หมอนรองรางรถไฟ

หมอนรองราง (ภาษาอังกฤษแบบบริติช: railroad sleeper; ภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน: railroad tie) เป็นอุปกรณ์สำหรับใช้ยึดจับรางรถไฟให้อยู่กับที่ ช่วยให้ขอบรางทั้งสองเส้นมีระยะที่เท่ากัน และช่วยถ่ายเทน้ำหนักลงสู่หินหรือวัสดุรองราง หมอนรองรางรถไฟนิยมทำจากไม้เนื้อแข็ง หรือคอนกรีตอัดแรง ในบางครั้งอาจจะทำจากเหล็กกล้าขึ้นรูปก็ได้ หมอนแต่ละชนิดต่างเหมาะสมกับการใช้ที่แตกต่างกันคือ หมอนไม้สามารถใช้รองรางได้ทั่วไปทั้งทางปกติและสะพาน แต่ปัจจุบันนิยมใช้รองจุดที่รางสองเส้นต่อกัน ส่วนหมอนเหล็ก นิยมใช้บนสะพานเหล็กโดยเฉพาะ

ตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม หมอนคอนกรีตที่จะนำมาใช้ ต้องได้รับการทดสอบทั้งในด้านความทนทานต่อการกดดัน ตลอดจนความต้านทานไฟฟ้าที่อาจจะลัดจากรางเส้นหนึ่งไปหาอีกเส้นหนึ่งได้ เพื่อให้สามารถใช้ระบบวงจรไฟตอน (track circuit) ได้โดยไม่มีปัญหา

การจำแนกชนิด

หมอนไม้

หมอนไม้และเครื่องยึดเหนี่ยวราง

หมอนไม้ ทำจากไม้เนื้อแข็ง (เช่น ไม้เต็ง ไม้มะค่า ฯลฯ) หรือไม้เนื้ออ่อนชนิดแข็งอาบน้ำยาครีโอโซต (creosote) หรือโบรอนเพื่อกันปลวกแมลงแทะ ถูกนำมาใช้รองรางรถไฟตั้งแต่ในอดีตมาจนถึงปัจจุบัน หมอนไม้มีข้อดีคือมีความแข็งแรงพอที่จะถ่ายน้ำหนักขบวนรถลงสู่หินรองราง ตลอดจนมีความอ่อนตัวต่อแรงกระแทก นอกจากนี้ ความที่ไม้เป็นฉนวนไฟฟ้า ก็ทำให้สามารถวางวงจรไฟฟ้าสำหรับติดตามขบวนรถ เมื่อขบวนรถผ่านจะทำให้วงจรต่อครบ แสดงผลออกทางผังบรรยายทาง วงจรชนิดนี้เรียกว่าวงจรไฟตอน

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียที่สำคัญของหมอนไม้คือผุง่าย และเมื่อใช้ไปนาน ๆ จานรองรางจะกินลึกเข้าไปในเนื้อไม้ ทำให้ระดับสันรางทรุดตัวลง ต้องเปลี่ยนใหม่ นอกจากนี้ ตะปูยึดรางเมื่อได้รับแรงโยกคลอนของขบวนรถที่วิ่งผ่านมาก ๆ เข้า ก็ทำให้ตะปูหลุด ต้องย้ายไปตอกตำแหน่งใหม่หรือแม้แต่เปลี่ยนหมอน ดังนั้น ในปัจจุบัน จึงมีการใช้หมอนคอนกรีตเพิ่มมากขึ้น ซึ่งนอกจากจะทนทานกว่าแล้ว ก็ยังรองรับความเร็วขบวนรถที่เพิ่มมากขึ้นอีกด้วย

หมอนคอนกรีตอัดแรง

หมอนคอนกรีต

ด้วยปัญหาที่มีในหมอนไม้แบบเดิมที่มีมาก และการสงวนพื้นที่ป่าไม้ จึงทำให้มีการพัฒนาหมอนรองรางที่ทำด้วยคอนกรีตอัดแรง ใส่โครงเหล็กไว้ภายใน ซึ่งมีราคาถูกกว่าไม้ และรองรับภาระต่อเพลาได้มากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นการใช้หมอนคอนกรีตอัดแรงกับรางเชื่อมยาวก็ยังสามารถทำให้ความเร็วขบวนรถมีมาก และลดเสียงรบกวนจากการเด้งของรางได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม หมอนคอนกรีตต้องติดตั้งกับหินรองทางที่โรยอย่างหนา และคันทางที่อัดแน่นอย่างดีจึงจะเกิดประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด

ความคิดเรื่องหมอนคอนกรีตอัดแรงมีมาตั้งแต่ พ.ศ.2420 โดยได้มีการคิดค้นหมอนรองรางที่ทำจากคอนกรีตขึ้น กระนั้นก็ยังไม่เป็นที่แพร่หลายนัก จวบจนสงครามโลกครั้งที่สอง ซึ่งไม้หาได้ยากขึ้น ทำให้เกิดการพัฒนาหมอนคอนกรีตในยุโรป ยิ่งเพิ่มน้ำหนักของรางและเชื่อมยาวรางให้ติดกันมากขึ้นเท่าใด การผลิตหมอนก็ต้องทำให้มีคุณภาพดีมากขึ้นเท่านั้น ในปัจจุบัน หมอนคอนกรีตมีการใช้แพร่หลายกันในหลายประเทศรวมถึงไทย

หมอนเหล็กกล้า

หมอนเหล็กกล้า

ในบางกรณี เช่นบนสะพานเหล็ก การรองรับรางรถไฟด้วยหมอนคอนกรีต อาจทำให้หมอนคอนกรีตต้องแตกเสียหายจากแรงสะเทือน จึงต้องใช้หมอนที่ทำจากไม้หรือเหล็กขึ้นเพื่อตัดปัญหาดังกล่าว

ในทางรถไฟสายแยกในประเทศอังกฤษ หมอนรองรางนิยมทำจากเหล็กกล้าเนื่องจากใช้ปริมาณหินรองรางที่น้อยกว่าการใช้หมอนคอนกรีตถึง 60% (น้อยกว่าหมอนไม้ 45%) ตลอดจนสามารถหลอมกลับมาใช้ใหม่ได้

แหล่งข้อมูล

• Bonnett, Clifford F. (2005). Practical Railway Engineering. Imperial College Press. ISBN 1-86094-515-5. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-08-21. สืบค้นเมื่อ 2017-09-10.
• Cook, J. H. G. (1988). Institution of Civil Engineers (บ.ก.). Urban Railways and the Civil Engineer. Thomas Telford. ISBN 0-7277-1337-X.
• Flint, E. P.; Richards, J. F. (1992). "Contrasting patterns of Shorea exploitation in India and Malaysia in the nineteenth and twentieth centuries". ใน Dargavel, John; Tucker, Richard (บ.ก.). Changing Pacific Forests: Historical Perspectives on the Forest Economy of the Pacific Basin. Duke University Press. ISBN 0-8223-1263-8.
• Grant, H. Roger (2005). The Railroad: The Life Story of a Technology. Greenwood Press. ISBN 0-313-33079-4.
• Harper, Charles A. (2002). Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites (4th ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-138476-6. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-08-28. สืบค้นเมื่อ 2017-09-10.
• Hay, William Walter (1982). Railroad Engineering. Wiley. ISBN 0-471-36400-2.
• Krylov, Victor V. (2001). Noise and Vibration from High-Speed Trains. Thomas Telford. ISBN 0-7277-2963-2.
• La Mantia, Francesco (2002). Handbook of Plastics Recycling. Rapra Technology. ISBN 1-85957-325-8.
• Lancaster, Patricia J. (2001). Construction in Cities: Social, Environmental, Political, and Economic Concerns. CRC Press. ISBN 0-8493-7486-3.
• Schut, Jan H. (2004). "They've Been Working on the Railroad". Plastics Technology. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-01-31. สืบค้นเมื่อ 2007-11-05.

อ่านเพิ่ม

• Kaewunruen, Sakdirat (2008). Dynamic properties of railway track and its components, Chapter 5 in: New Research on Acoustics. Nova Sciences. ISBN 978-1-60456-403-7.
• Oaks, Jeff (2006). "Date Nail Info". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-04-21. สืบค้นเมื่อ 2007-11-03.
• Remennikov, Alex M.; Sakdirat Kaewunruen (August 17, 2007). "A review on loading conditions for railway track structures due to train and track vertical interaction". Structural Control and Health Monitoring. Wiley & Sons. 15 (2): 281–288. doi:10.1002/stc.227. S2CID 110498984.
• Taylor, H.P. (August 17, 1993). "The railway sleeper: 50 years of pretensions, prestressed concrete". The Structural Engineer. Institution of Structural Engineers. 71 (16): 281–288.
• Smith, Mike (2005). "Track used on British railway lines". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-09-18. สืบค้นเมื่อ 2007-11-05.
• Vickers, R. A., บ.ก. (1992). Cost-effective maintenance of railway track. Thomas Telford. ISBN 0-7277-1930-0.
• Wood, Alan Muir (2004). Civil Engineering in Context. Thomas Telford. ISBN 0-7277-3257-9.

แหล่งข้อมูลอื่น

• วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ หมอนรองรางรถไฟ