Koľajnica

Rôzne typy koľajníc

Profil širokopätovej koľajnice: A – hlava; B – stojina; C – päta

Profil žliabkovej koľajnice pre električkové trate

Koľaj konskej železnice

Koľajnica je oceľový nosník tvoriaci súčasť železničného zvršku. Prenáša silu kolies a absorbuje pozdĺžne sily, rozjazdové a brzdné. Pri prejazde vozidla oblúkom prenáša priečnu, tzv. vodiacu silu. Zaisťuje hladký pohyb železničného vozidla. Na elektrifikovaných tratiach slúži ako vodič spätného vedenia. Tvorí koľajové obvody na zabezpečovacie zariadenia.

Dejiny

Prvé koľajnice, ktoré sa objavili na banských tratiach, boli len drevené dosky alebo drevené trámy. Vedenie kolies vozov bolo riešené obyčajne vodiacou doskou na strane týchto trámov.

Neskôr boli použité železné pásy pripevnené k trámom. Z Anglicka v polovici 19. storočia prenikli hríbové koľajnice. Tie boli už na konci 19. storočia vytlačené širokopätovými koľajnicami, používanými dodnes.

Typy

Nasledujúce typy koľajníc sú zostupne zoradené podľa rozšírenia:

• Širokopätové – je najpoužívanejší typ, jej široká pätka umožňuje dobrý spoj s podvalmi. Šírka päty určuje stabilitu a tuhosť koľajnice v priečnom smere. To je dôležité pre zachovanie smerovej polohy koľaje. Spodná časť pätky a hlavy s miernym sklonom pre lepšie uchytenie spojky.
• Žliabkové – používajú sa všade tam kde je potrebné vytvoriť koľajisko v súvislej rovine s terénom. Žliabok na koľajnici bol navrhnutý za účelom že tento typ koľajnice je po položení možné obložiť pri finálnej úprave povrchu terénu (kamenná dlažba, asfalt, betón a pod.) z oboch strán a teda vytvoriť koľajisko v súvislej rovine s terénom. Preto sa tento typ koľajnice používa na koľajové trate vedené cez ulice, námestia, promenády a pod.). Prevažne sú využívané na električkové trate.
• Blokové – na električkové trate, votknuté v špeciálnych paneloch.
• Žeriavové.

Tvary

Tvary koľajníc sa líšia svojimi rozmerovými parametrami. Nasledujúce sa týkajú širokopätovej koľajnice. Označenie sa skladá z písmena, prípadne niekoľkých písmen, ktoré skracuje pôvod alebo použitie a čísla, udávajúce hmotnosť 1 metra koľajnice v kg.

• S 49 – najčastejšie na regionálnych tratiach; S z nem. Schiene – koľajnica; výška 149 mm; šírka päty 125 mm; šírka hlavy 70 mm; hrúbka stojiny 14 mm
• R 65 – bežná na celoštátnych tratiach; R z rus. рельс – koľajnica; výška 180 mm; šírka päty 150 mm; šírka hlavy 75 mm; hrúbka stojiny 18 mm
• UIC 60 – na koridoroch; nahrádza R 65; UIC z franc. Union Internationale des Chemins de Fer – Medzinárodná železničná únia; výška 172 mm; šírka päty 150 mm; šírka hlavy 72 mm; hrúbka stojiny 16,5 mm
• T – na regionálnych tratiach; dnes už dožíva; T – ťažký; výška 150 mm; šírka päty 128 mm; šírka hlavy 65,5 mm; hrúbka stojiny 15 mm; 50 kg/bm
• A – na regionálnych tratiach; dnes už zriedkavé; 44 kg/bm
• Xa – na regionálnych tratiach; dnes už zriedkavé; 36 kg/bm

Mechanika

Hertzov vzorec

Na styku kolesa a koľajnice sa vytvára napätie v sústredenom tlaku, to sa určí pomocou Hertzovho vzorca

$\sigma =0,418{\sqrt {\frac {GE}{br}}}$

G je kolesový tlak, E - modul pružnosti, r -polomer kolesa a b - dĺžka elipsy zatlačenia (3 – 4 cm)

Poznámky

• Hlavným parametrom, podľa ktorého sa dnes rozlišujú koľajnice, je hmotnosť na 1 meter jej dĺžky. Tá sa môže pohybovať od niekoľkých kilogramov na priemyselných úzkokoľajkách až po mnoho desiatok kilogramov na hlavných tratiach.
• Električky spravidla používajú zvláštny profil koľajníc, ale napríklad v Ostrave a okolí aj električky používajú železničný profil.
• Medzi koľajnicami sa najskôr nechávali dilatačné škáry. Dnes sa koľajnice zvárajú a problém teplotnej rozťažnosti sa rieši ich predpätím.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Koľajnica