Vì sao ray trên đường sắt phải làm thành hình chữ “i”?

Vì sao ray trên đường sắt phải làm thành hình chữ “i”?

Tầu hoả phải chạy trên hai thanh ray sắt đặt song song với nhau, dưới những thanh ray này, cách một khoảng nhất định đều đặt một tấm gỗ dầy to vuông vức. Nó sẽ làm cho nền đường có thể chịu được áp lực nặng của tầu.


Không biết bạn có chú ý không, thanh ray trên đường sắt không phải là hình “vuông góc” đơn giản mà là hình chữ I với kiểu thiết kế trên hẹp dưới rộng. Điều này là tại sao?

Mọi người đều biết trọng tải của xe lửa rất lớn. Để có thể chịu được áp lực của xe có trọng tải lớn, mặt trên của đường ray cần có độ rộng và độ dày nhất định; Cũng như vậy, để nâng cao tính ổn định của đường ray, mặt đáy của đường ray cũng cần có độ rộng nhất định; Hơn nữa, để ăn khớp với bánh xe, đường ray lại phải có độ cao nhất định. Đường ray hình chữ “I” vừa đủ đáp ứng đầy đủ ba yêu cầu trên, mà xét từ quan điểm của vật liệu cơ học thì đường ray kiểu này có cường độ cao nhất, có thể tận dụng nguyên liệu một cách hợp lý. Do vậy mặt cắt chữ “I” được chọn là mặt cắt đường ray tốt nhất.

Đường ray hình chữ “I” đã được sử dụng trên đường sắt trên đường sắt trên một trăm năm. Ngoài việc để thích ứng với sự tăng trọng tải của đầu máy và nâng cao tốc độ của tàu thì ngoài việc thiết kế tăng mặt cắt của đường ray và cải tiến các chi tiết nhỏ của các bộ phận, hình dạng của đường ray hầu như không có gì thay đổi. Nhưng đây cũng không phải là nói hình dáng của đường ray vĩnh viễn sẽ không thay đổi. Các kỹ sư đường sắt vẫn đang nghiên cứu vấn đề này, hy vọng có thể tìm ra hình dáng của đường ray hợp lý hơn và kinh tế hơn.