đá granit được sử dụng trên đường sắt

Nền tảng của đường ray: Đá granite trong xây dựng đường sắt

Khi người ta hình dung ra mạng lưới đường sắt trải dài khắp các lục địa, tâm trí thường gợi lên hình ảnh những đường ray thép lấp lánh, đầu máy mạnh mẽ, và tà vẹt bằng gỗ. Chưa, bên dưới hệ thống năng động này là sự im lặng, nền tảng bất động đã đóng vai trò quan trọng kể từ buổi bình minh của thời đại đường sắt: đá granit. Đá lửa này, được hình thành từ sự kết tinh chậm của magma sâu trong lòng Trái đất, sở hữu một tập hợp các tính chất vật lý khiến nó, và trong nhiều trường hợp vẫn làm được, một vật liệu không thể thiếu để xây dựng cơ sở hạ tầng đường sắt bền vững và đáng tin cậy.

Tại sao đá granite? Ưu điểm vốn có

Việc lựa chọn đá granite để sử dụng cho đường sắt không hề tùy tiện; đó là sự lựa chọn có chủ ý do nhu cầu kỹ thuật. Ưu điểm chính của nó bắt nguồn từ chính địa chất của nó:

• Sức mạnh nghiền đặc biệt: Đá granite nổi tiếng với độ bền nén cao, thường dao động giữa 100 ĐẾN 300 MPa. Điều này cho phép nó chịu được tải trọng tĩnh lớn của đoàn tàu đứng trong ga và động lực, Tác động lặp đi lặp lại của các bánh xe đi qua đường ray ở tốc độ cao mà không bị gãy hoặc biến dạng.
• Khả năng chống mài mòn vượt trội: Các tinh thể thạch anh và fenspat lồng vào nhau tạo thành đá granit tạo ra một bề mặt cực kỳ cứng. Chất lượng này rất quan trọng đối với các bộ phận như chấn lưu đường ray, phải chống lại việc bị nghiền thành bụi dưới lưu lượng giao thông liên tục, và cho các khu định cư trong bãi hàng hóa chịu đựng máy móc hạng nặng và cào.
• Độ bền ấn tượng và khả năng chống chịu thời tiết: Đá granite được khai thác đúng cách có khả năng chống thấm nước và hư hại do sương giá cao. Không giống như những loại đá xốp hơn, nó không dễ bị nứt trong chu kỳ đóng băng-tan băng, đảm bảo tuổi thọ lâu dài với mức bảo trì tối thiểu—một yếu tố quan trọng đối với cơ sở hạ tầng có tuổi thọ hàng thập kỷ.
• Không cháy: Trong thời đại mà đầu máy hơi nước rải tro và than hồng nóng hổi lên đường ray, sử dụng vật liệu không cháy như đá granit cho sân ga, mố cầu, và cống là biện pháp an toàn thiết yếu.

Nhiều vai trò của đá granite dọc theo đường sắt

Ứng dụng của đá granite rất đa dạng, hình thành cả kiến ​​trúc hữu hình và cấu trúc hỗ trợ vô hình của các tuyến đường sắt.

Theo dõi chấn lưu: Quỹ vô hình

Công dụng đáng kể nhất của đá granite theo thể tích là làm đá dằn đường ray—lớp đá dăm trên đó đặt tà vẹt và đường ray.. Các mảnh góc của nó lồng vào nhau để tạo thành một ma trận ổn định thực hiện một số chức năng quan trọng: phân phối tải trọng lớn từ tà vẹt xuống nền đất bên dưới, tạo điều kiện thoát nước để tránh úng, và ngăn chặn sự phát triển của thảm thực vật có thể làm mất ổn định nền đường. Độ cứng của đá granit đảm bảo lớp này vẫn còn nguyên vẹn dưới áp lực, duy trì sự liên kết và hình học của đường ray.

Khối xây dựng: Trạm, Cầu, và đường hầm

Các nhà ga đường sắt vĩ đại thời Victoria thường trưng bày đá granit ở mặt tiền lớn, trụ cột, và nền tảng. Nó chiếu lên một hình ảnh của sự trường tồn, sức mạnh, và niềm tự hào dân sự. Nhiều chức năng hơn, đá granit là vật liệu được lựa chọn cho mố cầu và tường cánh - kết cấu đỡ đầu cầu và giữ lại bờ kè. Khối lượng và sức mạnh của nó chống lại các lực ngang từ trái đất. Tương tự, Lớp lót đường hầm được xây dựng từ các khối đá granit đã được mài mòn đã tạo ra một lá chắn chắc chắn chống lại áp lực đá và sự xâm nhập của nước ngầm trong thời đại trước khi bê tông được sử dụng rộng rãi.

Đá cuội (Sett) và kiềm chế

Bãi hàng hóa đường sắt, nhà kho động cơ, và các khu vực xung quanh các ga lớn thường được lát bằng đá granit. Những khối có kích thước đồng đều này tạo ra một sự cứng cáp, bề mặt bằng phẳng có khả năng chịu được tải trọng lớn từ toa xe,cần cẩu,và sau này,xe tải. Độ bền của chúng vượt xa nhựa đường hoặc gạch,và bề mặt gồ ghề của chúng tạo ra lực kéo tốt cho đầu máy xe lửa và ngựa chuyển hướng.

Sự chuyển đổi sang các lựa chọn thay thế hiện đại

Sự thống trị của đá granit bắt đầu suy yếu vào giữa thế kỷ 20 với một số phát triển đồng thời. Sự phát triển của bê tông dự ứng lực đã mang lại một loại vật liệu mới có thể được đúc thành các hình dạng phức tạp cho tà vẹt,dầm cầu,và các cạnh nền với hiệu quả chi phí cao hơn. Các đặc tính có thể dự đoán được của bê tông và khả năng sản xuất tại địa phương giúp giảm sự phụ thuộc vào các mỏ đá cụ thể. Đối với đá dằn,hậu cần và chi phí vận chuyển đá nghiền nặng trên quãng đường dài đã khiến các lựa chọn thay thế có nguồn gốc địa phương như đá vôi hoặc thậm chí xỉ từ sản xuất thép trở nên hấp dẫn hơn về mặt kinh tế ở nhiều khu vực. Hơn nữa,sự suy giảm chuyển động của hơi nước đã loại bỏ một trong những yếu tố chính dẫn đến đặc tính chống cháy của nó trong một số ứng dụng nhất định.

Một di sản lâu dài

Bất chấp những thay đổi này,đá granit vẫn chưa biến mất khỏi đường sắt. Ở nhiều nơi trên thế giới,Đá dằn granit vẫn được sử dụng ở những nơi hiệu suất vượt trội của nó phù hợp với chi phí. Các bộ phận của Tuyến chính Bờ Tây của Vương quốc Anh và các tuyến tốc độ cao khác ở Châu Âu hãy sử dụng nó để có được sự ổn định. Hơn nữa,di sản của đá granit được đặt trên đá xuyên suốt mạng lưới. Các trạm lịch sử từ Grand Central ở New York đến St.Pancrasin London sừng sững như những tượng đài cho vẻ đẹp và sức mạnh bền bỉ của nó. Vô số dặm đường vẫn còn chạy trên nền đá dằn granit đã phục vụ trung thành trong hơn một thế kỷ qua. Trong một ngành công nghiệp được xây dựng dựa trên phong trào,đá granit cung cấp mỏ neo không thể di chuyển,làm cho nó trở thành một trong những vật liệu cơ bản nhất trong lịch sử kỹ thuật đường sắt. Câu chuyện của nó được đặt phức tạp trong chính nền tảng mà phương tiện giao thông hiện đại được xây dựng trên đó.