spawane od końca do końca w sposób ciągły.
Wydawałoby się, że można by je po prostu przygwoździć lub przykręcić do krawatów, ale to nie zadziała. Nietrywialny ruch spowodowany rozszerzalnością cieplną i kurczeniem się wzdłuż szyny spowodowałby jej pęknięcie lub wygięcie, gdyby któryś z nich był zamocowany na miejscu. Zamiast tego szyny są mocowane do podkładów za pomocą zacisków lub kotew, które utrzymują je w dół, ale pozwól im poruszać się wzdłużnie, gdy się rozszerzają lub kurczą.
Więc masz to: proces sprzed wieków jest niezwykle skuteczny w ułatwianiu przemieszczania ludzi i materiałów na odległość tysięcy mil … nawet jeśli nic nie jest trwale przymocowane do podłoża za pomocą stałego połączenia!
Balast rozkłada obciążenie cięgien (które z kolei przenosi obciążenie pociągu na torze, utrzymywane za pomocą klipsów) w poprzek fundamentu, pozwala na przemieszczanie się gruntu, rozszerzalność cieplną i zmienność ciężaru, umożliwia odprowadzanie deszczu i śniegu przez tor, i zahamować wzrost chwastów i roślinności, które szybko zajęłyby ścieżkę.
Nawiasem mówiąc, jak zauważono w komentarzu użytkownika-13812768563281058315, konsekwencje NIE odpowiedniego uwzględnienia skutków rozszerzalności cieplnej i skurcz może być dość drastyczny. Wyobraź sobie, co by się stało z pociągiem, który próbował przejechać tym konkretnym odcinkiem wyboczonego toru (w Melbourne, podczas fali upałów …).