Szyna kolejowa

Z Kolejopedia
Wersja z dnia 10:05, 23 sie 2026 autorstwa Admin Kolejopedia (dyskusja | edycje) (Utworzono nową stronę "thumb|250px|Przekrój poprzeczny szyny kolejowej '''Szyna kolejowa''' – element nawierzchni kolejowej wykonany zazwyczaj ze stali, po którym toczą się koła pojazdów szynowych. Szyny tworzą dwie równoległe powierzchnie toczne, po których poruszają się pojazdy, a jednocześnie przenoszą i przekazują na podłoże obciążenia wywołane przez przejeżdżające […")
(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
Przekrój poprzeczny szyny kolejowej

Szyna kolejowa – element nawierzchni kolejowej wykonany zazwyczaj ze stali, po którym toczą się koła pojazdów szynowych. Szyny tworzą dwie równoległe powierzchnie toczne, po których poruszają się pojazdy, a jednocześnie przenoszą i przekazują na podłoże obciążenia wywołane przez przejeżdżające pociągi.

Szyny są jednym z podstawowych elementów toru kolejowego. Współpracują między innymi z podkładami, przytwierdzeniami, podsypką oraz innymi elementami konstrukcji nawierzchni. Współczesne szyny są najczęściej łączone w długie odcinki za pomocą spawania termitowego lub innych metod spawania, tworząc tor bezstykowy.

Track.Network Rail.Track.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Budowa szyny

Najczęściej stosowany współcześnie profil szyny ma przekrój zbliżony do litery I. Składa się z trzech podstawowych części:

  • główki szyny – górnej części, po której toczy się koło pojazdu;
  • szyjki szyny – środkowej, stosunkowo wąskiej części łączącej główkę ze stopką;
  • stopki szyny – dolnej, szerokiej części służącej do oparcia i zamocowania szyny.
Porównanie profilu szyny z płaską stopką i starszego profilu typu bullhead

Główka szyny ma odpowiednio ukształtowaną powierzchnię toczną. Jej geometria jest dostosowana do współpracy z profilem koła kolejowego. Szyjka zapewnia połączenie główki ze stopką i przenosi naprężenia powstające podczas przejazdu pojazdów. Stopka rozkłada obciążenie na elementy podpierające szynę i umożliwia jej zamocowanie.

Why the end of the gauge war didn't standardise Britain's railway.Network Rail.Why the end of the gauge war didn't standardise Britain's railway.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Funkcje szyny

Szyna pełni w torze kolejowym kilka funkcji.

Prowadzenie pojazdu

Podstawową funkcją szyny jest zapewnienie prowadzenia kół pojazdu. Współpraca obrzeża koła z odpowiednio ukształtowaną powierzchnią szyny umożliwia utrzymanie pojazdu na torze.

Odległość pomiędzy powierzchniami prowadzącymi dwóch szyn określa szerokość toru. Jej dokładna wartość zależy od przyjętego rozstawu toru.

Przenoszenie obciążeń

Szyna przenosi obciążenia od kół pojazdu na podkłady i pozostałe elementy nawierzchni. Obciążenia te mają charakter zarówno pionowy, jak i poprzeczny oraz podłużny.

Na szyny działają między innymi siły powstające podczas jazdy po łuku, hamowania, przyspieszania oraz przejazdu przez rozjazdy.

Prowadzenie prądu

W niektórych systemach kolejowych szyny pełnią również funkcję przewodnika elektrycznego. Dotyczy to między innymi obwodów torowych, w których szyny są wykorzystywane do wykrywania obecności pojazdu na określonym odcinku toru.

W przypadku trakcji elektrycznej szyny mogą również stanowić część obwodu powrotnego prądu trakcyjnego.

Track circuits explained.Network Rail.Track circuits explained.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Materiał

Szyny kolejowe wykonuje się przede wszystkim ze stali szynowej o odpowiednich właściwościach mechanicznych. Materiał musi charakteryzować się wysoką odpornością na zużycie, zmęczenie oraz oddziaływania dynamiczne.

Szczególnie obciążona jest powierzchnia główki szyny, która pozostaje w bezpośrednim kontakcie z kołami pojazdów. Wskutek wielokrotnych przejazdów dochodzi do stopniowego zużywania powierzchni tocznej.

Współczesne gatunki stali szynowej mogą być poddawane odpowiedniej obróbce cieplnej w celu uzyskania wymaganej twardości i odporności na zużycie.

Profile szyn

W historii kolejnictwa stosowano wiele różnych profili szyn.

Szyna Vignolesa

Szyna Vignolesa jest obecnie najczęściej spotykanym typem szyny kolejowej. Charakteryzuje się szeroką, płaską stopką, dzięki której może być bezpośrednio mocowana do podkładu za pomocą odpowiednich przytwierdzeń.

Profil ten jest stosowany na większości współczesnych kolei głównych.

Profil szyny Vignolesa

Nazwa profilu pochodzi od Charlesa Vignolesa, angielskiego inżyniera kolejowego, który przyczynił się do jego rozwoju.

Szyna dwu-główkowa

Szyna dwu-główkowa (ang. bullhead rail) posiada profil umożliwiający wykorzystanie podobnej konstrukcji główki i dolnej części szyny. W przeszłości była stosowana szerzej, szczególnie w Wielkiej Brytanii.

Współcześnie szyny tego typu są znacznie rzadsze. Ich mocowanie wymaga specjalnych elementów, takich jak krzesła szynowe.

Why the end of the gauge war didn't standardise Britain's railway.Network Rail.Why the end of the gauge war didn't standardise Britain's railway.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Szyna rowkowa

Szyna rowkowa jest stosowana przede wszystkim w torach tramwajowych. Jej główka posiada dodatkowy rowek przeznaczony na obrzeże koła.

Dzięki temu szyna może być wbudowana w nawierzchnię ulicy lub innej powierzchni drogowej, a tor może współdzielić przestrzeń z ruchem drogowym.

Inne profile

W zależności od zastosowania stosuje się również specjalne profile szyn przeznaczone między innymi do rozjazdów, krzyżownic, szyn ochronnych oraz innych elementów infrastruktury.

Oznaczenia szyn

Szyny są oznaczane między innymi za pomocą symboli określających ich profil, masę jednostkową lub standard techniczny.

Jednym z rozpowszechnionych systemów jest oznaczenie związane z masą jednego metra szyny. Przykładowo szyna 60E1 ma masę około 60 kg/m i jest jednym ze standardowych profili stosowanych w europejskim kolejnictwie.

W dokumentacji technicznej mogą występować również oznaczenia określające gatunek stali, klasę wytrzymałości oraz wymagania dotyczące geometrii profilu.

Produkcja

Produkcja szyn rozpoczyna się od wytworzenia odpowiedniej jakości stali. Następnie materiał jest poddawany walcowaniu w celu uzyskania wymaganego profilu.

W procesie walcowania stal przechodzi przez kolejne walce, które stopniowo nadają jej kształt główki, szyjki i stopki.

Po uzyskaniu właściwego profilu szyny mogą być poddawane dalszej obróbce, między innymi prostowaniu, kontroli wymiarów oraz obróbce cieplnej.

Współczesne zakłady produkcyjne wykorzystują systemy pomiarowe pozwalające kontrolować geometrię szyny z dużą dokładnością.

Łączenie szyn

Szyny mogą być łączone na kilka sposobów.

Złącza mechaniczne

Tradycyjną metodą łączenia szyn jest zastosowanie złączek szynowych i śrub. Końce dwóch szyn są zestawiane ze sobą, a następnie łączone za pomocą łubek.

W starszych torach tego typu połączenia były bardzo powszechne. Współczesne linie kolejowe wykorzystują je w znacznie mniejszym zakresie.

Spawanie

Współczesne szyny są często łączone poprzez spawanie. Pozwala to tworzyć długie odcinki szyn bez klasycznych złączy mechanicznych.

Jedną z metod stosowanych w kolejnictwie jest spawanie termitowe. Wykorzystuje ono reakcję chemiczną, w wyniku której powstaje ciekły metal wypełniający przestrzeń pomiędzy łączonymi końcami szyn.

Stosowane jest również spawanie wykonywane w wyspecjalizowanych zakładach lub za pomocą urządzeń mobilnych.

Długie odcinki połączonych szyn są wykorzystywane do budowy torów bezstykowych.

Tor bezstykowy

Tor bezstykowy jest konstrukcją, w której szyny są połączone w bardzo długie odcinki, często obejmujące wiele kilometrów.

Brak dużej liczby klasycznych złączy zmniejsza między innymi liczbę miejsc, w których podczas przejazdu koła oddziałują na nierówność wynikającą ze styku dwóch szyn.

W torze bezstykowym istotne znaczenie mają jednak naprężenia termiczne powstające wskutek zmian temperatury. Szyna rozszerza się podczas nagrzewania i kurczy podczas ochładzania. Z tego względu podczas budowy i utrzymania toru kontroluje się między innymi temperaturę oraz stan naprężeń w szynie.

Zużycie szyn

Szyny zużywają się wskutek wielokrotnego kontaktu z kołami pojazdów. Zużycie może mieć charakter:

  • pionowy – związany ze zmniejszaniem wysokości główki;
  • boczny – szczególnie istotny na łukach;
  • zmęczeniowy – związany z powstawaniem i rozwojem uszkodzeń materiału;
  • falisty – związany z powstawaniem charakterystycznych okresowych nierówności powierzchni tocznej.

Szczególnie intensywne zużycie może występować na łukach o małym promieniu, gdzie na szynę działają znaczne siły poprzeczne.

Stan szyn jest regularnie kontrolowany. Do kontroli wykorzystuje się między innymi specjalistyczne pojazdy pomiarowe, urządzenia ultradźwiękowe, systemy laserowe oraz oględziny wykonywane przez personel utrzymania infrastruktury.

New Measurement Train (NMT).Network Rail.New Measurement Train (NMT).(en).Dostęp: 2026-08-23.

Szlifowanie szyn

Jedną z metod utrzymania szyn jest szlifowanie ich powierzchni. Polega ono na kontrolowanym usuwaniu niewielkiej ilości materiału z główki szyny w celu przywrócenia właściwego profilu oraz usunięcia niektórych uszkodzeń powierzchni.

Szlifowanie może być wykonywane za pomocą specjalistycznych pojazdów kolejowych i maszyn torowych wyposażonych w odpowiednie urządzenia.

Regularne profilowanie główki szyny może ograniczać rozwój niektórych rodzajów uszkodzeń oraz poprawiać jakość współpracy koła z szyną.

Track treatment fleet.Network Rail.Track treatment fleet.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Uszkodzenia szyn

Do najważniejszych uszkodzeń szyn należą:

Poważne uszkodzenie szyny może prowadzić do konieczności ograniczenia prędkości pociągów, zamknięcia toru lub wymiany uszkodzonego odcinka.

Szyna a rozjazd

Szyny stosowane w rozjazdach kolejowych mają bardziej skomplikowaną geometrię niż szyny znajdujące się na prostym odcinku toru.

W rozjazdach występują między innymi iglice, krzyżownice oraz inne elementy umożliwiające zmianę kierunku jazdy pojazdu.

Ze względu na dużą liczbę przejazdów oraz skomplikowaną geometrię rozjazdy są jednymi z bardziej wymagających elementów infrastruktury kolejowej pod względem utrzymania.

Track.Network Rail.Track.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Szyny specjalne

Oprócz zwykłych szyn jezdnych stosuje się także szyny o specjalnym przeznaczeniu.

Należą do nich między innymi:

W niektórych systemach kolejowych stosuje się również dodatkowe szyny związane z zasilaniem pojazdów, takie jak trzecia szyna. Nie jest ona jednak szyną jezdną w takim samym znaczeniu jak dwie szyny, po których toczą się koła pojazdu.

Third rail.Network Rail.Third rail.(en).Dostęp: 2026-08-23.

Znaczenie dla kolei

Szyna jest jednym z najbardziej obciążonych elementów infrastruktury kolejowej. Musi jednocześnie zapewniać prawidłowe prowadzenie pojazdu, przenosić bardzo duże obciążenia oraz zachowywać odpowiednią geometrię przez długi czas eksploatacji.

Współczesne technologie produkcji, diagnostyki i utrzymania pozwalają znacznie wydłużać okres użytkowania szyn. Jednocześnie rozwój kolei dużych prędkości oraz wzrost masy i długości pociągów towarowych powodują coraz większe wymagania wobec ich wytrzymałości i jakości.

  • Niepozorna stalowa belka, a bez niej ani rusz — jak mawiałby niejeden stary kolejarz: najpierw szyna, potem pociąg.*

Zobacz też

Przypisy

Szablon:Przypisy

Bibliografia

  • Track.Network Rail.Track.(en).Dostęp: 2026-08-23.
Źródło: „http://www.wiki.kolejopedia.pl/index.php?title=Szyna_kolejowa&oldid=1444”