從石路到鐵路
人們普遍認為,世界上的鐵路來源于石路。其根據是考古學家發掘意大利龐貝古城時,發現了和現代鐵路一樣寬的石路。
龐貝,是意大利歷史上有名的城市。公元79年8月,距龐貝10公里的維蘇威火山爆發,龐貝全城被火山灰湮沒?脊艑W家在發掘時注意到,龐貝古城的街道上砌有兩排平行的石道,其距離是當時戰車的輪距:4英尺8英寸半(合1435毫米),看來是專為方便戰車行駛而鋪設的。順便說一句,英尺和英寸都是英制長度單位,1英尺等于12英寸,1英寸等于25.4毫米。
龐貝古城的石道使人們聯想起十六世紀德國哈茲礦山也鋪有兩行專運礦石的“石路”, 距離恰好也是1435毫米。是不是德國人從意大利人那里學來的呢?不管怎么說,這可能是世界上最原始的軌道,它使得礦車擺脫了泥濘的土路,推拉起來輕快了許多。但是,“石路”雖然結實,卻難以隨礦井的轉移而重復使用,而且也不夠輕便。1550年,在法國和德國邊界附近的勒伯德爾地區,礦山的馬拉礦車開始用木制軌道。1605年,英格蘭的煤礦也采用木軌,軌距仍保持1435毫米!澳韭贰钡闹谱骱弯佋O都要容易和方便的多,于是許多煤礦紛紛效仿,一時風行起來。
后來,為了防止木軌磨損太快,又在上面釘了鐵皮。隨著運輸量的增大,蒙鐵皮的木軌也還是解決不了磨損太快的問題。
十七世紀的英國,因為生鐵價格下跌,有人就把鐵熔化,鑄成5英尺長,4英尺寬,1英寸多厚的長方形鐵板,鐵板上有孔,可以釘在木軌上存放。原希望等到鐵價上漲后再把鐵板起下來熔化出售,誰知道這種鐵板竟然成了大受歡迎的新型軌道,很快就得到了推廣,“鐵路”這一名稱也由此而來。從“石路”到“木路”再到“鐵路”,它們的軌距幾乎完全一樣。
板式鐵路雖然耐磨,但要保證馬車的車輪不脫軌卻很難。后來,人們又加以改進,把它制成角鐵形。角鐵的一個豎起的邊可以擋住車輪,防止脫軌。但是平鋪的角鐵型軌道強度不夠,很容易被煤屑泥土掩埋。1789年出現了立式軌,強度有所提高,也不容易被掩埋。立式軌去掉了豎邊,而在車輪的外側加輪緣,同樣可以達到防止脫軌的目的。這樣無論制造、鋪設和清理都要方便得多。1788年,一個叫威廉·杰索的人把車輪凸起的外緣改為內緣。理由是:“輪緣在外側時,車輪必須采用強勁的緊固件保持其位置,如果改在內側,鐵軌本身就可以保持車輪的位置!钡览砗芎唵,但更加科學。隨著科學的發展和人們對力學的認識,立式軌從腰鼓形逐漸演變為工字型,鐵軌終于確立了自己的形象。
軌道 肩負重任的鋼軌
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