Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów/VI

<<< Dane tekstu >>>
Autor	Jan Pietraszek
Tytuł	Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów i ich pomocników na drogach żelaznych
Pochodzenie	Przewodnik praktyczny dla użytku maszynistów
Wydawca	Towarzystwo Dróg Żelaznych Warszawsko-Wiedeńskiéj i Warszawsko-Bydgoskiéj
Data wyd.	1873
Druk	J. Berger
Miejsce wyd.	Warszawa
Źródło	Skany na Commons
Inne	Cały tekst Pobierz jako: EPUB  • PDF  • MOBI
Indeks stron

›››

[421]

ROZDZIAŁ VI.

Budowa wierzchnia.

171. Co należy rozumieć przez budowę wierzchnią drogi żelaznéj?

 Przy budowie piérwszéj drogi żelaznéj z Liwerpool do Manchester, Jerzy Stephenson i jego przyjaciele mieli olbrzymie do zwalczenia trudności z uorganizowanym oporem właścicieli gruntów i dzierżawców. Jak tylko ci ludzie ujrzeli narzędzia miernicze i niwellacyjne, zgromadzili się natychmiast i przemocą oddalili jeometrów. Niektórzy nawet z tych ostatnich byli uwięzieni i dopiéro wtedy wypuszczono ich na wolność, kiedy stanowczo przyrzekli, że już nigdy téj przeklętéj roboty podejmować nie będą. Często nawet do formalnych i krwawych starć przychodziło pomiędzy wieśniakami i jeometrami; tych ostatnich kamionowano, a narzędzia ich niszczono. Z taką to ciemnotą i barbarzyństwem walczyć musieli i to w Anglii, twórcy kolei żelaznych ^[1].
 Dziś zmieniły się okoliczności: prawie każda okolica tak w Anglii jak na lądzie stałym pragnęłaby mieć koléj żelazną; trudności o jakich tutaj wspominamy, nie napotykają się już więcéj w krajach oświeconych, wszelako wypada jeszcze nieraz walczyć z innemi znowu przeszkodami: stawianemi ostrym [422]językiém lub piórem, zamiast bronią sieczną lub palną, jak to bywało dawniéj.
 Śledzenie jak najkorzystniejszéj linii dla drogi żelaznéj nie jest całkiem wolne od rozmaitych trudności, gdyż taka czynność należy do najżmudniejszych i najwięcéj skomplikowanych, jaką tylko w technice napotkać można. Inżynier śledzący drogę, nie tylko uważać musi na okoliczności czysto technicznéj natury, ale także powinien mieć wzgląd na stosunki przemysłowo-handlowe okęlic, których ma dotykać koléj, jak również i na militarne znaczenie linii ^[2].
 Zadanie więc tego rodzaju techniki jest nadzwyczaj ważne, gdyż tu cały obszar sztuki inżynierskiéj, ze wszystkiemi naukami pomocniczemi muszą się wzajemnie wspierać, a mianowicie: technika budowy dróg i ruchu, budowa parowozów i wagonów, budownictwo lądowe i wodne, miernictwo, geognozya i różne jeszcze nauki pomocnicze. Dla tego zbudowanie drogi żelaznéj, nie jest rzeczą tak łatwą, jakby się to napozór wydawać mogło.
 Wiadomo każdemu, że koléj żelazna połączona z parowozem, przyczyniła się najwięcéj do obudzenia ruchu handlowego, gdyż jeden tylko parowóz może transportować po drogach żelaznych towary i osoby, szybko i tanio. Parowozy i drogi żelazne, usunęły na szosach karety pocztowe, kuryerki, omnibusy etc. a dziś współzawodniczą nawet pod względem taniości transportów z żeglugą parową na kanałach i rzekach.
 Próby na drodze żelaznéj z Birmingham do Glouchester, oraz koléj żelazna w Styryi przez górę Semmering, dostatecznie przekonały, że lokomotywa może ciągnąć pociąg nawet po spadku 1:37, wszelako nie korzystnie jest robić na drogach [423]żelaznych spadków większych jak 1:200, czyli 0,005, a w bardzo trudnéj okolicy 0,008. Jeżeliby potrzeba wypadła robić większe spadki, powinien inżynier należycie rozważyć, czy kiedyś koszta eksploatacji, nie przewyższą kosztów budowy, jakieby potrzeba było ponieść z początku na zmniejszenie tych spadków.
 Ponieważ w miarę powiększania spadków, potrzeba silniejszych użyć lokomotyw, a ztąd i całą budowę drogi uczynić mocniejszą, a zatém i kosztowniejszą; lepiéj jest przeto przyjąć na całéj linii umiarkowane spadki ^[3].
 Łuki czyli krzywizny drogi, powinny być zakreślane promieniami 1800, a przynajmniéj 600 metrów, wyjąwszy na stacyach i liniach bocznych, gdzie można używać mniejszych promieni, a mianowicie: łuki dla zwracania całych pociągów, mogą mieć promień 300 do 270 metrów, a najmniéj 180 metrów; łuki dla samych lokomotyw, mogą być o promieniu 180 metrów, a nigdy mniéj niż 150 metrów; dla pojedynczych zaś wagonów 150 metrów, a najmniéj 120 metrów.
 Szerokość pomiędzy szynami (rails) wynosi: we Francyi, Belgii, Niemczech. Austryi i Polsce pospolicie: 1ᵐ,44 (5 stóp pols.); w Anglii i Szkocyi 1ᵐ,44, 1ᵐ,52, 1ᵐ,68; w Irlandyi i Rossyi 1ᵐ,83. Na linii z Londynu do Bristol, gdzie pociągi chodzą z prędkością 67 do 120 kilometrów na godzinę, szerokość ta jest 2ᵐ,13.
 Odstęp między dwiema liniami przynajmniéj 1ᵐ,80 wynosić winien; a szerokość bankietu, od szyn do brzegu plantu w gruncie mocnym 0ᵐ,50; w gruncie ruchomym 1ᵐ,50 do 2 metrów.
 W miejscach, gdzie most przechodzi nad koleją żelazną, powinien być wzniesiony równie jak tunele 6 metrów po nad wierzchem szyn, aby się mogła pomieścić lokomotywa z [424]kominem. Jeżeli zaś koléj przechodzi nad drogą zwyczajną, to wtedy wzniesienie mostu nad powierzchnią drogi, cztéry metry mieć musi.
 Przez budowę wierzchnią w ogóle rozumie się właściwą drogę dobrze splantowaną, z wszystkiemi do niéj należącemi częściami, a mianowicie: fundamentem czyli balastem, progami czyli podkładami, przyrządami łączącymi szyny z podkładami jak: haki, sworznie, śruby, siodełka, płyty, a w końcu szyny ze swemi łubkami czyli laszami.
 Dla ułożenia kolei żelaznéj, wyrabia się w przygotowanym plancie koryto 0ᵐ,50 głębokie i tak szerokie jaka jest szerokość kolei wraz z szerokością bankietów, dając mu na dnie spadek 0,03 do rowów. Następnie w to koryto daje się fundament czyli balast Oᵐ,25 do 0ᵐ,30 gruby, składający się z zgrubego piasku, szabru lub żwiru. Na tym fundamencie kładzie sią podkłady, a do podkładów przybijają się szyny ^[4].
 Budowa górna dzieli się na trzy główne systemy: na angielski, amerykański i europejski, ten ostatni przyjęty na lądzie stałym.
 System angielski czyli żelazny wykształcił się w kraju cierpiącym niedostatek drzewa, ale za to obfitującym w tanie żelazo i posiadającym niezmierny ruch handlowy. Balast jest tu bardzo gruby, cżasami bowiem do 2-ch stóp dochodzi; podkłady zwykle dębowe dają się tu rzadko, ale zato o wielkich wymiarach. Wielka moc lecz zarazem i koszt, charakteryzują taki system budowy.
 System amerykański jest znowu przeciwstawieniem systemowi angielskiemu. Balast bywa tutaj słaby, a czasem go zupełnie nie dają; ale za to podkłady poprzeczne dają się tu bardzo gęsto, a na tych utwierdzają się znowu podkłady podłużne szerokie i grube, a dopiéro na nich mocują się szyny słabe, [425]które same przez się nie miałyby dostatecznéj wytrzymałości do zniesienia ciężaru pociągów. Szybkość i taniość jest znowu charakterystyką takiéj budowy, mianowicie w okolicach leśnych, w jakie Ameryka obfituje ^[5].
 System nakoniec europejski, stanowi środek między tymi systemami. Balast daje się 12 do 18 cali, podkłady dają się dość gęsto, a szyny średniéj stałości o szerokiéj podeszwie, od swego wynalazcy zwane szynami Vignolesʼa, które mocują się do podkładów bez żadnych siodełek, wprost za pomocą haków. System ten co do ceny, środkuje także pomiędzy systemem angielskim i amerykańskim.
 Balastem nazywa się warstwa tłuczonego kamienia czyli szabru lub żwiru, nasypana i ubita na całéj szerokości drogi, dla zapobieżenia zapadaniu się podkładów. Dobry balast posiadać winien przynajmniéj 18 cali grubości i składać się z pokładu grubych kamieni, ułożonych w sposobie bruku, na którym dopiéro nasypuje się żwir albo szaber. Przestrzenie pomiędzy podkładami wypełniają się tymże samym materyałem, a jeżeli się dostrzeże opadnięcie progu, podbija się pod niego żwir oskardami, dopóki nie przybierze właściwego poziomu. Im kamień balastu jest twardszy, i im mniéj zawiera w sobie części ziemnych, ułatwiających roślinność, tém taki balast jest lepszym.
 Dla oszczędności dają w Niemczech balast cokolwiek tylko szerzéj od długości podkładów, a po obu stronach drogi, zostawiają się nie pokryte bankiety, w których robią rowki w pewnych od siebie odstępach, do ścieku wody służące. We [426]Francyi i Anglii dają balast przez całą szerokość drogi, co niezmiernie odpływanie wody ułatwia i podkłady od wilgoci ochrania.
 Wiadomo jest z doświadczenia, że podkłady balastem nakryte, konserwują się daleko lepiéj, aniżeli nie nakryte. Do pokrycia podkładów, najlepiéj jest używać żwiru pomieszanego z odpowiednią ilością gliny, a powierzchni drogi daje się taką krzywiznę, aby woda z niéj swobodnie do rowów odpływać mogła.

Fig. 156.

Fig. 157.

Fig. 158.

 Fig. 156 przedstawia sposób oszczędnego balastowania drogi; zaś fig. 157 przedstawia sposób używany we Francyi i Anglii.

172. Co to są podkłady i jak przyrządzają się takowe?

 Podkłady bywają: dębowe, bukowe, sosnowe, brzozowe i jodłowe od 8 do 18 cali szerokie, odpowiedniej grubości z [427]przekrojem czworokątnym, półokrągłym i trójkątnym (figura 158); układają się na balaście i służą do dźwigania szyn. Ich dolna powierzchnia powinna być dostatecznie szeroką, ażeby nie grzęzły w ziemi pod ciężarem przejeżdżających pociągów. Długość podkładów wynosi od 8 do 11 stóp, a grubość od 5 do 10 cali. Pod stosunkami szyn dają się podkłady szersze lub dłuższe. Podkłady węższe od 8 cali nie odpowiadają swemu przeznaczeniu, większa szerokość podkładów nad 12 cali, o ile z doświadczenia wiadomo, nie o wiele znowu więcéj wpływa na powiększenie ich mocy.
 Podkłady dają się zwykle w odległości 3-ch stóp jeden od drugiego, a zatém daje się 5 podkładów pod szynami 15 stopowemi (5 yardowemi), 6 pod szynami 18 stopowemi (6 yardowemi), a 7 pod 21 stopowemi (7 yardowemi). Ale konstrukcya budowy górnéj, nie trzyma się ściśle tych przepisów. Odległość w jakiéj się dają podkłady, zależną jest raczéj od grubości i wytrzymałości szyn. Niektóre angielskie koleje dają tylko 4 podkłady pod 18 stopowemi szynami, a niektóre koleje niemieckie dają ich aż 8. W każdym razie, kiedy profile szyn są silne i podkłady dobrze utrzymywane, jeden podkład na każde 3 stopy długości szyny tak na łuku jak i na linii prostéj, jest wystarczającym. Podkłady rozdzielają się dla tego w takich odległościach, ażeby w czasie toczenia się po nich równych ciężarów, wygięcie szyn pomiędzy wszystkiemi podkładami, było także równe. Dla tego pod stosunkami szyn, należy dawać podkłady jak najbliżéj siebie, ponieważ to miejsce szyny, stanowi jéj część najsłabszą. W Niemczech i Anglii końce szyn, mające się'z sobą stykać, ustawiają się na podkładzie szerszym; we Francyi łączy się końce szyn łaszami pomiędzy dwoma podkładami i takowych nie podpiera się wcale. Obie zasady mają swoich zwolenników.
 Budowa górna amerykańska (przyjęta także przez znakomitego inżyniera Brunela, na niektórych drogach angielskich), zasadza się na tém, jakeśmy to już wyżej wspomnieli, że na [428]podkładach poprzecznych, układają się belki drewniane różnéj szerokości i grubości, a dopiero na podłużnych belkach utwierdzają się stosunkowo słabe szyny, które nie będąc w ten sposób podparte, nie wytrzymałyby przesuwającego się po nich ciężaru.
 Podkłady z powody gnicia i ustawicznego ich odnawiania, należą do największych wydatków jakie na kolejach ciążą. W przecięciu, jak wiadomo z doświadczenia, jeden podkład z miękkiego drzewa, nie może dłużéj wystarczyć nad 6–7 lat, a podkład z drzewa twardego 7–8 lat.
 Dla tego starano się już oddawna środkami chemicznymi lub mechanicznymi, drzewu większą trwałość nadawać. Z początku dawano drzewu powłokę z materyj nieprzepuszczających wody, jak smoła zwyczajna, smoła kamienna i t. p., ale środki te nie przyniosły pożądanego skutku. Późniéj trafiono na racjonalniejszą metodę, a mianowicie przemieniania pierwiastków znajdujących się w drzewie, a sprowadzających butwienie i zgniliznę, za pomocą środków chemicznych tak, aby te swoją szkodliwą własność rozkładania drzewa straciły. Skutek ten był daleko lepszym. Używano kreozotu, nadchlorku rtęci (Hg. Cl.), siarczyku barytu (Ba. S.), chlorku cynku (Zn. Cl), siarkanu niedokwasu 1-go żelaza (Fe. O. SO₃ + 7 HO) i siarkanu miedzi (Cu O, SO₃ + 5 HO), a środkami tymi nasycone podkłady na drodze żelaznéj Berlińsko-Hamburgskiéj, okazały trwałość 10 do 15 lat.
 Sposób nasycania czyli kijanizowania ^[6] podkładów, jest następujący: Rozczynia się jedna z powyższych soli, i w takim [429]rozczynie zostawia się podkłady od 8 do 10 dni, lub téż układa się podkłady w wielkim cylindrze metalowym, z którego wypompowuje się potém powietrze. Tym sposobem pompuje się także powietrze i z komórek drzewa. Następnie wpuszcza się tam strumień metalowego rozczynu, który dostaje się dość głęboko do komórek drzewa, pozbawionych poprzednio powietrza, szczególnéj zaś wtedy, jeżeli wtłaczanie rozczynu odbywa się pod wielkiém ciśnieniem ^[7].

173. Jakich szyn używają koleje żelazne?

 Szyny używane na drogach żelaznych, mają rozmaitą formę. Prawie każda koléj używa szyn takiego kształtu, jaki inżynier kierujący budową drogi, za najodpowiedniejszy uważa.
 Każda w ogólności szyna używana w Europie, składa się: z głowy, szyi i stopy czyli podeszwy.
 Ażeby głowa szyny przedstawiać mogła dostateczny opór przeciwko działaniu kół, winna być dobrze podpartą; dla tego na złączeniu z szyją, daje się jéj zwykle kształt gruszki.
 Szyja powinna posiadać dostateczną stałość przeciwko wygięciu, osobliwie na krzywiznach i stanowić trwałe połączenie głowy z podeszwą.
 Podeszwa powinna mieć, taką formę, aby przedstawiała możność dobrego połączenia z podkładem, a podług sposobu swojego umocowania, rozmaite kształty posiada.
 Formy szyn dzielą się na cztery główne rodzaje, oznaczone na figurze 159 głoskami a, b, c, d; gdzie a przedstawia szynę płaską; b szynę mostkową; c szynę siodełkową, a d szynę z szeroką podeszwą, czyli szynę Vignoles’a.
 Szyny płaskie i mostkowe a i b przybijają się gwoździami lub téż przytwierdzają śrubami do podkładów podłużnych. Szyny [430]tego rodzaju używane były dawniéj w Anglii i na niektórych kolejach niemieckich, ale obecnie zupełnie je zarzucono. Ciężar szyn płaskich wynosi 5 do 10 funtów na stopę bieżącą, a szyn mostkowych od 10 do 20 funtów. Amerykańscy inżynierowie używają do dziś dnia szyn płaskich i mostkowych a i b, z powodu wielkiej obfitości drzewa, jaką Ameryka posiada, co im daje możność układania podkładów podwójnych, t. j. poprzecznych, a na nich podłużnych, na których mocują dopiéro swoje słabe szyny.

Fig. 159.

 Szyny siodełkowe (figura 159 lit. c) pod względem formy i ciężaru, są bardzo rozmaite, ale dadzą się na 3 główne klassy podzielić, a mianowicie na:
 a)   Szyny o jednéj głowie.
 b)   Szyny z dwiema głowami nie symetrycznemi.
 c)   Szyny z dwiema głowami symetrycznemi.
 Szyny o jednéj głowie i szyny z jedną głową większą a zaś drugą mniejszą, używane były na dawniejszych kolejach angielskich; dziś jednak rzadko są używane, gdyż z powodu obecnego ruchu, musiałyby jeszcze być wyższemi od szyn z szerokiemi podeszwami.
 Szyny siodełkowe symetryczne, używane były wprawdzie już od r. 1830 na kolejach z Liverpool do BirmingamBirmingham, z Dublina do Kingston i na kolei Taunus (1838), ale dopiéro późniéj weszły w powszechne użycie w Anglii i we Francyi.
[431] Można powiedzieć, że szyny z szerokiemi podeszwami czyli szyny Vignoles’a (figura 159 lit. d) pod względem formy, są najwięcéj używane. Mocowały się pierwotnie do podkładów podłużnych, dziś jednak powszechnie utwierdzają się na podkładach poprzecznych. Jest to najracyonalniejsza forma ze wszystkich, jakie dotąd istniały.
 Figura 160 przedstawia profil szyny obecnie użytéj na drogach żelaznych: Warszawsko-Wiedeńskiej i Warszawsko-Bydgoskiéj, w połowie naturalnej wielkości.

Fig. 160.

 Oprócz tu wymienionych gatunków szyn, są jeszcze szyny: Barlowʼa, z podstawą na 250 do 300 millim. szeroką, pod któremi nie używa się żadnych podkładów; tudzież szyny złożone:
[432] a)   Z dwóch części. Mają one ormęformę szyn siodełkowych z podeszwą szeroką.

Fig. 161.	Fig. 162.

 Figury 161 i 162 przedstawiają dwa różne sposoby ich połączenia.

Fig. 163.	Fig. 164.

 b)   Szyny złożone z trzech części o szerokiéj podstawie, mocują się na podkładach poprzecznych, a mianowicie szyny przedstawione na figurach: 163 i 164; zaś szyny z 3-ch części złożone o podstawie 250 do 300 millimetr. szerokiéj (figura 165), ustawiają się wprost na fundamencie drogi, bez żadnych podkładów. Ten ostatni rodzaj szyn z 3-ch części złożonych, nazywa się systemem Schefflerʼa, który ukazał się po raz piérwszy w 3ch różnych modyfikacyach na kolei Brunświckiéj w r. 1864. Obie dolne szyny wykonane są z żelaza kątowego 10 mm. grubego, którego ramiona pionowe mają szerokość 162 mm., zaś ramiona [433]poziome 137 mm. Ramiona pionowe opatrzone są od góry wyskokami; raz dla tego, aby je prosto wywalcować było można, drugi raz dla tego, aby głowa górnéj szyny stalowéj, miała pewniejsze podparcie. Górna szyna stalowa złączona jest z szynami dolnemi za pomocą klinów a, które można stósownie do potrzeby naciągać. Ramiona poziome dla większéj stałości, opatrzone są pod spodem płytą b blaszaną żelazną, za pomocą śrub z ramionami połączoną. Dla złączenia z sobą szyn w kierunku poprzecznym za pomocą prętów żelaznych, mocują się śrubami do ramion pionowych w odległościach 1,57 m. kawałki żelaza formy , na figurze 165 literą c oznaczone, 105 mm. wysokie, a 65 mm. szerokie, z brzegami wykrępowanymi. Do tych kawałków żelaznych 8-ma śrubami mocują się końce prętów na odpowiedni śladomiar przyciętych. Całkowity ciężar takiéj konstrukcyi z szeroką podeszwą wynosi na metr bieżący w przecięciu 162,5 kilogramów; zaś saméj szyny stalowéj górnéj 18,71 kilogramów, również na metr bieżący.
 Pierwotne dwie konstrukcye, cokolwiek tylko różne od téj jaką figura 165 przedstawia, miały szyny dolne ze zwykłego równoramiennego kątowego żelaza na 130 do 150 mm. szerokiego; szyny górne zrobione były z żelaza drobnoziarnistego, łącząc się z szynami dolnemi nie klinami jak na figurze 165-téj, ale zwyczajnemi śrubami. Łączniki poprzeczne zrobione były z żelaza płaskiego na 75 mm. wysokiego a 11 mm., grubego, spojone z pionowemi ścianami szyn dolnych za pomocą przyszwejsowanych kawałków z (teowego) żelaza, w odległości 785 mm. jeden od drugiego, lub również z (teowego) żelaza na 131 mm. wysokiego, ale przynitowanych do poziomych ramion szyn dolnych, w odległości 1,41 m. Te wszystkie trzy konstrukcye próbowane na różnych przestrzeniach drogi między Brunświkiem a Wolfenbüttel, wynoszących razem 3450 m. długości, od r. 1864 do 1868 wydały rezultaty zadawalniające, a konserwacya tego rodzaju kolei, nie była wcale [434]kosztowniejszą, od kolei zwyczajnéj. Koszt budowy wierzchniéj, podług pierwszéj konstrukcyi ze stalowemi górnemi szynami, wynosił 15,66 talarów za metr bieżący, a z szynami z żelaza drobnoziarnistego talarów 14,3.
Fig. 165.
 Szyny składane o szerokiéj podstawie i szyny siodełkowe, ukazały się najpierw w Ameryce r. 1850. Szyny tego rodzaju taką przedstawiają korzyść, że część górna czyli środkowa po wydarciu się, może być łatwo nową zastąpiona. Część górna daje się ze stali albo z żelaza drobnoziarnistego, a dwie dolne części z żelaza zwyczajnego.
 Ale ze wszystkich tu wyszczególnionych systemów, dwa tylko dzisiaj współzawodniczą ze sobą, a mianowicie: szyny siodełkowe z głowami symetrycznemi i szyny o szerokiéj podstawie.
 Co do wysokości szyn, to takowa niezmierny wywiera wpływ na ich wytrzymałość. W piérwszych czasach kolejnictwa, gdzie używano tylko parowozów lekkich, i jeżdżono z bardzo umiarkowaną prędkością, używano także i szyn nie wysokich; ale w skutek zwiększonego ruchu na kolejach, zwiększyły się także ciężar i prędkość parowozów, a za tém poszły także wysokość szyn i ich ciężar.
 Ponieważ szyny o szerokiéj podeszwie mocowane były z początku na podkładach podłużnych, miały więc bardzo małą wysokość, bo tylko 65 do 75 millimetr; następnie wysokość ta powiększoną została na 88 do 111 millimetr. Najnowsze zaś koleje używają szyn wysokich na 115 do 133 millimetr., pomiędzy [435]któremi liczy się i koléj Warszawsko-Wiedeńska, jak to z figury 160 widzieć się daje.
 W takim samym stosunku, w jakim się zwiększyła wysokość, zwiększył się i ciężar szyn. Waga pierwotnych szyn siodełkowych wynosiła ledwie 34 do 60 funtów na metr bieżący, dziś ta waga wynosi 70 do 80 funtów. Metr bieżący szyny na drodze Semmeryngskiéj waży 85,2 funtów. Szyny stalowe na drodze północnéj cesarza Ferdynanda (z Wiednia do Krakowa), ważą 61,2 funtów na metr bieżący, przy 120 millimetrach wysokości. Szyny drogi żelaznéj Warszawsko-Wiedeńskiéj 125 millimetrów wysokości mające, stalowe lane z fabryki Kruppa na 1 metr długości ważą 75, a żelazne 80 funtów.
 Kształt głowy jaką się nadaje szynie, niezmierny wywiera wpływ na trwałość obręczy kół, a nawet i samych szyn. Gdyby to możliwém było, obręcze i szyny z takiego materyału wyrabiać, któryby się nie zużywał, to byłoby wtedy najkorzystniéj, głowom szyn dawać taką formę, aby szyny i obręcze kół, w całéj swojéj szerokości przylegać do siebie mogły. Ale dotychczasowe szyny i obręcze, zużywają się nadzwyczaj prędko, a mianowicie, po pewnym przeciągu czasu jazdy, na płaszczyźnie stożkowéj obręczy tworzy się znaczne wyżłobienie. Lecz to złe jest nieuniknioném: z powodu wężykowatego ruchu wagonów, oraz z powodu rzucania się wagonów na łukach w skutek siły odśrodkowéj, niszczenie się obręczy następuje bardzo prędko. A że wyjeżdżonych obręczy w pociągach znajduje się zawsze więcéj aniżeli nowych, przeto konieczną okazało się rzeczą, głowom szyn nie dawać powierzchni płaskiéj, ale odpowiednie sklepienie ^[8].
 Pierwotne koleje angielskie używały szyn z płaskiemi głowami około 60 millimetrów szerokiemi; ale taka forma szyn dała najniekorzystniejsze wypadki, a nawet głowy ich w skutek zużycia się materyału, po pewnym czasie same przez się [436]przybierały formę sklepienia. Zarzucono więc szyny z głowami płaskiemi i zastąpiono je szynami z głowami sklepionemi. Doświadczenie nauczyło, że najlepszy promień połowy sklepienia głowy, powinien wynosić od 160 do 210 millimetr. Można wprawdzie dawać w samym środku głowy powierzchnię płaską, ale najwięcéj na 35 millimet. szeroką. Głowa szyny nie powinna być nigdy węższą od 57 millimet., a promień sklepienia krótszym od 130 millimetrów.
 Stopa czyli podeszwa, tak ze względu na łatwość fabrykacji, jako téż na wytrzymałość materyału, winna być na brzegach cieńszą aniżeli w środku; brzegi muszą być zaokrąglone, a podeszwa tak samo jak głowa, łagodnie przechodzić w szyję.
 Dla obliczenia wymiarów podeszwy i szyi, można użyć formuł empirycznych przez Dra. Winklera professora szkoły polytechnicznéj wied. podanych.
 Jeżeli wysokość szyny oznaczymy przez w, szerokość podeszwy przez s, grubość jéj na brzegu przez g a w środku przez g′ grubość szyi przez δ to możemy przyjąć że:

s	=	0,85	w
g	=	0,07	w
g′	=	0,13	w
δ	=	1,123	w.

 Ztąd otrzymuje się wypadek dla dróg głównych:

s	=	110,5	millimetr.
g	=	9,1	millimetr.
g′	=	17	millimetr.
δ	=	16	millimetr.

 Dla szyn stalowych na głównych drogach:

s	=	102	millimetr.
g	=	8	millimetr.
g′	=	15	millimetr.
δ	=	15	millimetr. a grubość
w środku	=	15	millimetr.

[437] Co do długości szyn, to w Anglii i na stałym lądzie, koleje żelazne używają szyn trojakich:
 1)   5 Yardowych (15 stóp angielskich).
 2)   6 Yardowych (18 stóp ang.)
 3)   7 Yardowych (21 stóp ang.).
 Na zebraniu techników dróg żelaznych, w Monachium w miesiącu wrześniu 1868 roku odbytém, kwestya: „Jak długie powinny być szyny i z jakich powodów“ ściśle była rozbieraną i po licznych dyskusyach zgodzono się (chociaż nie ogólnie): aby długość szyn znajdowała się w granicach 6,5 do 7 metrów, czyli 21,125 do 22,75 stóp angielskich.

174. Z jakiego materyału wyrabiają się szyny, jak się produkują, próbują i odbierają?

 Materyał, z którego wyrabiają się szyny dla kolei żelaznych są: żelazo kute i stal, lub téż oba te materyały razem.
 Żelazo kute i stal otrzymują się z surowcu wprost lub téż jak przy fabrykacyi stali, najprzód otrzymuje się żelazo kute, a po wykuciu lub wywalcowaniu onego w cieńkie sztaby, takowe sztaby przez długie żarzenie czyli gliowanie w proszku węgla drzewnego, zamieniają się na stal; taki sposób postępowania zowiesię cementowaniem, zaś taka stal zowie się stalą cementową.
 Żelazo surowe czyli surowiec, jest połączeniem 2½ do 5 procentów węgla z czystém żelazem, obejmującém jeszcze inne obce części w mniejszéj lub większéj obfitości.
 Surowiec otrzymany w wielkich piecach z rudy żelaznéj, podług wejrzenia odłamu, dzieli się na 3 kategorye, mianowicie: na surowiec siwy, biały i półbiały. Te 3 kategorye dzielą się znowu na liczne podkategorye, lecz nie wielkiego znaczenia.
 W surowcu białym, węgiel połączony jest chemicznie z żelazem. Surowiec siwy posiada tylko ½ do 1% węgla chemicznie z nim połączonego, a reszta węgla przedstawia się jako grafit nie połączony z żelazem. Surowiec półbiały, stanowi przejście pomiędzy surowcem siwym i białym.
[438] Częściami obcemi napotykanemi w surowcu, są głównie: siarka i fosfor, mniéj lub więcéj szkodliwe żelazu i stali. Bardzo nawet mała ilość siarki znajdująca się w surowcu, już stanowi przeszkodę processowi dobrego szwejsu; gdy znowu nieznaczna nawet ilość fosforu, daje tak nazwane zimno-łamliwe żelazo, czyli żelazo kruche.
 Przy fabrykacyi szyn należy unikać surowcu zawierającego siarkę, albowiem pakietowane sztaby nie będą się mogły dobrze zeszwejsować; zaś surowcu zawierającego fosfór, który jakkolwiek bardzo dobrze szwejsuje żelazo, przynajmniéj na podeszwy szyn nic należy używać.
 Zadaniem procesu fryszowania jest z surowcu produkować żelazo kute i stal przez odjęcie mu węgla, w części lub całości, i przez wyłączenie zeń wszelkich obcych części szkodliwych żelazu.
 Proces fryszowania odbywa się: albo na otwartych ogniskach, gdzie materyał opałowy styka się bezpośrednio z surowcem; albo téż w piecach pudlowych, w których tylko płomień i gorące gazy paliwa, stykają się z surowcem; albo téż w retortach Bessemera, gdzie tylko wtłoczone powietrze spotyka się z roztopionym surowcem.
 W otwartych ogniskach można uskutecznić proces fryszowania tylko za pomocą węgla drzewnego, i dla téj przyczyny jako téż z powodu większéj straty żelaza, fryszowanie na otwartych ogniskach wypada znacznie kosztowniéj, niż inne sposoby fryszowania. Dla tego dziś do fabrykacyi szyn, używa się tylko pieców pudlowych i retort Bessemerowskich.
 Jeżeli przez fryszowanie odciągniemy zupełnie surowcowi węgiel, to produkt stanie się żelazem kutem.
 Jeżeli zaś surowcowi odciągniemy tylko węgla ½ do 2%, to produkt stanie się stalą.
 Wszystko jest jedno, czy mamy produkować stal, czyli téż żelazo; albowiem postępowanie w piecach pudlowych i retortach Bessemera, będzie jedno i to samo, gdyż zadaniem jest obudwóch processów nie tylko wyłączyć węgiel ze składu surowcu w części [439]lub całości, ale oprócz tego wydzielić jeszcze z niego wszelkie obce i szkodliwe żelazu pierwiastki.
 Pomiędzy żelazem zupełnie ogołoconém z węgla a stalą, znajduje się jeszcze materyał pośredni z ¼ % węgla, stanowiący żelazo drobno-ziarniste. Materyał bardzo użyteczny do fabrykacyi szyn, gdyż z powodu własności łatwego szwejsu, obok dostatecznéj twardości oraz zbitości, kwalifikuje się szczególniéj na głowy szyn.
 Do fabrykacyi stali należy wybierać tylko najczystsze gatunki surowcu, zawierającego mangan; gdy do fabrykacyi żelaza, można używać mniéj czystych gatunków surowcu.
 Do fryszowania bessemerowskiego, podług dzisiejszego stanu tego processu, można tylko szarego używać surowcu, czy to chcemy produkować stal, czyli téż żelazo. Że zaś siwy surowiec jest droższy, ponieważ produkeya jego w wielkich piecach odbywać się może tylko przy większym przystępie ciepła i przy większym wydatku paliwa, dla tego téż stal Bessemera, nie jest wiele tańszą od stali wyrabianéj w piecach pudlowych, z czystego i białego surowcu ^[9].
 Oprócz stali pudlowéj i bessemerowskiéj jest jeszcze trzeci gatunek stali lanéj, tak zwana: stal lana tyglowa. Do fabrykacyi tego rodzaju stali, używa się albo stali cementowéj, albo pudlowéj, lub nakoniec stali Bessemera. Przez dobre rozsortowanie i przetopienie powyższych gatunków stali w tyglach ogniotrwałych z dodatkiem manganu, otrzymuje się materyał szczególnéj zbitości i jednostajności, którego użyciu na szyny, stawia jedynie przeszkodę jego wysoka cena.
 Nie należy tu przemilczeć, że od wielu lat, znany wynalazek austryackiego pułkownika Uchatiusa, wyrabiania stali lanéj przez przetapianie surowcu i żelaza kutego w tyglach ogniotrwałych; [440]tudzież nie dawno podany system Martin’a, przetapiania surowcu i żelaza kutego w gazowych szmelcerskich piecach Siemensa, widocznie mają przeznaczenie produkowania stali na wielką skalę, i że z czasem do wyrabiania szyn, z korzyścią zastósowanymi być mogą.
 Głównemi oznakami odróżniającemu stal od żelaza kutego, są następujące: większa wytrzymałość obok mniejszéj rozciągliwości, większéj ilości węgla i własności przyjmowania wielkiego hartu, jeżeli rozżarzoną stal zanurzymy w zimnéj wodzie; gdy tym czasem żelazo w taki sposób nie daje się całkiem hartować. Stopień hartu, czyli twardość oziębionéj wodą stali, zawisł jedynie od ilości węgla w niéj zawartego. Im większa ilość węgla znajduje się w stali, tym przez oziębienie jéj w wodzie stanie się twardszą.
 Zahartowanie może nawet nastąpić wtedy, gdy stal nie zawiera więcéj nad ⅓ % węgla; ale taki hart nie opiera się już zwyczajnemu pilnikowi. Materyał zawierający węgla od ⅓ do ¼ % a nawet jeszcze mniéj, jest produktem nazywanym żelazem stalowém, czyli żelazem drobno-ziarnistém. Żelazo więc bez węgla jest żelazem kutém; z małą ilością węgla chemicznie połączonego, stalą; a z większą ilością węgla, częścią chemicznie a częścią mechanicznie połączonego, nazywa się stalą laną.
 Wytłumaczywszy w ogólności istotę produkcyi żelaza i stali, należy teraz kilka słów powiedzieć, w jaki sposób fabrykują się szyny.
 Główną cechą dobréj szyny podług profilu Vignoles’a, jest bardzo twarda głowa, ze stopą czyli podeszwą bardzo rozciągliwą; dla tego głowę robiono zwykle z twardego i zbitego materyału, a mianowicie: z żelaza drobno-ziarnistego lub stali, a stopę z miękkiego i żylastego materyału. Ponieważ jednak łączenie z sobą rozmaitych gatunków żelaza, przedstawia niezmierne trudności i nie zawsze udaje się dobrze; nadto, uderzenia kół o szyny odbywają się w rozlicznych kierunkach, nieobliczonych formach i wielkościach, byłoby przeto najkorzystniéj [441]całą szynę robić z materyału jednostajnego, a mianowicie: z mocnego, ciągłego i drobno-ziarnistego żelaza lub stali. Ostatniemi téż czasy, z nie małą korzyścią używają szyn stalowych, szczególniéj na miejscach, w których odbywa się ruch wielki.
 Massa żelaza kutego o przekroju prostokątnym, nazwana pakietem, wkłada się do pieca żarzącego i rozżarza do białości, następnie wykuwa się pod 100-u centnarowym młotem do przybrania pewnéj formy i w takim dopiéro stanie, wkłada się pomiędzy walce opatrzone wielu nacięciami, których kształt coraz więcéj zbliża się do profilu, jaki walcowanéj szynie nadać pragniemy. Pakiet wkłada się naprzód w otwór największy, walce porywają go ze sobą, a ściskając, przedłużają go nieco; w otworze drugim staje się pakiet cokolwiek cieńszym i dłuższym, w trzecim otworze otrzymuje już cokolwiek formy, a w 10-m lub 12-m otworze, szyna doskonałą formę otrzymuje. Nierówne końce i zbyteczna długość obcinają się jeszcze na gorąco, za pomocą pił okrągłych obracających się z wielką prędkością, a na podstawach równych, prostuje się szyny za pomocą drewnianych młotów. Walce poruszane są za pomocą bardzo silnéj maszyny parowéj, o wielkiém kole zamachowém.
 Szyny powinny w całéj swéj długości, przepisany profil posiadać; powinny być zupełnie gładko i czysto wywalcowane, nie powinny mieć żadnéj nierówności, rysów, listkowi t. p. wad. Powinny być na gorąco dobrze wyprostowane, aby na zimno małe skrzywienia łatwo było można poprawić. Końce powinny być obcięte pod kątem prostym, a powierzchnie obcięte, powinny być gładkie; na krawędziach nie powinno być zader, a długość szyny od przepisanéj długości, najwięcéj 0,003 metra, różnić się może. Szyny nie mogą być reparowane, ani na gorąco ani na zimno. Wymiary otworów i odległości ich między sobą, nie powinny w niczém zbaczać od miar przepisanych. Na każdéj w szczególności szynie winny być wywalcowane: rok i nazwisko fabrykanta.
[442] Towarzystwu zamawiającemu szyny, służy prawo rozciągnąć ścisłą kontrolę nad ich fabrykacyą, za pośrednictwem swojego inżyniera, który przedsiębrać może różne próby, w celu przekonania się o dokładności profilu i o gatunku użytego materyału. Aby się o gatunku żelaza i o dokładnym jego szwejsie przekonać, z każdéj wyrobionéj partyi szyn, wybiera się 1%, a z tak wybranych szyn:
 1)   W jednéj części szyn, nacinają się głowy do głębokości 0,003 metra; ustawiają się głowami na podporach w odległości 1 metra leżących, łamie się je przez obciążanie, lub téż za pomocą tłoczni śrubowéj. Druga połowa nacina się na podeszwie i l amie się również w sposób wyż opisany.
 2)   Druga część wybranych szyn, układa się na podporach i łamie się przez obciążanie ich w połowie odległości podpór. Ciężar 250 centnarów, na 5 minut zawieszony, nie powinien wygiąć szyny, a ciężar 500 centnarów, przez 5 minut nie powinien jéj złamać.
 3)   Trzecia część próbuje się za pomocą 10-cio centnarowego kafaru, który spuszcza się na szynę w dwóch końcach podpartą, z wysokości 3,5 metrów. Takie uderzenie nie powinno szyny złamać.
 Jeżeli przy takich próbach, przedstawiają szyny zły szwejs, lub zły gatunek żelaza, albo téż jeśli obciążona szyna nie przedstawia dostatecznego oporu przeciwko zgięciu, to należy próby jeszcze raz powtórzyć, ale oczywiście na większéj ilości szyn, aby się można było dokładnie przekonać o przymiotach obstalunku. A jeśli i teraz więcéj nad 10% szyn wypróbowanych nie dają rękojmi i zaspokojenia warunków kontraktu, to należy całą partyę szyn odrzucić. Te szyny, które podczas próby okazały się dobremi, cechują się wyraźnie przez inżyniera towarzystwa, co oznacza odbiór tymczasowy, a szyny nie wytrzymujące próby, powinny być natychmiast łamane, aby po raz drugi nie poddawano ich takowéj. Dostawca obowiązany jest wszystkie szyny, nowemi [443]zastąpić, które w ciągu trzech-letniego zwyczajnego użycia, uległy jakiemukolwiek zepsuciu.
 W skutek zwiększenia się stosunków handlowych, zwiększyła się téż na wszystkich kolejach potrzeba środków pociągowych i transportowych. Wagonom dają dziś większą ładowność, ale za tém poszło i zwiększenie się własnego ciężaru wagonów. Parowozy budują się dziś silniejsze, ale za to cięższe, dla zwiększenia siły pociągowéj i prędkości jazdy. Te zmiany w budowie wagonów i parowozów, nie mogły pozostać bez wpływu na wierzchnią budowę drogi, szczególniéj zaś na szyny żelazne, które zużywają się tak szybko, że administracye zmuszonemi się nakoniec widziały użyć innego materyału, któryby tarciu kół większy przedstawiał opór.
 Używają więc niektóre koleje szyn ze stali cementowéj, ze stali pudlowéj, lub ze stali lanéj, zamiast żelaznych.
 O wielkości zużywania się szyn żelaznych, inżynier Schmidt robi następujące uwagi:
 Na drugim oddziale drogi Sasko-Czeskiéj, szyny z miękkiego morawskiego żelaza, zmienione zostały w r. 1864. Szyny te leżały przez lat 13, jakkolwiek na téj przestrzeni przez piérwsze lat 7, tylko jedna linia była. Po zważeniu pokazało się zużycie szyn na linii prostej 8,4 procentów, a w krzywiznach o promieniu 566 metrów 12,3 procentów. Przytém nadmienić należy, że ruch na pomienionéj drodze do roku 1864 był więcéj jak umiarkowany.
 Dowód zaś daleko większéj trwałości szyn stalowych przedstawia przestrzeń 849 metrów ze spadkiem 1:55 na dworcu drezdeńskim. Na téj przestrzeni, zużycie szyn jest niezmiernie wielkie, gdyż pod górę każdy pociąg towarowy, musi być wyciągany za pomocą trzech ciężkich parowozów, zaś zjeżdżać można tylko przy pomocy silnego zahamowania. W skutek tak gwałtownéj jazdy musiano dawniéj corocznie blizko po dwa razy szyny żelazne [444]odmieniać. Od początku lipca 1866 r., na rzeczonéj przestrzeni położono szyny stalowe lane, pochodzące od J. Brown’a z Sheffield (1863).
 Od tego czasu nie potrzebowano już zupełnie szyn zmieniać, choć ruch powiększył się znacznie, każda szyna stalowa przetrwała 3–4 szyn żelaznych. A ponieważ szyna żelazna 18 stopowa kosztowała talarów 28, zatém pokazał się zysk oczywisty przez zaprowadzenie szyn stalowych, bo przeszło 11 talarów na każdéj szynie.
 Niezmiernie ważne i interesujące robił doświadczenia p. Wöhler, główny mechanik drogi żelaznéj dolno-szlązkiéj, w celu wynalezienia granic sprężystości szyn, z rozmaitych materyałów.
 W tym celu podpierał on szyny w odległości 1,02 metra a w środku takowe obciążał. Granice sprężystości czyli elastyczności pokazały się jak następuje:
 a) Szyny z żelaza drobno-ziarnistego z Huty Królewskiéj przy 241 centnarach (3-ch pudów) obciążania na 1 cal □.
 b) Szyny ze stali pudlowéj z Funk i Elbers przy 295 centnarach obciążenia na 1 cal □.
 c) Szyny stalowe lane Kruppa przy 385–448 centnarów na 1 cal □.
 Granica więc sprężystości szyn stalowych była 1,4 do 1,8; zatém średnia 1,6 razy tak wielką jak żelaza drobno-ziarnistego. Szyny stalowe lane, łamano następnie za pomocą tłoczni hydraulicznéj, gdzie odległości podpór pozostawiono te same t. j. 1,02 metrów. Jednę szynę wygięto przez podeszwę aż do 130 millimetr. drugą przez głowę do 110 millimetr., a trzecią do 280 millimetr., bokiem, pod ciężarem około 1400 centnarów, a złamanie nie nastąpiło i nigdzie nie było najmniejszych śladów pęknięcia lub rysów. Doświadczenia znowu inżyniera Lochnera w Dreźnie, robione na szynach podpartych w odległości 0,6 metra, za pomocą tłoczni hydraulicznéj, przekonały, że szyny z żelaza drobno-ziarnistego Nowo-szkockiego, łamały się pod ciśnieniem 756 [445]centnarów, gdy szyny stalowe lane Kruppa, łamały się dopiéro pod ciśnieniem 1239 centnarów. Ztąd pokazuje się znowu, że granica złamania szyny stalowéj lanéj zrobjonéj u Kruppa, i szyny z żelaza drobno-ziarnistego, jest analogiczną: albowiem granica złamania szyny stalowéj jest 6 razy większą, od granicy złamania szyny żelaznéj, jak to wyżéj widzieliśmy.
 Szyn stalowych zaczęto najprzód na zwrotnice używać, ponieważ niszczenie się téj części wierzchniéj budowy jest wielkie, a utrzymanie ich w dobrym stanie, niezmierne za sobą pociąga koszta. Koszta zwrotnic muszą być koniecznie wielkie, gdyż niektóre ich części składowe, ulegać muszą wprzód kosztownym przeróbkom, nim w pewien mechanizm ułożonemi zostaną; a zatém uszkodzonéj zwrotnicy nie można tak łatwo poprawić, jak to ma miejsce na drodze prostéj, gdzie uszkodzona szyna może być wyjęta i natychmiast drugą szyną zastąpiona. Ta więc okoliczność musiała naprowadzić na myśl wybierania materyału na zwrotnice z jak najlepszego gatunku, aby wielki koszt roboty, pokryty przynajmniéj został dłuższą trwałością zwrotnicy. Jedna tylko stal mogła téj niedogodności zaradzić. Ale dopiéro od 10-ciu lat, zaczęto szyn stalowych używać, gdy obręcze stalowe dla kół, znane już były dawniéj. Droga żelazna północna cesarza Ferdynanda w Austryi, posiadała już z końcem r. 1868 około 30 mil kolei ze stalowemi szynami, których 6 mil było ze stali bessemerowskiéj, a reszta ze stali pudlowéj.

175. W jaki sposób łączą się szyny z podkładami, jak się łączą końce szyn pomiędzy sobą, i jakie są: cel, forma i wymiary tycb połączeń?

 Do umocowania szyn, służą jak wiadomo drewniane podkłady czyli progi od 8 do 9 stóp długie, po 2½ do 3-ch stóp od siebie odległe. Na progach umieszczają się siodełka DE żelazne lane (figura 166), które utwierdzają się śrubami a do progów. [446]Fig. 166.

Szyna ABC wkłada się do siodełka DE, w którém mocuje sie za pomocą drewnianego klina FG: Położenie szyny umieszczonéj w dwóch siodełkach i spoczywającéj na progach, pokazuje nam dokładnie figura 167. Lecz nie jest koniecznie potrzebném umocowywanie szyny na każdym z osobna progu w siodełku; dostateczném jest dawać siodełko tylko na zetknięciu się końców szyn ze sobą.
 Inny rodzaj umocowania szyny, przedstawia figura 168, gdzie spotykające się szyny B, przytwierdzone są hakami a i b, i leżą na wspólnéj płycie żelaznéj CD.

Fig. 167.

 Najsłabszymi punktami wierzchniéj budowy, są połączenia ze sobą stosunków szyn. Końce szyn wtłaczają się w podkłady [447]nim je koło opuści; a następne, nieobciążone jeszcze szyny, utrzymując się na pierwotnéj wysokości, powodują uderzenia kół, kiedy te na nie przechodzą. Z przyczyny nieregularności drogi, następuje chwianie się wagonów, już to na jednę, już na drugą stronę, przez co powstają uderzenia boczne czyli poziome. Uderzenia poziome powstają także w skutek ciśnienia wiatru na boki wagonów, w skutek siły odśrodkowéj na krzywiznach, gdy wysokość szyn zewnętrznych nie jest odpowiednią chyżości, oraz wtedy, gdy szyny łączą się z sobą pod kątem.

Fig. 168.

 Dla usunięcia więc takich uderzeń, należy szyny o ile można łączyć z sobą w jednę całość, aby się ani przesuwać nie mogły, ani téż nie tworzyły ze sobą kątów. Złączenie to daje się najlepiéj za pomocą lasz uskutecznić.
 Lasze v. łubki są to kawałki płaskiego żelaza, przystające dokładnie do głowy i stopy szyny. Dają się po obu stronach, na końcach dwóch szyn spotykających się z sobą. Lasze łączą się ze sobą nitami, albo téż śrubami, przechodzącemi przez owalne dziury, umyślnie do tego celu w końcach szyn wyrobione. Dziury te dla tego dają się podługowate, aby pomimo ześrubowania laszami, szyny mogły odbywać ruchy podłużne odpowiednio do zmian temperatury. Rozszerzenie się szyn na 1° termometru 100-u stopniowego, wynosi 1/81250 długości. Ztąd odstęp pomiędzy szynami daje się 0, 002 do 0,ᵐ004. Lasze ważą 2,12 do 5,4 kilogramów para; śruby zaś 0,29 do 0,34 kilogramów każda.
 Wynalazek lasz przypisują p. Trimble inżynierowi amerykańskiemu, który ich najpierwéj użył w r. 1845 na kolei z [448]Filadelfii do Baltimore. Na kolejach niemieckich ukazały się dopiéro w roku 1850, a mianowicie na drodze z Kolonii do Minden. Ponieważ się przekonano, iż lasze utrzymują szyny zawsze w jednostajnym i należytym kierunku, że zmniejszają opory i zużywanie się szyn oraz wagonów: w krótkim przeto czasie zaprowadzono je na wszystkich drogach żelaznych, i dziś do łączenia szyn używają tylko lasz, dwiema lub czterema śrubami związanych.

Fig. 169.

 Figura 169 przedstawia taki sposób umocowania szyn na ich stosunkach oraz na podkładach. AF, FB i AF, FB oznaczają szyny, c, d, e i c, d, e haki łączące szyny z podkładami; C, D, E podkłady drewniane o trzech różnych przekrojach; FF lasze żelazne kute, 8–12 cali długie, wiążące szyny za pomocą śrub f i g. Ażeby koła parowozu i wagonów nie zsuwały się z szyn, po których się toczą, opatrują się ich obwody od strony kolei, tak zwanymi śladokręgami (Spurkranz), 1½ cala szerokiemi, a 1 cal grubymi, którymi obejmują głowy szyn od strony wewnętrznéj, jak to figura 170 przedstawia. Jeżeliby koła z jakiegokolwiekbądź powodu, chciały zejść z kolei na jedną lub na drugą stronę: w takim razie, śladokręgi opierając się o szynę, wykolejenia się wagonów nie dopuszczają. Ciśnienie to [449]

Fig. 170.

śladokręgu na szynę wywołuje tarcie, dla pokonania którego, zużywa się pewna część siły pociągowéj maszyny parowéj. Aby to tarcie o ile można jak najmniejszém uczynić, daje się obwodom kół pewne stożkowate nachylenie, jak to na figurze 170 i na figurze 93 (strona 210), widzieć się daje; gdzie średnica obwodu na 4 cale szerokiego koła, od strony szyny większą jest o 0,4 cala, aniżeli średnica krawędzi zewnętrznéj. Tym sposobem każde koło w skutek siły ciężkości usiłuje zsunąć się z szyny wewnątrz kolei, ale temu zsunięciu opiera się drugie koło, połączone stale z kołem piérwszém za pomocą osi tak, że przynajmniej na linii próstéj, oba śladokręgi oddalone są mniéj więcéj równo od krawędzi szyn, a przez co zmniejsza się tarcie. Jeżeli na linii prostéj jeden z śladokręgów zetknie się przypadkowo z szyną, to w skutek siły ciężkości, natychmiast wraca do pierwotnego swego położenia.
[450] Jeżeli śladokręgi mają należycie spełniać swoje przeznaczenie, a wagony przy największéj nawet chyżości bezpiecznie po kolei jeździć, to koła powinny się zawsze znajdować w kierunku pionowym do osi i nie przechylać się ani na jednę ani na drugą stronę kolei. Dla dopięcia tego celu urządzają się koła zupełnie inaczéj jak u zwyczajnych wozów. Wóz nie jest tu związany z osią, a piasty nie obracają się około osi. Owszem osi połączone tu są stale ze swemi kołami pod kątem prostym. Oś obraca się w panewkach, umieszczonych w dolnéj części ramy, o czém mówiliśmy wyżej.
Fig. 171.
 Ponieważ koła połączone są stale ze swemi osiami, przeto dwa koła na jednéj osi będące, muszą się wciąż z tą samą prędkością obracać i w pewnym czasie zawsze równą liczbę obrotów robić. Na linii prostéj nie ma w tém najmniejszéj trudności, ale inaczéj się ta rzecz przedstawia na linii krzywéj, czyli na łuku. Szyna zewnętrzna AB (figura 171) stanowiąca stronę wypukłą kolei, jest dłuższą od szyny wewnętrznéj A₁ B₁. Gdyby się koła na takim łuku mogły niezawiśle od siebie obracać, to koło zewnętrzne w tymże samym czasie, zrobiłoby więcéj obrotów od wewnętrznego; ale ponieważ są ze sobą stale połączone, muszą przeto w tychże samych czasach tę samą liczbę obrotów zrobić. Ponieważ zaś na nierównych przestrzeniach, koła B i B₁ tę samą liczbę obrotów robią i w tymże samym czasie nierówne drogi przebiegają, przeto oprócz ruchu obrotowego, muszą jeszcze robić ruchy ślizgające czyli posuwiste; mianowicie: koło B ażeby do A przyjść mogło, musi się ślizgać [451]przez pewną przestrzeń w kierunku przebytéj drogi, a zaś drugie koło wewnętrzne B₁, aby do A₁ przybyć, musi się ślizgać w kierunku odwrotnym.
 Jeżeli (na figurze 171) MN oznacza średnią drogę osi, jeżeli MN = s, CM = CN = r; jeżeli wewnętrzna odległość śladokręgów AA₁ = BB₁ = b, to łuki BA, MN, B₁A₁ mają wspólny kąt środkowy BCA i mają, się do siebie w stosunku swoich promieni; będzie przeto:
   AB : MM = CB : CM, czyli:
   AB : s = r + b/2 : r, ztąd
   $AB=s\cdot {\frac {r+{\frac {b}{2}}}{r}}=s+{\frac {b\ s}{2\ r}}$;

jak również:
   A₁ B₁ : MN = CB₁ : CM, lub
   A₁ B₁ : s = r – b/2 : r, przeto
   $A_{1}\ B_{1}=s\cdot {\frac {r-{\frac {b}{2}}}{r}}=s-{\frac {b\ s}{2\ r}}$;

zatem droga, po któréj ślizga się koło zewnętrzne na przestrzeni BA równa się:
  BA – MN = BA – s = b S/2 r;
a droga po któréj ślizga się koło wewnętrzne na przestrzeni B₁ A₁, tylko w kierunku przeciwnym, będzie także:
  MN – B₁ A₁ = s – B₁ A₁ = b S/2 r.
[452] Jeżeli całkowite obciążenie kół oznaczymy przez Q, a spółczynnik tarcia ślizgającego czyli posuwistego kół o szyny przez f; to tarcie będzie się równać Q·f; a praca potrzebna do pokonania tego tarcia, kiedy oś drogę MN przebiega, będzie równa Q·f·b S/2 r. Praca ta zużywa siłę pociągową maszyny na przestrzeni MN = s; zatém dla pokonania tarcia obydwóch kół, należy powiększyć siłę pociągową o Q·f·b/r.
 Z wyrażenia tego widzimy, że im większy będzie promień r krzywizny, tém opór powstający z tarcia kół o szyny będzie mniejszy; zkąd wypływa: że promień łuku powinien być zawsze jak największy.

176. Jaki wpływ wywiera siła odśrodkowa w czasie przejeżdżania łuków?

 Jeżeli parowóz, wagon, albo cały pociąg przebiega krzywiznę z wielką chyżością, to wtedy rodzi się siła odśrodkowa, któraby tenże parowóz, wagon albo cały pociąg, wyrzuciła w kierunku promienia łuku na zewnątrz środka krzywizny, gdyby nie śladokrękiśladokręgi kół, które opierając się o szynę zewnętrzną, wyrzuceniu temu zapobiegają. Siła odśrodkowa działa tu w kierunku poziomym, prostopadle do kierunku ruchu. Na figurze 172 linia SP przedstawia siłę odśrodkową, S środek ciężkości obładowanego wagonu, A jest szyną zewnętrzną czyli wypukłą.
 Siła odśrodkowa nie tylko przyciska koło do szyny zewnętrznéj, ale stara się także cały ciężar koła B oderwać i ku A odrzucić. Aby tym niedogodnościom zaradzić i koła przebiegające krzywizny utrzymać względem szyn w takiém samém położeniu, jak to ma miejsce na kolei prostéj: należy szynę [453]Fig. 172.
zewnętrzną A podnieść o wysokość BC = h, to jest cokolwiek wyżéj od szyny B, aby wypadkowa SR z ciężaru SQ=Q i z siły odśrodkowéj SP=P tak samo jak na drodze prostéj, była prostopadłą do linii normalnéj AB, łączącéj obie płaszczyzny szyn A i B. Ponieważ AC jest linią poziomą, SQ linią pionową i SR prostopadłą do AB, przeto obadwa trójkąty prostokątne SQR i ABC będą do siebie podobne, a zatém będzie:
    BC : AB = P : Q lub:
    BC = P/Q · AB.
 Ponieważ siła odśrodkowa P rośnie w stosunku kwadratów z chyżości, zatém krzywizny nie należy nigdy z większą prędkością przejeżdżać niż z taką, na jaką położenie szyn obliczonem zostało.
 Podniesienie to daje się zwykle podług następującéj formuły:
 h = s · v²/g · R; gdzie h oznacza podniesienie szyny zewnętrznéj, s odległość środka jednéj szyny od środka drugiéj szyny, v chyżość pociągu, g = 9ᵐ,81, a R promień krzywizny.
 Oprócz podniesienia szyny zewnętrznéj, należy jeszcze na luku, nieco rozszerzyć koléj; Becker w dziele swojém; „Eisenbahnbau“ podaje następującą tablicę: [454]

Promień łuku		Pozszerzenie kolei	Podniesienie szyny zewnętrznéj
1800	ᵐ	0,ᵐ013	0,ᵐ005
1500		0, 015	0, 010
1200		0, 017	0, 016
900		0, 020	0, 022
600		0, 022	0, 035
300		0, 025	0, 050
100		0, 030	0, 065

 W pobliżu stacyi z powodu zwolnionéj jazdy, podniesienie szyny zewnętrznéj można zmniejszyć do połowy, a na samych stacyach podniesienie to może być całkiem zaniechane.
 Linia prosta pomiędzy dwoma po sobie następującemi łukami, ma być niemniéj jak 300, a w ostateczności tylko przynajmniéj 90 metrów długa.

177. Jakie nastręczają się uwagi przy wyjeżdżaniu na spadki?

 Koléj żelazna nigdy w znacznéj długości nie jest zupełnie poziomą, ale przestrzenie poziome krótsze albo dłuższe poprzedzielane bywają spadkami, mniéj lub więcéj do poziomu [455]nachylonymi. Pociągi więc kursujące po kolei, muszą te spadki przebywać, a z téj przyczyny i parowozy nie mogą ciągnąć za sobą tak wielkich ciężarów, jak wtedy, gdyby ruch odbywał się na zupełnie pozioméj drodze: albowiem znaczna część siły maszyny, musi być użytą na dźwiganie ciężaru do góry. W téj saméj chwili, kiedy pociąg z linii pozioméj zaczyna wznosić się na spadek, zmniejsza się siła pociągowa parowozu. Na równi pochyłéj rozkłada się jéj ciężar na dwie siły boczne, z których jedna jest równoległą a druga prostopadłą do téjże równi pochyłéj, i ta jedynie siła prostopadła wywiera ciśnienie na równię, sprawiając tarcie pomiędzy kołami pociągowemi, a szynami kolei. Tarcie to jest przeto daleko mniejsze, aniżeli na drodze pozioméj. A że oprócz tego druga siła boczna stara się jeszcze parowóz cofnąć po równi pochyłéj, dla zapobieżenia więc temu, należy jeszcze część tarcia poświęcić na pokonanie téj siły. Siła zatém pociągowa parowozu zmniejsza się nadzwyczaj prędko przy wznoszeniu się pociągu do góry i o tyle prędzéj, im kąt nachylenia równi pochyłéj do poziomu jest większy; a że ciężar całego pociągu przy wznoszeniu się na spadki, rozkłada się także na dwie siły boczne, z których siła równoległa do równi pochyłéj stara się cały pociąg cofnąć na dół równi i siła ta przez siłę pociągową parowozu, również pokonaną być musi, łatwo jest przeto zrozumieć, że budując drogę żelazną, należy unikać spadków, o ile na to okoliczności pozwolą.
 Chcąc się zaś o tém przekonać, jaki największy spadek można dać kolei, aby parowóz mógł jeszcze na niéj działać skutecznie, wyobraźmy sobie, że wszystkie koła parowozu są z sobą związane i w taki sposób zahamowane, że siła ciężkości nie może tarcia zniweczyć i cofnąć go na dół, to jest, że parowóz znajdując się na równi pochyłéj, nie może przez ślizganie cofnąć się z miejsca, a wtedy możemy być pewni: że parowóz pójdzie w górę równi, jak tylko koła odhamuiemy i parę do cylindrów wpuścimy.
[456] Wiadomo zaś z mechaniki, że ciało znajdujące się na równi pochyłéj, zsuwać się jeszcze będzie na dół, w skutek działania saméj jego ciężkości, jeżeli stosunek wysokości do podstawy równi pochyłéj, równa się spółczynnikowi tarcia. Jeżeli więc ten stosunek jest większy od społczynnika tarcia, to parowóz, w skutek tarcia kół o szyny, nie tylko nie będzie się wznosił w górę, ale owszem stoczy się na dół. Jeżeli zaś stosunek wysokości do podstawy równi, jest mniejszy od spółczynnika tarcia, to wtedy parowóz wznosić się będzie do góry i to z tem większą siłą pociągową, im większa zachodzi różnica pomiędzy obudwoma stosunkami.

178. W jaki sposób oblicza się opór pociągu na drodze żelaznéj, który maszyna parowa pokonać musi, prowadząc takowy od jednéj stacyi do drugiéj?

 Dokładna znajomość oporów, nie korzystnie na ruch pociągu oddziaływających, mówi Redtenbacher, byłaby niezmiernie potrzebną tak dla budowy saméj drogi żelaznéj, jako téż i dla konstrukcyi parowozów i wagonów. Znając albowiem rzeczywiste prawa tych oporów, moglibyśmy oznaczyć najwłaściwszą wielkość i formę kół, odległość jednéj osi od drugiéj i system resorów. Wszelako dokładne oznaczenie ruchu wagonów na drogach żelaznych, połączone jest z niezmiernemi trudnościami, gdyż bardzo wiele jest przyczyn, które swój wpływ na ów ruch wywierają. Ruch albowiem pociągu zależnym jest:   1)   Od promienia krzywizny drogi;   2)   od spadków drogi;   3)   od nierówności szyn i sposobu ich złączenia z sobą;   4)   od wielkości śladomiaru;   5)   od przekroju szyn;   6)   od liczby, wielkości i formy kół;   7)   od odległości jednéj osi od drugiéj;   8)   od systemu resorów;   9)   od położenia środka ciężkości wagonu względem resorów, a w [457]szczególności, od wysokości tegoż środka ciężkości po nad osiami etc. Do budowy lokomotyw, któremi się zajmujemy, tak ściśle dokładna znajomość owych oporów, nie jest konieczną. W tym celu dostateczną jest dokładność osiągnięta z dokonanych prób i obserwacyj. Ale ta dokładność, jaką podziśdzień zdołano osiągnąć, nie jest bardzo wielka. Wypadki osiągnięte przez różnych uczonych techników, mniéj albo więcéj nie zgadzają się z sobą, i nie może być inaczéj, gdyż ruchy te są tak skomplikowanymi, odbywają się tak nieregularnie i z taką prędkością, że o dokładném ich oznaczeniu, wcale nie może być mowy.
 W. Harding, inżynier angielski daje wyrażenie oporu pociągu bez lokomotywy, na drodze pozioméj i prostéj następujące:

 O₁ = T₁ ( 6 + V₁/3 + 0,0025 F₁ V₁²/T₁ ) .   .   .   .   .   . (1).

gdzie:
 O₁ = oporowi pociągu w angielskich funtach (0,454 kilogram.).
 T₁ = ciężarowi pociągu w angielskich tonnach (1016 kil.).
 F₁ = powierzchni ściany szczytowéj piérwszego wagonu w stopach □ ang. (0,093 metra □).
 V₁ = chyżości pociągu w jednéj godzinie w milach ang. (1609 metrów).
 Piérwszy wyraz w nawiasie oznacza tarcie osi w panewkach, drugi wyraz proporcyonalny chyżości, ma oznaczać opór wywołany przez drogę i wężykowatym ruchem pociągu; a trzeci wyraz oznacza opór powietrza.
 Chcąc tę formulę w miarach francuzkich wyrazić, uczyńmy:
 O = oporowi pociągu w kilogramach.
 T = ciężarowi pociągu w tonnach 1000 kilogr.
 F = powierzchni ściany szczytowéj piérwszego wagonu w metrach kwadratowych.
[458] V = chyżości pociągu w jednéj sekundzie w metrach bieżących, a wtedy będzie:

O₁	=	2,205	· O.
T₁	=	0,984	T.
F₁	=	10,75	F.
V₁	=	2,23	V.

 Podstawiwszy te wartości w wyrażenie (1), znajdziemy:
 O = T [ 2,680 + 0,3323 V + 0,0609 F V²/T ] .  .  .  .  . (2).
 Professor Rühlmann podaje dokładniejszą od téj formułę wyprowadzoną z ostatnich doświadczeń, na znalezienie oporów pociągu i parowozu w kilogramach = O:
 O = (Q + q) (1,80 + 0,10 V) + L (4,50 + 0,30 V) + 1000 T wst. α + 0,009 A V²,  .  .  .  . (3),
gdzie Q oznacza ciężar wszystkich wagonów, q ciężar tendra, L ciężar parowozu w tonnach 1000 kilogrammowych (= 2000 celnych funtów), V chyżość jazdy w kilometrach w godzinie czasu, α kąt podniesienia drogi, A powierzchnia wystawiona na działanie wiatru w metrach □, nareszcie T = Q + q + L.
 Aby ocenić rezultat, jaki daje formuła (3), użył jéj Rühlmann do obliczenia oporu pociągu i odpowiadającéj mu pracy mechanicznéj parowozu Teufelsmauer na kolei brunświckiéj.
 Podług danych inżyniera Scheffiera w Brunświku, maszyna ta ciągnęła, przy spokojném powietrzu, na spadku ⅟₈₀, na długości 1,98 mili niemieckiéj z Holzminden do Stadtoldendorf: 40 osi (20 wagonów) obładowanych kamiennym węglem i jeden wagon 3 osiowy, razem więc 43 osi, wagi 6550 centnarów celnych, i potrzebowała do tego 45 minut czasu.
 Obciążenie związanych osi maszyny wynosiło 690 centnarów; ciężar parowozu w stanie odpowiednim do jazdy 800 [459]centnarów, ciężar tendra 400 centnarów. Na kotle wskazywał manometr ciśnienie pary względne 6⅔ atmosfer.
 Zatem:
  Q = 6550/20 = 327,5 tonn,
  L = 690/20 = 34,5 tonn,
  q = 400 + (800 - 690)/20 = 510/20 = 25,5 tonn,
  Q + q = 327,5 + 25,5 = 353 tonn,
  T = 353 + 34,5 = 387,5 tonn,
  Daléj V = 1,98. 60/45 = 2,64 mil geogr. = 2,64 × 7,42 = 19,59 kilometrów, wst. α = 1/80; więc gdy A = 7 metrów kwadratowych, podług formuły (3) otrzymamy:
 O^kil.=353 (1,8 + 0,10·19,59) + 34,5 (4,50 + 0,30 · 19,59) + 387,5 · 1000/80+ 0,009·7 (19,59)², t.j.
 O^kil.=1326,93 + 358,0 + 4843,75 + 24,177 = 6554,86 kilogrammów.
 Praca więc mechaniczna oporu, jeżeli ją oznaczymy przez P w jednéj sekundzie czasu, wynosić będzie:
 P = 6554,86 · 5,44 = 35658,44 kilogrammetrów (ponieważ chyżość 19,59 kilometrów na godzinę, czyni 5,44 metrów na sekundę), czyli zamieniając kilogrammetry na konie parowe, otrzymamy:
 N = 35658,44/75 = 475,3 koni par.
 W tym rachunku przypuściliśmy ruch pociągu na linii prostéj i spokojne powietrze działające z przodu pociągu. Kiedy zaś wiatr działa z boku, wtedy opór może wzróść do 20%. Jeżeli zaś [460]do tego na drodze znajdują się ostre luki, a wagony i droga w złym znajdują się stanie, to opór ten podług Clark’a (Railway-Machinery, p. 301) może się nawet o 80% powiększyć.
 Dla wynalezienia zaś przybliżonej siły potrzebnéj do pokonania tarcia ślizgającego kół wagonowych po szynach kolei, kiedy wagon cztéro-kołowy przebiega po łuku, Redtenbacher podaje formułę nanastępującą ^[10]:
  S = Q · f e + l/R .  .  .  .  .  .(4)
 gdzie
  S oznacza siłę pociągową,
  Q ciężar całego wagonu,
  f spółczynnik tarcia ślizgającego kół po szynach kolei,
  e połowę śladomiaru kolei,
  l połowę odległości osi od osi wagonu,
  R promień krzywizny kolei.
 Zatém mała odległość osi, mały śladomiar, łagodna krzywizna, czyli wielki promień łuku i gładkość szyn, są w czasie przejeżdżania łuków bardzo korzystnymi warunkami ze względu na siłę, jaka jest potrzebna do pokonania tarcia ślizgającego.
 Weźmy dla przykładu przy suchym stanie powietrza:
f = 1/3, daléj R = 200, 2e = l,ᵐ5, 2l = 3ᵐ; wtedy S = Q/266.
Ten opór równa się prawie połowie oporu, jaki jest do pokonania na drodze prostéj i pozioméj; w stosunku więc do oporów powodowanych wielkiemi spadkami drogi, jest bardzo mało znaczącym.

 Nie opory więc, ale obawa wykolejenia się pociągu w czasie szybkiéj jazdy, skłania inżynierów budujących drogi żelazne, do unikania łuków o małych promieniach ^[11].

[461]

179. W jaki sposób mogą się mijać pociągi i przejeżdżać z jednéj linii na drugą. Goto są zwrotnice, rozjazdy, tarcze obrotowe i wózki suwane?

 Na wodzie i na gościńcach, statki i wozy mogą się mijać z łatwością przy pomocy steru i cugli, jeżeli tylko woda jest dostatecznie głęboką, a gościniec odpowiednio szeroki. Ale rzecz się ma inaczéj z kolejami żelaznemi. Na wązkich szynach żelaznych, parowozy i wagony byłyby niejako skazane poruszać się tylko naprzód lub wstecz, gdyby nie wynaleziono osobnych przyrządów do wymijania się i zwracania pojedynczych wagonów i całych pociągów w upodobanych kierunkach.
 Dla pojedynczych parowozów i wagonów urządzono tarcze obrotowe czyli obrotnice i wózki suwane, za pomocą których mogą zmieniać kierunek na miejscu; a zaś dla powolnego zmieniania kierunku i dla manipulacyi całym pociągiem, używa się tak zwanych zwrotnic czyli weksli.

[462] Można powiedzieć, że zwrotnice w pewnym względzie są lepszymi przyrządami, aniżeli tarcze obrotowe i wózki suwane, ponieważ użyć się dają tak dla pojedyńczych wagonów, jako i dla całych pociągów; gdy jednak tego rodzaju przyrządy wymagają wiele miejsca, przeto nie wszędzie użyć ich można.
 Konstrukcya zwrotnic jest niezmiernie ważném zadaniem dla dróg żelaznych, gdyż na ich dokładności polega pewność i bezpieczeństwo ruchu.
 Jak drogi dla statków wodnych i gościńce dla zwyczajnych wozów, przecinają się w rozmaitych kierunkach, tak samo przecinać się muszą pod rozmaitymi kątami i koleje żelazne. Takie przecięcia czyli krzyżowania się kolei, dają się uskutecznić za pomocą tak zwanych rozjazdów. Zwrotnice i rozjazdy są w ścisłym ze sobą związku, jak to niżej obaczymy.

Fig. 173.

 Wyobraźmy sobie dwie koleje ab i cd (figura 173) i AA i BB (figura 174) równolegle obok siebie biegnące, połączone trzecią koleją fg i BED, lecz w ten sposób zakrzywioną, że pociągi z łatwością mogą zwracać swój kierunek, czyli przenosić się z jednéj linii na drugą; dla tego ta linia krzywa nazywa się zwrotnicą. Teoretycznie i ściśle rzecz biorąc, taka koléj krzywa powinna się składać z dwóch łuków (stanowiących część okręgu koła) stykających się z sobą w środku między kolejami. [463]Fig. 174.

W praktyce jednak krzywizna ta nie posiada kształtu łuku; z początku przy punktach f i g ma kształt linii prostéj, a dopiéro daléj posiada kształt łuku, ale o wielkim promieniu. Stosownie do długości pociągów, do ich chyżości, do miejsca gdzie się zwrotnice znajdują, oraz do celu jakiemu mają odpowiadać, daje się za długość promieniom łuków od 250 do kilku tysięcy stóp. Na kolejach niemieckich, długość promienia wynosi zwykle od 300 do 1500 stóp.

 Figury 175 i 176 przedstawiają zwrotnicę i ekscentryk Bendera inżyniera austryackiego, używane powszechnie na drogach żelaznych. Tak zwane języki albo igły ab i cd robią się pospolicie ze stali, albowiem żelazne zużywają się prędko. Języki te ślizgają się w siodełkach żelaznych lanych, lub płytach żelaznych kutych, heblowanych; a koziołek P z pomocą przeciwciężaru Q stosownie do potrzeby reguluje stanowisko owych języków, czyli szyn wewnętrznych. Cały ten przyrząd złożony z szyn,

Fig. 175.

[465]

Fig. 176.

siodełek i kozła czyli ekscentryka, spoczywa na mocném rusztowaniu dębowém, do którego przytwierdza się śrubami. Gdyby igły ślizgające się w siodełkach, przedstawiały takie tarcie, któregoby przeciwciężar Q nie mógł przezwyciężyć, i dokładnie jednéj igły do szyny zewnętrznéj przycisnąć, w takim razie zwrotnica nie byłaby dobrze nastawioną i mogłaby z łatwością spowodować wykolejenie się maszyny, a następnie całego pociągu; dla tego dozorca zwrotnicy, na tę okoliczność niezmierną uwagę zwracać powinien.
[466]Fig. 177.
 Figura 177 przedstawia rozjazd wraz z szynami odbojowemi. Jeżeli z kierunku kolei xy wychodzi w bok druga koléj xy′ w takim razie jedna szyna, musi zawsze drugą szynę przecinać, jak się to na rysunku przedstawia, gdzie przy e szyna ab przecina szynę cd. Aby śladokręgi kół mogły przechodzić tak w kierunku xy jak xy′, przerywa się przy e obie przecinające się szyny ab i cd, a przerwa taka pomiędzy szynami, powinna mieć przynajmniej 2 cale. Ten sposób byłby dostateczny przeciwko wykolejeniu się pociągu, gdybyśmy nie mieli na względzie, iż koléj nie znajduje się częstokroć w zupełnym porządku, że koła mogą być czasami wadliwie ustawione, a w skutek tych przyczyn koła wadliwe uderzając o kąt bed, – spowodowaćby mogły również wykolejenie się pociągu. Z téj przyczyny, końce szyn ce i ae przedłużają się w ten sposób, jak kropkami na rysunku oznaczono, a na przeciwnéj stronie kolei tuż obok szyny, w odległości 2 do 2½ cali, daje się jeszcze osobne kawałki szyn fg i hi na 3 do 10 stóp długości, które zmuszają koła zachowywać ściśle przepisany im kierunek. Szyny takie nazywają się szynami odbojowemi (Zwangschienen). Robi się je zwykle albo ze starych szyn, lub téż po prostu z żelaza kutego i łączy z głównemi szynami za pomocą śrub, w odległości 2 do 2½ cali od szyny. Dawnymi czasy, cały ten kąt e w którym się szyny krzyżują czyli przecinają, robiono z żelaza lanego, a przytwierdzano szyny na wielkiéj płycie żelaznéj. Jeżeli płyta była dosyć mocną, a konstrukcya rozjazdu dobrą, system ten nic nie miał przeciwko sobie. W ostatnich jednakże czasach, zwrócono większą uwagę na [467]konstrukcyę tego rodzaju przyrządów, na dobroci których bezpieczeństwo jazdy polega. Szwejsowano ostrokąty czyli rogi aca (figura 178) z szyn stalowych, które umyślnie w tym celu walcowano i łączono je z szynami krzywemi gf i hi (Leitschienen) dla trwałości również stalowemi, i cały ten przyrząd do grubéj żelaznéj płyty śrubami przytwierdzano, lub urządzano w taki sposób jak figura wskazuje.

Fig. 178.

Przecięcie po mn.

Przecięcie po op.

 W ostatnich- czasach zaczęto używać rozjazdów całkiem z żelaza lanego, figura 179, których powierzchnia jako na wielkie tarcie wystawiona, przez szybkie jéj chłodzenie w czasie odlewania, tak wielkiego hartu czyli twardości nabywa, iż koła całkiem jéj nie uszkadzają ^[12].
[468]

Fig. 179.

Przecięcie po ab.

 Najlepsze rozjazdy ze stali lanéj, wyrabia dziś Otto Gössel w Londynie. Mają one formę jak figura 180 przedstawia w rzucie poziomym, w widoku bocznym i przekroju; wykonane są z jednéj sztuki stali lanéj, odznaczającéj się bardzo wielką ciągłością i mocą; a forma takiego rozjazdu posiada z wierzchu i z dołu jeden i tenże sam profil, aby go można było przewrócić na drugą stronę, gdy się górna część zużyje. Siodełka żelazne lane, jak na rysunku widzimy, łączą taki rozjazd z szynami kolei. Wytrzymałość ich jest 10 do 12 razy większą od zwyczajnych rozjazdów żelaznych; waga ich wynosi do 3-ch centnarów. Najważniejszym ich przymiotem jest, że nie wymagają żadnéj reparacyi, a cena z powodu małéj wagi, równa się prawie żelaznym ^[13].

[469]

Fig. 180.

Przecięcie po ab.

 Wózek suwany opatrzony krążkami albo téż kółkami, spoczywający na rusztowaniu żelazném, a czasem i na drewnianém daje się przesuwać prostopadle do kolei. Szyny na których kółka albo krążki chodzą, są tak zagłębione, że powierzchnie wózka i kolei znajdują się na jednej płaszczyźnie.
 Na figurze 181 a i b przedstawiają końce szyn kolei dworca, zbiegające się nad kanałem efgh, którym się znajduje wózek pq ze swoją koleją cd, mogący się przesuwać po szynach t i u. Jeżeli potrzeba wymaga przesunąć jakiś wagon lub maszynę z kolei a lub b na jakąś inną równoległą koléj, w takim razie wpycha się wagon lub maszynę na koléj cd, i w taki sposób

[470]obładowany wózek posuwa się aż do odpowiedniéj kolei, na którą wypycha się wagon lub maszynę na wózku stojącą.

Fig. 181.

 Gdy wózki opatrzone kawałkiem kolei mogą być przesuwanymi w kierunku prostopadłym do innych kolei, to znowu tarcze obrotowe, również z częściami kolei, dają się około czopa środkowego obracać.
Fig. 182.
 Dawniéj używano obrotnic jedynie do nawracania pociągów a osobliwie téż parowozów, gdy te w pewnym kierunku wyznaczoną sobie drogę przebiegły i napo wrót miały się udać w tę samą drogę. Późniéj dopiéro, zaczęto ich używać do przeprowadzania wagonów i parowozów samych lub razem z tendrami, z jednych na inne koleje, skierowane ku téjże tarczy. Jeżeli np. wagon przy kierunku tarczy, jak go figura 182 przedstawia, z kolei a wepchniętym na nią zostanie, to obróciwszy tarczę, aby koléj bc stanęła na przedłużeniu kolei de, możemy wtedy wprowadzić pomieniony wagon albo na koléj d, lub na koléj e, stosownie jak tego wymaga potrzeba.

 Niepodobna jest stałéj granicy naznaczyć dla średnicy tarczy obrotowéj; najmniejsza jednak, powinna na

Fig. 183.

Fig. 184.

[473]sobie pomieścić parowóz, a największa, parowóz wraz z tendrem. Tarcze obrotowe dla wagonów osobowych, posiadają średnicę 4,40 metrów (14 stóp); tarczom mającym służyć do przesuwania lokomotyw, daje się średnicy 6 metrów (19½ stóp); a 11,5 metrów (36 stóp), gdy oprócz lokomotywy, pomieścić mają zarazem i tender.

 Dawniéj budowano tarcze obrotowe z żelaza lanego, obecnie zaś z blachy żelaznéj walcowanéj; a podłogę daje się z desek lub cienkich tafli żelaznych lanych, karbowanych.
 Do obracania tarcz obrotowych używają ludzie swojéj włanéjwłasnéj siły, cisnąc bezpośrednio na wagon, lub téż obracają tarczę za pomocą drągów lub wind trybowych.
 Z powodu niezmiernéj ważności owego przyrządu i wysokiéj jego ceny, używano rozmaitych sposobów, aby tarcze obrotowe jednocześnie trwałemi i taniemi uczynić. Budowano je z początku z żelaza lanego, następnie z drzewa i żelaza kutego i nadawano im rozmaitą formę. Dziś po zebraniu bardzo licznych doświadczeń, przekonano się, iż małe tarcze obrotowe najlepiéj jest budować z żelaza lanego lub z szyn walcowanych; a wielkie od 30 stóp średnicy począwszy, z żelaza kutego, i walcowanego.
 Tarcze vel pomosty obrotowe o małéj średnicy, gdzie jest obawa o wytrzymałość żelaza lanego, budują się z żelaza kutego.
 Figura 183 przedstawia taką tarczę bardzo lekką i prostą, zbudowaną z szyn żelaznych. Kosztuje ona zaledwie trzysta kilkadziesiąt rubli i używaną bywa na stacyach towarowych, do wagonów niewielkich rozmiarów.
 Wielkie tarcze obrotowe budują się zwykle na sposób mostów obrotowych, na których umieszcza się tylko jednę koléj, aby ich bardzo nie obciążać. Składają się one z kratownic żelaznych kutych, z dwóch boków wykonanych z grubéj blachy żelaznéj i żelaza kątowego, na których utwierdzają się szyny; [474]z okręgu koła wykonanego z grubych szyn żelaznych, spoczywającego na podmurowaniu, po którém chodzą koła tarczy obrotowéj.
 Figura 184 przedstawia nam jednę z najwięcéj używanych tarcz obrotowych.
 Czop żelazny lany lub kuty stalony, spoczywa w środku na fundamencie kamiennym, albo murowanym, na którym obraca się panew wraz z tarczą. Tarcza ta opatrzona bywa 4-ma kołami żelaznemi lanemi, po 30 cali średnicy mającemi. Cała tarcza zakryta jest pokładem drewnianym, aby dół w którym się znajduje, od śniegu i możliwych wypadków ochronić. Waga jéj wynosi około 300 centnarów, a koszt około 3000 rubli.

---

1. Obacz: „Handbuch für specielie Eisenbahn-Technik“ von Edmund Heusinger von Waldegg, tom I. str. 13.
2. Obacz: Systematische Anleitung zum Traciren der Eisenbahnen, von Eduard J. Heider technischer Director der Arsenalsbauten des österr. Lloyd in Triest; Leipzig, 1860; tudzież: Der Strassen und Eisenbahnbau in seinem ganzen Umfange von M. Becker, mit Atlas, Stuttgart, 1858 r.
3. Koléj żelazna Rigi w Szwajcaryi (die Rigi-Bahn), ze spadkami 1:2,5 przed paru laty zbudowana, nie jest właściwie koleją żelazną, lecz windą parową do dźwigania podróżnych na górę i spuszczania ich na dół. Obacz: Der praktische Maschinen-Constructeur, von Ingénieur Uhland, Leipzig, 1871, str. 21.
4. Obacz: Przewodnik praktyczny dla inżynierów, mechaników etc. przez jenerała Morinʼa, tłumaczenie inżyniera Bronisława Marczewskiego, wraz z dopełnieniami tłumacza; Warszawa, 1859 r.
5. Czytelnikowi pragnącemu obeznać się dokładnie z konstrukcyą dróg żelaznych, wagonów, lokomotyw i mostów w Ameryce północnéj, zalecamy dwa szacowne dzieła: „Aufsätze betreffend das Eisenbabnwesen in Nord-Amerika“ von Henz und A. Bendel mit einem Atlas von XL Kupfertafeln in folio, Berlin 1862; oraz: „Ueber Nord-Amerikanischen Brückenbau“ von Dr. Carl Ghega inspektor der österr. Staatseisenbahnen in 4-to; Wien, bei Prandel et Comp. 1845.
6. W r. 1832 Anglik Kyan, otrzymał patent na używanie sublimatu do konserwacyi drzewa, który to sublimat przy balsamowaniu ciał ludzkich, dawno już był znany. Sposób ten kijanizowaniem zwany, przeniósł się wkrótce z Anglii na ląd stały i użyty został po raz pierwszy: w roku 1840 na kolei żelaznéj pomiędzy Manheimem i Heidelbergiem. Centnar celny takiego płynu, kosztuje około 75 tal.
7. Eisenbahn-Technik von Waldegg, tom I., str. 127, artykuł: Conserviren der Schwellen von R. Baumeister, wraz z rysunkiem apparatu używanego na kolei południowéj francuzkiej, na tablicy X.
8. Obacz: Handbuch für specielle Eisenbahn-Technik von Edmund Heusinger vonWaldegg, tom I, str. od 164 do 238.
9. Obacz w Przeglądzie Technicznym warszawskim z r. 1867, na str. 193 i następnych: obszerny artykuł z rysunkami p. Karola Szokalskiego inżyniera górniczego, pod tytułem: „Otrzymywanie stali sposobem Bessemera.“
10. Die Gesetze des Locomotivbaues.
11. Na drugiéj stronie podajemy tablicę oporów Redtenbachera, jakie sprawia każda tonna całkowitego ciężaru pociągu łącznie z parowozem, na drodze żelaznéj prostéj i pozioméj.

    Ciężar całego pociągu.		Gdy prędkość jazdy w sekundzie czasu wyrażona jest w metrach.
    		10	12	14	16	18
    Tonny		kilogr.	kilogr.	kilogr.	kilogr.	kilogr.
    50		7,90	8,98	10,17	11,61	12,91
    100		6,65	7,57	8,51	9,56	10,76
    150		6,13	6,92	7,81	8,78	9,87
    200		5,84	6,58	7,63	8,85	9,39

12. Administracya dróg żel. Warsz-Wied. i Bydgoskiéj, rozjazdy żelazne lane otrzymywała z fabryki węgierskiéj Ganzʼa. Baron Adolf Krygier właściciel Poręby Mrzygłodzkiéj, około r. 1865 usiłował koła szalowe i rozjazdy żelazne lane produkować w kraju, lecz usiłowanie to z powodu braku fachowych giserów, nie było uwieńczone pożądanym skutkiem. Natomiast fabryka machin Andrzeja hr. Zamoyskiego i Spółki w Warszawie, którą autor Przewodnika od r. 1862 do r. 1869 kierował, wykonywała wielką ilość zwrotnic i rozjazdów z szyn żelaznych i stalowych, mosty żelazne, pomosty obrotowe, wózki suwane i kompletne wodociągi dla dróg żelaznych: Warsz.-Wiedeńskiéj, Bydgoskiéj, Łódzkiéj i Warsz.-Terespolskiéj, już to samodzielnie, już téż wspólnie z fabrykami: C. Schmidtʼa w Wrocławiu, lub Lilpopa i Rauʼa w Warszawie.
13. Opuściliśmy tutaj teoryę zwrotnic i rozjazdów, jako przedmiot obchodzący głównie inżynierów budujących drogi żelazne, do których również budowa wierzchnia należy. W każdym jednak razie, odsełamy ciekawego czytelnika do dzieła Waldeggʼa: Handbuch für specielie Eisenbahn-Technik, tom I. str. 280, gdzie znajduje się artykuł professora Sonne: Ausweichungen und Gleiskreuzungen (zwrotnice i rozjazdy) znakomicie opracowany.