طريق العربات

تتكون طرق العربات (وتُكتب أيضًا Waggonways )، والمعروفة أيضًا باسم السكك الحديدية التي تجرها الخيول والسكك الحديدية التي تجرها الخيول من الخيول والمعدات والمسارات المستخدمة في جر العربات، والتي سبقت السكك الحديدية التي تعمل بالبخار . تم استخدام مصطلحات Plateway و Tramway و Dramway . كانت ميزة طرق العربات هي أنه يمكن نقل حمولات أكبر بكثير بنفس القوة.

أقدم دليل ^{[ بحاجة لمصدر ]} هو مسار ديولكوس المعبد الذي يبلغ طوله من 6 إلى 8.5 كم (3.7 إلى 5.3 ميل)، والذي كان ينقل القوارب عبر برزخ كورنث في اليونان منذ حوالي 600 قبل الميلاد. ^{[1] [2] [3] [4] [5]} كانت المركبات ذات العجلات التي يجرها الرجال والحيوانات تسير في أخاديد في الحجر الجيري ، والتي وفرت عنصر المسار، مما منع العربات من مغادرة الطريق المقصود. كان ديولكوس قيد الاستخدام لأكثر من 650 عامًا، حتى القرن الأول الميلادي على الأقل. ^[5] تم بناء مسارات معبدة لاحقًا في مصر الرومانية . ^[6]

تم توضيح مثل هذه العملية في ألمانيا عام 1556 بواسطة جورجيوس أجريكولا (الصورة على اليسار) في عمله De re metalica . ^[7] استخدم هذا الخط عربات "هوند" ذات عجلات غير مشطوفة تعمل على ألواح خشبية ودبوس رأسي في الشاحنة يناسب الفجوة بين الألواح لإبقائها تسير في الاتجاه الصحيح. أطلق عمال المناجم على العربات اسم هوندي ("كلاب") من الضوضاء التي أحدثتها على المسارات. ^[8]

حوالي عام 1568، استخدم عمال المناجم الألمان العاملون في مناجم رويال بالقرب من كيسويك مثل هذا النظام. وأكدت الأعمال الأثرية في موقع مناجم رويال في كالدبيك في منطقة ليك ديستريكت الإنجليزية استخدام " الهاند ". ^{[9] [10]}

في عام 1604، أكمل هانتينغدون بومونت بناء طريق عربات وولاتون ، الذي بُني لنقل الفحم من المناجم في ستريلي إلى وولاتون لين إند، غرب نوتنغهام بإنجلترا . تم اكتشاف طرق عربات بين بروسلي وجاكفيلد في شروبشاير منذ عام 1605، استخدمها جيمس كليفورد لنقل الفحم من مناجمه في بروسلي إلى نهر سيفرن. وقد قيل إن هذه الطرق أقدم إلى حد ما من تلك الموجودة في وولاتون. ^{[10] [11]}

سكة حديد ميدلتون في ليدز ، والتي تم بناؤها في عام 1758 كممر للعربات، أصبحت فيما بعد أول سكة حديدية عاملة في العالم (بخلاف القطار الجبلي المائل)، وإن كان ذلك في شكل متطور. في عام 1764، تم بناء أول سكة حديدية في أمريكا في لوويستون، نيويورك كممر للعربات. ^[12]

لقد حسنت عربات نقل الفحم من خلال السماح لحصان واحد بنقل ما بين 10 و13 طنًا طويلًا (10.2 و13.2  طنًا ؛ 11.2 و14.6 طنًا قصيرًا ) من الفحم في كل جولة - وهي زيادة تقريبية تبلغ أربعة أضعاف. كانت عربات نقل الفحم مصممة عادةً لحمل العربات المحملة بالكامل إلى أسفل التل إلى قناة أو رصيف قوارب ثم إعادة العربات الفارغة إلى المنجم.

حتى بداية الثورة الصناعية ، كانت القضبان مصنوعة من الخشب، وعرضها بضع بوصات، ومثبتة من طرف إلى طرف على جذوع من الخشب أو "عوارض"، توضع بشكل عرضي على فترات قدمين أو ثلاثة أقدام. وبمرور الوقت، أصبح من الشائع تغطيتها بغلاف مسطح رقيق أو "طلاء" من الحديد، من أجل زيادة عمرها ^[13] وتقليل الاحتكاك. تسبب هذا في المزيد من التآكل على بكرات الخشب للعربات، وفي منتصف القرن الثامن عشر، أدى ذلك إلى إدخال عجلات الحديد. ومع ذلك، لم يكن الغلاف الحديدي قويًا بما يكفي لمقاومة الانحناء تحت مرور العربات المحملة، لذلك تم اختراع القضبان المصنوعة بالكامل من الحديد. ^[13]

في عام 1760، بدأت شركة Coalbrookdale Iron Works في تعزيز سكك الترام الخشبية بقضبان حديدية، ^[14] والتي تبين أنها تسهل المرور وتقلل من النفقات. ونتيجة لذلك، بدأت في عام 1767 في صنع قضبان من الحديد الزهر . ربما كان طولها 6 أقدام (1.829 مترًا)، مع أربع آذان أو نتوءات بارزة 3 بوصات (75 مم) في 3 بوصات (1.829 مترًا).+3 ⁄ 4  بوصة (95 مم) لتمكين تثبيتها على العوارض الخشبية . كانت القضبان 3+ عرض 3 ⁄ 4 بوصة (95 مم) و 1+سمكها 1 ⁄ 4  بوصة (30 مم). وفي وقت لاحق، تشير الأوصاف أيضًا إلى قضبان يبلغ طولها 3 أقدام (914 مم) وعرضها 2 بوصة (50 مم) فقط. ^[15]

تضمن نظام لاحق قضبانًا أو ألواحًا حديدية على شكل حرف L ، يبلغ طول كل منها 3 أقدام (914 مم) وعرضها 4 بوصات (102 مم)، ولها على الجانب الداخلي حافة أو شفة مستقيمة، بارتفاع 3 بوصات (76 مم) في المنتصف وتتناقص إلى 2 بوصة (51 مم) في الأطراف، لغرض إبقاء العجلات المسطحة على المسار. بعد ذلك، لزيادة القوة، يمكن إضافة شفة مماثلة أسفل السكة. ^[13] استمر استخدام العوارض الخشبية - تم تأمين القضبان بمسامير تمر عبر الأطراف - ولكن في حوالي عام 1793، بدأ استخدام الكتل الحجرية ، وهو ابتكار مرتبط ببنيامين أوترام ، على الرغم من أنه لم يكن المبتكر. كان هذا النوع من السكك يُعرف باسم السكة الحديدية المسطحة أو لوحة الترام أو لوحة الطريق، وهي الأسماء التي تم الحفاظ عليها في المصطلح الحديث " طبقة الصفائح " المطبقة على العمال الذين يضعون ويحافظون على الطريق الدائم . ^[13] كانت عجلات عربات الطرق ذات الحواف عادية، لكنها لم تكن قادرة على العمل على الطرق العادية لأن الحواف الضيقة كانت تغوص في السطح.

شكل آخر من أشكال السكك الحديدية، وهو سكة الحافة ، استخدمه ويليام جيسوب لأول مرة على خط تم افتتاحه كجزء من قناة غابة تشارنوود بين لوفبورو ونانبانتان في ليسيسترشاير عام 1789. ^[13] تم تصميم هذا الخط في الأصل كطريق مسطح على نظام أوترام، ولكن أثيرت اعتراضات على وضع قضبان ذات حواف أو حواف قائمة على الطريق السريع . تم التغلب على هذه الصعوبة عن طريق رصف الطريق أو "تعبيده" حتى مستوى الجزء العلوي من الحواف. ^[13] في عام 1790، بدأ جيسوب وشريكه أوترام في تصنيع قضبان الحافة. ​​كان مثال آخر على تطبيق سكة الحافة هو طريق سكة حديد ليك لوك في ويست رايدينج أوف يوركشاير ( غرب يوركشاير الآن ) المستخدم في المقام الأول لنقل الفحم. فرضت السكك الحديدية رسومًا وافتتحت لحركة المرور في عام 1798، مما يجعلها أقدم سكة حديد عامة في العالم. بدأ المسار عند بحيرة لوك، ستانلي ، على خط الملاحة Aire & Calder ، ويمتد من ويكفيلد إلى أوتوود ، على مسافة 3 أميال تقريبًا (4.8 كم). تم استخدام قضبان الحافة (مع رف جانبي) في خط السكة الحديدية Middleton-Leeds القريب (يوجد طول من هذا السكة معروض في متحف مدينة ليدز ). تحتوي عجلات حافة الطريق على حواف، مثل السكك الحديدية الحديثة والترامواي. يتم أيضًا إنشاء ممرات على المعابر ذات المستوى الحديث والترامواي.

استمر هذان النظامان لبناء السكك الحديدية الحديدية في الوجود حتى أوائل القرن التاسع عشر. ^[13] في معظم أنحاء إنجلترا، كان السكك الحديدية ذات الألواح مفضلًا. ^[13] تم استخدام السكك الحديدية ذات الألواح في سكة حديد ساري الحديدية (SIR)، من واندسوورث إلى ويست كرويدون . ^[13] تمت الموافقة على SIR من قبل البرلمان في عام 1801 وانتهى في عام 1803. ^[13] مثل طريق سكة حديد ليك لوك ، كان SIR متاحًا للجمهور مقابل دفع الرسوم؛ كانت جميع الخطوط السابقة خاصة ومخصصة حصريًا لاستخدام أصحابها. ^[13] نظرًا لاستخدامها من قبل مشغلين فرديين، فإن المركبات تختلف اختلافًا كبيرًا في تباعد العجلات ( المقياس ) وكان السكك الحديدية ذات الألواح تتكيف بشكل أفضل. مرة أخرى في جنوب ويلز ، حيث تم ربط السكك الحديدية في عام 1811 بالقنوات ومناجم الفحم ومصانع الحديد ومصانع النحاس، وكان طولها الإجمالي حوالي 150 ميلاً (241 كم)، ^[14] كان الطريق الحديدي عالميًا تقريبًا. ^[13] ولكن في شمال إنجلترا واسكتلندا، كان للسكك الحديدية ذات الحافة تفضيل أكبر، وسرعان ما ترسخت تفوقها بشكل عام. ^[13] كانت العجلات تميل إلى الالتصاق بحافة سكة اللوحة، وكان الطين والحجارة يتراكمان.

تم تحسين تصنيع القضبان نفسها تدريجيًا. ^[13] من خلال جعلها بأطوال أطول، تم تقليل عدد الوصلات لكل ميل. ^[13] كانت الوصلات دائمًا أضعف جزء من الخط. ^[13] كان التقدم الآخر هو استبدال الحديد المطاوع بالحديد الزهر، على الرغم من أن هذه المادة لم تكتسب اعتمادًا واسع النطاق حتى بعد منح براءة اختراع لطريقة محسنة لدحرجة القضبان في عام 1820 لجون بيركينشو ، من Bedlington Ironworks . ^[13] كانت قضبانه على شكل إسفين في المقطع، وأعرض بكثير في الجزء العلوي منها في الجزء السفلي، مع الجزء المتوسط ​​أو الشبكة أرق. أوصى بأن تكون بطول 18 قدمًا (5.49 مترًا)، واقترح أنه يمكن لحام العديد منها معًا من طرف إلى طرف لتشكيل أطوال كبيرة. تم دعمها على عوارض بواسطة كراسي على فترات 3 أقدام (914 مم)، وكانت ذات بطن سمكة بين نقاط الدعم. كما استخدمها جورج ستيفنسون في خطوط ستوكتون ودارلينجتون وكانتربري وويتستابل ، كان وزنها 28 رطلاً/ياردة (13.9 كجم/م). ^[13] على سكة حديد ليفربول ومانشستر ، كان طولها عادةً 12 أو 15 قدمًا (3.66 أو 4.57 مترًا) ووزنها 35 رطلاً/ياردة (17.4 كجم/م) وكانت مثبتة بأوتاد حديدية على كراسي تزن 15 أو 17 رطلاً (6.8 أو 7.7 كجم) لكل منها. تم تثبيت الكراسي بدورها على العوارض بواسطة مسمارين من الحديد، وعوارض خشبية نصف دائرية تستخدم على السدود وكتل حجرية 20 بوصة (508 مم) مربعة و10 بوصات (254 مم) عميقة في القصاصات. وُجِد أن قضبان البطن السمكية تنكسر بالقرب من الكراسي، وبدءًا من عام 1834، تم استبدالها تدريجيًا بقضبان موازية تزن 50 رطلاً/ياردة (24.8 كجم/م). ^[13]

في عام 1804، قام ريتشارد تريفيثيك ، في أول استخدام مسجل لقوة البخار على السكك الحديدية، بتشغيل قاطرة بخارية عالية الضغط بعجلات ناعمة على طريق هضبي على شكل حرف "L" بالقرب من ميرثير تيدفيل ، لكنها كانت أكثر تكلفة من الخيول. ^[13] قام بثلاث رحلات من مناجم الحديد في بينيدارين إلى قناة ميرثير-كارديف وفي كل مرة كان يكسر القضبان المصممة لحمولات عربات الخيول. كان هناك شك عام في ذلك الوقت في أن العجلات الملساء يمكن أن تحصل على قوة جر على القضبان الملساء. أدى هذا إلى مقترحات باستخدام الرف أو آليات الدفع الأخرى.

حصل السيد بلينكينسوب من منجم ميدلتون على براءة اختراع لاستخدام العجلات المسننة في عام 1811 وفي عام 1812، استخدمت سكة حديد ميدلتون (حافة الطريق، قضيب الرف) بنجاح قاطرات بخارية ذات أسطوانتين صنعها ماثيو موراي من هولبيك ، ليدز . صنع جورج ستيفنسون أول قاطرة بخارية له في عام 1813 (حصل على براءة اختراع عام 1815) لمنجم كيلينجورث ، ^[14] ووجد أن العجلات الملساء على القضبان الملساء توفر قبضة كافية. وعلى الرغم من أنه روى لاحقًا أنهم أطلقوا على هذه القاطرة اسم "My Lord" لأنها كانت ممولة من اللورد رافينسوورث ، إلا أنه يبدو أنها كانت تُعرف في ذلك الوقت باسم Blücher . في عام 1814، تعاقدت شركة Parkend Coal Co في غابة دين مع ويليام ستيوارت لبناء قاطرة بخارية، والتي أُبلغ عن نجاحها عند تجربتها. ^[14] لم يتلق ستيوارت مكافأته المتوقعة وانفصل الطرفان بشروط سيئة. كان ستيوارت "مضطرًا إلى التخلي عن المحرك لتلك الشركة". ^[16] في عام 1821، تم اقتراح إنشاء طريق للعربات لربط المناجم في ويست دورهام ودارلينجتون ونهر تيس في ستوكتون ، وجادل جورج ستيفنسون بنجاح بأن طرق العربات التي تجرها الخيول أصبحت قديمة وأن السكك الحديدية التي تعمل بالبخار يمكن أن تحمل 50 ضعفًا من الفحم. ^{[ بحاجة لمصدر ] في عام 1825} ، بنى قاطرة Locomotion لسكة حديد ستوكتون ودارلينجتون في شمال شرق إنجلترا، والتي أصبحت أول سكة حديد بخارية عامة في العالم في عام 1825، من خلال كل من قوة الحصان وقوة البخار على مسارات مختلفة.

كانت المحركات البخارية الثابتة للتعدين متاحة بشكل عام في منتصف القرن الثامن عشر. ^{[ بحاجة لمصدر ]} كانت طرق العربات والسكك الحديدية التي تعمل بالبخار تحتوي على أقسام شديدة الانحدار صاعدة وكانت تستخدم كابلًا مدعومًا بمحرك بخاري ثابت لتشغيل الأقسام المائلة. استخدمت القوات البريطانية في لوويستون بنيويورك طريق عربات الكابل لنقل الإمدادات إلى القواعد قبل الحرب الثورية الأمريكية . كان لدى ستوكتون ودارلينجتون قسمان مائلان مدعومان بالكابل. كان الانتقال من طريق عربات إلى سكة حديد تعمل بالبخار بالكامل تدريجيًا. غالبًا ما كانت السكك الحديدية التي تعمل بالبخار حتى ثلاثينيات القرن التاسع عشر تسير بالخيول عندما كانت قاطرات البخار غير متوفرة. حتى في عصر البخار، كان من الملائم استخدام الخيول في ساحات المحطات لتحويل العربات من مكان إلى آخر. لا تحتاج الخيول إلى أوقات طويلة لرفع البخار في المرجل، ويمكنها اختصار الطرق من مسار جانبي إلى آخر. في جسر هاملي، تم استدعاء العطاءات لتوريد الخيول، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن موظفي السكك الحديدية العاديين يفتقرون إلى مهارات التعامل مع الخيول.

استمر استخدام القضبان الخشبية في خطوط السكك الحديدية المؤقتة حتى القرن العشرين. أنشأت بعض شركات حصاد الأخشاب في جنوب شرق الولايات المتحدة طرقًا خشبية باستخدام جذوع الأشجار غير القابلة للتسويق، والتي كانت مجانية فعليًا، لإنشاء مسارات بتكلفة تتراوح بين 100 و500 دولار لكل ميل. لم تكن الدوامة مشكلة، حيث انتقل عمال قطع الأخشاب إلى مواقع أخرى من الأخشاب مع تطهير كل منطقة. ^[17] يُقال إن نظامًا واحدًا على الأقل من طرق الأعمدة هذه امتد لمسافة حوالي 20 ميلاً (32 كم). ^[18]

كانت قضبان الأعمدة عادةً عبارة عن جذوع أشجار بقطر من 8 إلى 12 بوصة (20 إلى 30 سم)، موضوعة بشكل متوازي مباشرة على الأرض بدون روابط متقاطعة ، ومتصلة من طرف إلى طرف بمفاصل تداخل وأوتاد خشبية . كانت المركبات المتدحرجة عادةً تحتوي على عجلات إما بحواف مقعرة تعانق الجزء العلوي من قضبان الأعمدة، أو عجلات غير مشفهة بعجلات توجيه منفصلة تعمل على جانب كل سكة. تم استخدام محركات الجر البخارية وبعض القاطرات المصممة خصيصًا بنجاح لسحب قطارات جذوع الأشجار. على سبيل المثال، تم بناء Perdido بواسطة Adams & Price Locomotive and Machinery Works في ناشفيل بولاية تينيسي في عام 1885 لمنشرة Wallace، Sanford and Company في محطة ويليامز، ألاباما ، حيث سحبت ما يصل إلى سبع عربات تحتوي كل منها على 3 أو 4 جذوع أشجار. كان هذا محركًا مسننًا ( نسبة تروس 4.5 إلى 1 )، يقود أربع عجلات ذات حافة مقعرة تدور بشكل فردي على محاور ثابتة عبر محركات سلسلة؛ قوية ولكنها تسير بسرعة أقل من 5 أميال في الساعة (8.0 كم / ساعة). ^[17] وفي وقت لاحق، تم استخدام جرارات نصف مقطورة معدلة. ^[19]

مع استبدال قوة البخار تدريجيًا بقوة الحصان طوال القرن التاسع عشر، أصبح مصطلح "عربة" قديمًا وحل محله مصطلح "سكة حديدية". اعتبارًا من عام 2024 ^[تحديث]، لا يوجد سوى عدد قليل جدًا من خطوط السكك الحديدية التي تعمل بالخيول أو الشحن بالكابل، ومن الأمثلة البارزة على ذلك ترامواي سانت مايكل ماونت الذي يتم نقله بالكابل ورايزوج ، والذي كان في تشغيل مستمر منذ حوالي عام 1500. لا تزال بعض خطوط الركاب تعمل، بما في ذلك ترامواي دوغلاس باي الذي يجره الخيول وعربات التلفريك التي يتم نقلها بالكابل في سان فرانسيسكو .

• سمايلز، صموئيل؛ ستيفنسون، جورج (1857). حياة جورج ستيفنسون، مهندس السكك الحديدية (PDF) . لندن. OCLC  162233825. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2015-07-03.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
• ويستوود، جون نورتون (1988). التاريخ التصويري للسكك الحديدية . لندن: كتب بايسون. رقم ISBN 0-86124-446-X. OCLC  34774624.

• وصف وصور للحفريات الأثرية لعربة خشبية في موقع Lambton Coke Works في شمال شرق إنجلترا.
• تم افتتاح خط سكة حديد دافن (لانيلي) الذي يبلغ طوله ميلين ونصف في عام 1833.