Một câu hỏi hay sẽ có đáp án thú vị. Những hòn đá dăm đấy có tên gọi là đá dằn. Mục đích của chúng là để giữ những thanh gỗ ngang cố định tại chỗ, đồng thời cũng giữ đường ray cố định.
Nghĩ đến việc các kĩ sư đối mặt với thử thách chạy trên những thanh thép dài hàng trăm dặm nằm trên mặt đất: chúng nở ra vì nhiệt, mặt đất xê dịch và rung lắc, lượng mưa tích tụ do thời tiết khắc nghiệt, cỏ và thực vật từ bên dưới. Bây giờ hãy ghi nhớ rằng 99% thời gian là chúng nằm yên bất động, 1% còn lại là lúc chúng gánh trọng tải cỡ 1M pound( xấp xỉ cân nặng của đầu máy hơi nước Union Pacific Big Boy và người lái tàu)
Gộp mọi vấn đề lại với nhau, bạn tạo cho mình một vấn đề lớn rất rất là thú vị mà lần đầu tiên được giải quyết cách đây 200 năm, và vẫn chưa được cải tiến đến bây giờ.
Câu trả lời sẽ bắt đầu với mặt đất nền, sẽ được đắp lên cao để đặt đường ray nhằm tránh bị lũ lụt. Trên đụn đất đó, bạn sẽ phải rải đá dăm ra. Bạn sẽ đặt một hàng dài các thanh gỗ ngang vuông góc với đường ray lên trên đá có trọng tâm 19.5 inch, dài 8 ½ inch, rộng 9 inch và dày 7 inch, nặng cỡ 200 pound…tổng cộng là 3249 thanh mỗi dặm. Bạn phải tiếp tục rải đá dăm quanh mấy cái tà vẹt này. Những viên đá sắc cạnh sẽ giữ chúng không bị trượt lên nhau (trong khi mấy viên sỏi tròn thì sẽ lăn lông lốc), do đó sẽ giữ các thanh gỗ cố định. Thanh gỗ được làm bằng gỗ cây phong( gỗ sồi hoặc hồ đào được dùng nhiều hơn) và được tẩm creosote để tránh tác động của thời tiết. Ở Mỹ, chúng tôi gọi đó là “tà vẹt đường sắt” (cross ties hoặc railroad ties; ở Anh chúng thường được gọi là sleepers; Tiếng Bồ Châu Âu là “travessas”; Tiếng Bồ Brazil là “dormentes”; tiếng Nga là шпала (đọc là shpala); tiếng Pháp “traverses”(tất cả đều có nghĩa như nhau). Trong khi 93% tà vẹt ở Mỹ làm vẫn làm bằng gỗ, thì các tuyến đường sắt hiện đại đông đúc đang tìm những hướng đi khác, ví dụ như nhựa composite, thép và bê tông.
Thông tin bên lề cho mấy kẻ mắc bệnh đam mê tìm hiểu về mấy thanh tà vẹt
Có khoảng 689,974,000 thanh tà vẹt ở Mỹ, nằm yên trên 212000 dặm đường ray. Vào năm 2011, chính quyền đã thay tổng cộng 15,063,539 thanh, 14,148,012 thanh mới làm từ gỗ 544,652 thanh là hàng tái sử dụng và 370,875 thanh làm từ vật liệu khác gỗ. Mấy cái thanh cũ thì được tái chế phục vụ cảnh quan đô thị, biến thành củi đốt hoặc cho vô mấy lò đốt nhà máy phát điện.
Tiếp, bạn chở đến những thanh thép cuộn nóng , dài 39’ ở Mỹ( vì họ phải chở bằng xe dài 40’, nhưng hiện tại đã tăng lên 78′ và đặt chúng lên trên những cái tà vẹt từ đầu đến cuối.. Chúng được nối với nhau bằng một miếng thép gọi là thanh cá ở mặt ngoài với bu lông ốc vít, nhưng ngày nay người ta sử dụng hàn thay thế.
Bạn có thể đóng đinh hay bắt vít chúng vào tà vẹt, nhưng điều đó không ổn chút nào. Những chuyển động không tầm thường do giãn nở và co lại vì nhiệt dọc chiều dài của đường ray sẽ khiến nó bị gãy hoặc bị cong vênh ở bất kỳ vị trí nào được cố định. Vậy nên, đường ray sẽ được gắn vào tà vẹt bằng kẹp hoặc neo, để giữ chúng cố định nhưng cũng cho phép chúng di chuyển theo chiều dọc khi chúng giãn nở hoặc co lại.
Như bạn đã biết: một quá trình lâu đời vẫn thực sự hiệu quả để giúp con người di chuyển và vận chuyển qua hàng ngàn dặm… mặc dù không có liên kết vĩnh viễn nào gắn vào mặt đất.
Đá dằn dàn trải tải trọng của tà vẹt(do chịu áp lực tải trọng của các đoàn tàu) lên nền đất, cho phép chuyển động của bề mặt đất, giãn nở nhiệt và chênh lệch trọng lượng, để mưa và tuyết thoát qua đường ray, và ngăn cản sự phát triển của các loài cỏ dại dễ sinh sôi lên đường ray.
Nhân tiện, dựa theo còm của người dùng X, hậu quả của việc không có giải pháp thích hợp cho việc giản nỡ và co lại vì nhiệt của đường ray khá là nghiêm trọng đấy. Hãy tưởng tượng điều gì xảy ra với một con tàu chạy trên đoạn đường ray này(ở Melbourne trong một đợt nắng nóng…)
