تعتمد بنية السكك الحديدية على عدة مكونات ومنها: الأساس والعوارض الأفقية والقضبان الفولاذية والحديدية الموضوعة بشكل طولي عليها، هذه القضبان لديها وظيفة لتصميم السكك لا تقل أهمية عن وظائف المكونات الأخرى، في هذا المقال سنتعرف على القضبان ووظيفتها الأساسية وأنواعها.
ما هي قضبان السكك الحديدية ووظيفتها
القضبان تشبه العوارض الفولاذية الإنشائية الخاصة بالمباني، وتؤدي الوظائف التالية:
- توفر القضبان سطحًا مستويًا ومستمرًا لحركة القطارات.
- توفر القضبان مسارًا سلسًا وقليل الاحتكاك، فالاحتكاك بين العجلة الفولاذية والقضبان الفولاذية حوالي خمس الاحتكاك بين الإطار الهوائي والطريق المعدني.
- تعمل القضبان كموجه جانبي للعجلات.
- تتحمل القضبان الضغوط الناتجة عن الأحمال الرأسية الناتجة عن محاور وعجلات عربات السكك الحديدية وكذلك بسبب الكبح والقوى الحرارية.
- تقوم القضبان بوظيفة نقل الحمولة إلى مساحة كبيرة على بنية السكة من خلال العوارض الأفقية وحصمة السكك.
أنواع قضبان السكك الحديدية
- كانت القضبان الأولى المستخدمة ذات رأسين (DH) ومصنوعة من مقطع شكل (I) أو (dumb-bell)، كانت الفكرة أنه بمجرد أن يتآكل أعلى القضيب أثناء الخدمة يمكن قلب القضيب وإعادة استخدامه، وأظهرت التجربة أنه أثناء الخدمة بدأت القضبان بالانحراف من أسفلها المرتبط بالكراسي المثبتة لها لأنها لم تعد صالحة للاستخدام.
- هذا أدى إلى تطوير مقطع القضبان الى قضيب مقطع (BH)، والذي كان له شكل مماثل تقريبًا ولكن مع المزيد من المعدن في الرأس لمقاومة الاهتراء بشكل أفضل، كان العيب الرئيسي في هذا المقطع من القضبان هو أن الكراسي كانت مطلوبة لتثبيتها على العوارض الأفقية.
- تم إستخدام القضبان ذات القاعدة المسطحة بعدها، وتسمى أيضًا “قضبان نقالة”، من مقطع نوع (T) مقلوب وتم تطوير المقطع العرضي من النوع (T) المقلوب، والذي يمكن تثبيته مباشرة على العوارض الأفقية باستخدام الخوازيق.
- وهناك ميزة أخرى للقضبان ذات القاعدة المسطحة وهي أن تصميمها إقتصادي، ويعطي قوة أكبر واستقرارًا جانبيًا لمسار السكة مقارنة بالمقطع العرضي (BH)، تم توحيد القضبان ذات القدم المسطحة (Flat-Footed) واعتمادها على غالب السكك الحديدية في العالم، والشكل التالي يوضح المقاطع المستخدمة في قضبان السكك الحديدية:
