Quá trình tạo ra đường ray xe lửa như thế nào?

Như bạn đã biết, đường ray xe lửa chính là thành phần cơ bản trong việc giao thông đường sắt. Đường ray xe lửa cùng với bộ phận dùng để chuyển ray (hay còn gọi bẻ ghi) sẽ dẫn hướng cho tàu lửa di chuyển mà không cần người lái. Một tuyến đường ray bao gồm có 2 ray song song với nhau được đặt trên những thanh ngang được gọi là tà vẹt, tà vẹt thì được đặt trên một lớp đá dăm được gọi là đá ba lát. Liên kết giữa những thanh ray và những thanh nối tà vẹt được gọi là đinh ray, đinh ốc hay gọi là kẹp. Loại liên kết này phụ thuộc một phần vào các loại vật liệu được dùng làm tà vẹt, các loại đinh được sử dụng khi tà vẹt bằng gỗ, còn nếu đối với tà vẹt bằng bê tông thì phần lớn sẽ sử dụng các kẹp ray hoặc sử dụng các liên kết bằng bu lông.

Quá trình tạo ra đường ray xe lửa

Ray là gì?

Ray chính là bộ phận phải chịu ứng suất rất lớn đồng thời cũng là bộ phận phải chịu mài mòn do bánh của tàu lửa tác động, cũng như chịu đựng những tác động của thời tiết. Do vậy việc chọn thép làm ray đòi hỏi loại thép đó phải có chất lượng rất cao. Trong thời gian đầu của việc làm đường sắt người ta thường sử dụng vật liệu là sắt, sau nhiều thập kỷ cải tiến phát triển ngày nay người ta đã chuyển sang sử dụng thép để làm ray. Có thể sử dụng thép hình chữ I chất lượng cao để làm đường ray xe lửa. Quan trọng hơn những khuyết tật trên thép cũng cần phải đòi hỏi được loại trừ triệt để để tránh những nguy cơ có thể phá hoại cả đường ray.

Dạng ray phổ biến nhất hiện nay là dạng ray có mặt cắt chữ I không đối xứng sử dụng cán nóng. Nói chung khi có tải trọng càng lớn thì cần đòi hỏi kích thước của ray phải lớn tương ứng.

Những dạng mặt cắt ray phổ biến hiện nay là:

• Loại ray đầu tròn
• Loại ray lòng máng
• Loại ray đáy bằng
• Loại ray hình chữ T ngược

Quá trình tạo ra đường ray xe lửa có sử dụng thép hình

Đầu tiên là nối ray

Hai thanh ray sẽ được nối với nhau bằng bản cá

Đường ray xe lửa được chế tạo bằng thép ray chất lượng cao hoặc thép hình chữ I chất lượng cao. Các thanh ray được chế tạo thành từng đoạn có chiều dài cố định thường bị hạn chế bởi khả năng chuyên chở và để tạo sự thuận lợi cho việc có thể sản xuất hàng loạt. Do vậy để có tuyến đường dài liên tục cần phải nối các thanh ray lại với nhau. Ngày nay những thanh ray bằng thép ray hoặc thép hình chữ I thường có chiều dài 12.5m hoặc 25m.

Ray nối bằng bulông

Ray nối bằng bulong là phương pháp nối những thanh ray bằng thép hình chữ I bằng cách dùng những bản thép nối được gọi là bản cá hay là bản nối và bắt bu lông

Do còn phải chừa những khe co giãn nên khi bánh tàu lửa chạy qua thi các mối nối ray sẽ phát ra âm thanh khi va chạm. Do vậy mà khi tàu lửa chạy trên tuyến sẽ không êm thuận bằng những tuyến đường có sử dụng kỹ thuật nối ray bằng phương pháp hàn, đồng thời vận tốc khi chạy cũng sẽ không được cao.

Thêm một vấn đề lớn nữa đó chính là tình trạng xảy ra việc nứt xung quanh lỗ bu lông do xuất hiện hiện tượng tập trung ứng suất cộng thêm hiện tượng mỏi có thể dẫn tới sự phá hoại đầu đường ray xe lửa. Sau sự kiện tai nạn của tàu Hither Green thì các công ty tàu lửa ở Anh đã bắt đầu chuyển sang dùng đường ray liên tục hóa bằng phương pháp hàn nhiều hơn. Tuy vậy đối với những tuyến tàu lửa tốc độ không cao cũng như ở những nước có đường sắt kém phát triển thì phương pháp nối ray này vẫn còn được dùng phổ biến do chi phí thực hiện thấp.

Cuối cùng là cố định ray vào tà vẹt

Có rất nhiều phương pháp để có thể cố định thanh ray vào tà vẹt. Chuẩn ray hiện đại ngày nay là loại ray đáy bằng (có thể làm bằng thép hình chữ I). Thanh ray này thường được gắn vào tà vẹt bằng một tấm đệm thép, tuy nhiên cũng có thể gắn trực tiếp đường ray xe lửa vào tà vẹt mà không cần phải sử dụng tấm đệm.

Các thanh tà vẹt hiện đại ngày này thường được làm bằng bê tông hoặc sử dụng thép thì giữa  những thanh ray và tà vẹt thường là một tấm đệm làm bằng cao su. Tấm đệm cao su này có hai tác dụng như sau: một là có thể giúp cho tàu chạy êm ái và hai là để cách điện giữa thanh ray và tà vẹt.