مسار بدون حصى

تتمثل مزايا المسار بدون حصى مقارنةً بالبنية الفوقية التقليدية في هندسة المسار المتسقة للغاية، وعمره الطويل الذي يصل إلى 100 عام، وانخفاض الحاجة إلى الصيانة . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

تُحقق هندسة مسار السكة الحديدية بدون حصى بشكل أساسي بفضل مرونته المنخفضة نسبيًا مقارنةً بالبنية الفوقية التقليدية. ينتج عن ذلك تشوهات أقل بكثير وحركة أكثر سلاسة بشكل عام؛ وقد أبدى سائقو قطارات خط شرق لندن التابع لشبكة لندن أوفرغراوند رأيهم بأن نظام المسار منخفض الاهتزاز هو أكثر بنية فوقية سلاسةً جربوها. ^{[ 7 ]} أظهرت القياسات التي أُجريت في سويسرا عامي 2003 و2004 انحرافًا معياريًا للعرض أقل من 1.2 مليمتر (0.047 بوصة) . ^{[ 6 ]} وهذا بدوره يزيد من عمر المسار ويقلل الحاجة إلى الصيانة. تقتصر الصيانة الوقائية المعتادة على صقل القضبان، وفي حالة القضبان المثبتة على السطح، فحص مثبتات القضبان، حيث لا حاجة للدكّ لعدم وجود حصى. أما الصيانة العلاجية التي تتجاوز استبدال القضبان والمثبتات، فلا تُطلب إلا بعد عدة عقود. قامت السكك الحديدية الفيدرالية السويسرية باستبدال العوارض الخشبية والأحذية المطاطية للمسار الخالي من الحصى في نفق هايترسبيرغ الذي يبلغ طوله 4.9 كيلومتر (3.0 ميل) بين عامي 2014 و2016، في حين لم تكن هناك حاجة لصيانة البلاطة الخرسانية بعد 39 عامًا من افتتاح النفق. ^{[ 8 ] [ 9 ]}  

نظراً لتجاربها الجيدة مع النظام، تفكر السكك الحديدية الفيدرالية السويسرية في تركيب مسارات بدون حصى في أي مكان توجد فيه بنية تحتية صلبة - في الأنفاق وكذلك على الجسور . ^{[ 9 ]} وفي أماكن أخرى، تُستخدم المسارات بدون حصى في العراء.

تشمل المزايا الأخرى للسكك الحديدية الخالية من الحصى تحسين تصريف المياه والتحكم فيه ، والقضاء على أضرار الحصى المتطاير على عربات القطارات والمنشآت الهندسية المدنية ، وبنية علوية أقل عمقًا، وإمكانية إنشاء أقسام مرور مثل التقاطعات أو مسارات الترام والحافلات المشتركة التي يمكن للمركبات الهوائية المرور عليها. وعند استخدامها في المحطات، يسهل تنظيف السكك الحديدية الخالية من الحصى. ^{[ 9 ] [ 2 ]}

تُتيح المسارات المدمجة إمكانية تعزيز السلامة من خلال توفير حماية بسيطة ضد خروج القطارات عن القضبان ودعم القضبان المكسورة. كما يُمكن تركيبها بكفاءة عالية باستخدام تقنية الصبّ الانزلاقي. كل هذه المزايا تُسهّل حركة المرور على المسارات.

تتمثل العيوب الرئيسية للسكك الحديدية بدون حصى في ارتفاع تكلفة إنشائها الأولية بشكل ملحوظ في بعض الأحيان. ورغم اختلاف الأرقام تبعًا لنوع الإنشاء وبنية السكك الحديدية (إذ تُعدّ السكك الحديدية بدون حصى أكثر ملاءمةً للبنى التحتية الخرسانية، كما هو الحال في الأنفاق أو الجسور)، فقد قدّرت شركة السكك الحديدية الألمانية (دويتشه بان ) في عام 2015 أن تكاليف إنشاء السكك الحديدية بدون حصى تزيد في كثير من الحالات بنسبة 28% عن تكاليف البنية الفوقية التقليدية. ^{[ 10 ]} ومع ذلك، فإن تكلفة دورة حياة السكك الحديدية بدون حصى أقل عمومًا من تكلفة السكك الحديدية ذات الحصى نظرًا لانخفاض تكاليف صيانتها بشكل ملحوظ. ^{[ 11 ]}

من عيوب السكك الحديدية غير المثبتة بالحصى صعوبة تعديل أو تصحيح هندسة السكة بعد تصلب الخرسانة، وضرورة وجود بنية تحتية مستقرة (إذ قد تكون تعديلات البنية الفوقية شاقة)، ​​وارتفاع مستوى الضوضاء عمومًا، وطول مدة الإصلاحات وارتفاع تكلفتها عند تلف البلاطة الخرسانية (على سبيل المثال، بسبب أخطاء البناء أو التآكل أو الحوادث). كما ذُكر أيضًا عدم مرونة السكة وضرورة توخي الحذر عند الانتقال بين السكك المثبتة بالحصى والسكك غير المثبتة بها. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

ريدا 2000 قبل الصب

ريدا 2000 بعد الصب

كان أحد أوائل تطبيقات السكك الحديدية بدون حصى في مدينة ريدا الألمانية، حيث تم إنشاؤها عام 1972. ^{[ 5 ]} وقد تطور هذا النظام إلى نظام ريدا 2000، الذي استُخدم لأول مرة على خط سكة حديد إرفورت-لايبزيغ/هاله فائق السرعة . ^{[ 16 ]} يعتمد هذا النظام على عوارض أو كتل مغلفة بالخرسانة، تُصب في الموقع. ^{[ 13 ] [ 17 ]}

ATD هو اختصار لطبقة الدعم الأسفلتي للسكك الحديدية. تتضمن خصائصه قضبانًا متصلة على طول محور السكة، وعوارض خشبية مصنوعة من الخرسانة ثنائية الكتل، مثبتة على طبقة داعمة من الأسفلت. وقد تم تطبيقه على خطوط الترام. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

يتكون نظام بوزبيرغ/ستيديف من عوارض خشبية مزدوجة متصلة بقضيب فولاذي ومغطاة بغطاء مطاطي. ويمكن استبدال جميع مكوناته بشكل منفصل. استُخدم نظام بوزبيرغ/ستيديف لأول مرة من قبل السكك الحديدية الفيدرالية السويسرية في نفق بوزبيرغ عام 1966. ^{[ 9 ]} ثم طورت شركة ساتيبا نظام ستيديف لاحقًا. ^{[ 20 ]}

يتميز خط سكة حديد بوغل بدون حصى باستخدام ألواح خرسانية مسبقة الصنع بدلاً من هيكل متصل يُصب في الموقع. ويُستخدم الملاط لربط الألواح التي يبلغ وزنها 9 أطنان بالبنية التحتية وببعضها البعض. طُوّر نظام بوغل في ألمانيا، وجُرّب لأول مرة في داخاو عام 1977. وجرى أول تركيب متسلسل له في شليسفيغ هولشتاين وهايدلبرغ عام 1999. ولتشغيله على خط السكك الحديدية فائق السرعة بين بكين وشنغهاي ، تم تركيب 406,000 لوح. ^{[ 21 ]}

يتكون مسار السكك الحديدية النمساوي (ÖBB/ PORR) الخالي من الحصى من بلاطة مسار مدعومة بمرونة. تم اختباره لأول مرة عام 1989، وأصبح النظام القياسي في النمسا عام 1995، ^{[ 22 ]} ويُستخدم لأكثر من 700 كيلومتر من المسارات حول العالم، بما في ذلك مشروع النقل الموحد الألماني رقم 8 (Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 8)، ومترو الدوحة ، ونظام النقل السريع الإقليمي بين دلهي وميروت (RRTS) . ^{[ 23 ]} سيُستخدم هذا النظام على خط السكك الحديدية عالي السرعة 2 في المملكة المتحدة ، باستثناء الأنفاق وبعض المنشآت المتخصصة. ^{[ 24 ]}

نظام المسار منخفض الاهتزاز (LVT) مشابه لنظام بوزبيرغ/ستيديف من حيث استخدامه لعوارض خشبية مزدوجة مغلفة بأغطية مطاطية. ^{[ 9 ] [ 25 ]} مع ذلك، لا يحتوي نظام LVT على قضيب ربط. ^{[ 9 ]} طُوّر النظام وجُرّب بواسطة روجر سونفيل بالتعاون مع السكك الحديدية الفيدرالية السويسرية في تسعينيات القرن الماضي ^{[ 3 ]} قبل بيع حقوقه لشركة فيجيه ريل عام 2009. ^{[ 26 ]} يُستخدم نظام LVT في نفق المانش منذ عام 1994. ونظرًا للاسم الألماني للنفق ، يوروتانل ، يُشار إلى نظام LVT أحيانًا باسم يوروبلوك. استُخدمت تقنية LVT في أكثر من 1300 كيلومتر من السكك الحديدية حول العالم، بما في ذلك أنفاق لوتشبيرغ وغوتارد وسينيري الأساسية في سويسرا، وخط سوين فائق السرعة في كوريا الجنوبية بين سونغدو وإنتشون، ومشروع مرمراي التركي ، وخط شرق لندن التابع لشبكة أوفرغراوند في لندن ، بالإضافة إلى الجسور في المناطق الحضرية. ^{[ 27 ] [ 28 ]} وقد أصبحت تقنية LVT نظام السكك الحديدية القياسي بدون حصى في سويسرا. ^{[ 29 ]}

نظام IVES ( الذكي ، متعدد الاستخدامات، الفعال ، والمتين ) هو منتج من شركة Rhomberg Rail. يتكون النظام من طبقة أساسية (يفضل أن تكون من الخرسانة الإسفلتية العادية) وعناصر هيكلية جانبية خرسانية، حيث تُدمج عناصر تثبيت القضبان من النوع DFF 304 [ ^{30 ] مباشرةً} - دون الحاجة إلى عوارض خشبية. وتُوفر المرونة اللازمة من خلال صفيحة وسيطة مرنة في عناصر تثبيت القضبان.

تُصنّع العناصر الهيكلية لهذا النظام بشكل فردي، ويمكن وضعها أفقيًا أو طوليًا على الطبقة الأساسية. تحتوي هذه العناصر على تجاويف في أعلاها، حيث تُوضع عناصر تثبيت القضبان. بعد ذلك، تُرفع القضبان على عناصر التثبيت، ويتم إنشاء شبكة المسار. يمكن الآن ضبط موضع الشبكة بدقة رأسيًا وأفقيًا. أخيرًا، تُثبّت عناصر تثبيت القضبان بالعناصر الهيكلية عن طريق الاحتكاك باستخدام مونة حقن عالية المقاومة. بفضل تصميمه المرن وسهولة تركيبه، يُناسب نظام IVES جميع أنواع القضبان. ^{[ 31 ]}

بعد إجراء الاختبارات، تم تركيب أول مسار لقطارات آيفز في نفق أسفوردبي التابع لمضمار دالبي القديم للاختبار في إنجلترا عام 2013 ^{[ 32 ]} ، ومنذ ذلك الحين، تم بناء سبعة مسارات أخرى لقطارات آيفز. ويمر أطول مسار لقطارات آيفز عبر نفق بروغوالد في سويسرا، بطول إجمالي يبلغ 1731 مترًا (5679 قدمًا) ^{[ 33 ]} .  

يتكون مسار السطح من عارضة خرسانية لا نهائية تُدفن في الأرض، ويُثبّت المسار فوقها مباشرةً. تُصنع العارضة الخرسانية مجوفة لتتناسب مع كثافة التربة. وبفضل قطرها الكبير ووزنها الخفيف، تُعدّ مناسبةً بشكل خاص للتصاميم المنخفضة على التربة الرخوة. وقد تم تطبيق مسار السطح على أجزاء صغيرة من خط هافينسبورلاين روتردام ، وهو جزء من خط بيتويروت . ^{[ 34 ] [ 35 ]}