Industriespoor

► Nieuw ◄

► Zoeken ◄

Stoomtractie smalspoor

Stoomtractie normaalspoor

Motortractie smalspoor

Motortractie normaalspoor

Rails

geplaatst: 25-10-2018; gewijzigd 06-11-2018

Inleiding

Zonder rails geen (industrie)spoor. Daarom gaat deze webpagina over rails voor industriespoor. Het zal daarbij vooral over smalspoor gaan. Immers, afgezien van eilandbedrijven is het normaalspoor van industrieën en andere particuliere bedrijven aangesloten op het landelijke openbare spoornet en er is weinig reden om de eigen rails daarvan te laten afwijken.

De belangrijkste eigenschap van rails is het draagvermogen. Het draagvermogen (= de maximaal toelaatbare wieldruk) van een spoorstaaf wordt bepaald aan de hand van de doorbuiging van een spoorstaaf als er een railvoertuig overheen rijdt:

De schets [1] toont een spoorstaaf AB die is bevestigd op (in dit voorbeeld houten) dwarsliggers. De bevestigingen zijn niet getekend →

Wanneer er een railvoertuig over de spoorstaaf rijdt, zal elk passerend wiel een benedenwaartse kracht op de spoorstaaf uitoefenen. De spoorstaaf zal daardoor uitbuigen. De uitbuiging is maximaal wanneer een wiel zich midden tussen de dwarsliggers bevindt.

Vanaf een zekere grootte van de doorbuiging kunnen problemen ontstaan, zoals breuk door vermoeiïng, ongewenste krachten op de bevestigingen op de dwarsliggers, etc. In deze beschouwingen wordt er geen rekening meegehouden dat het doorbuigen kan worden tegen gegaan door het ballastbed. Voor industrieel smalspoor is dat vanzelfsprekend, want daarvoor is een ballastbed een grote uitzondering.

Het draagvermogen hangt niet alleen af van (het dwarsprofiel en de staalsoort van) de spoorstaven, maar ook van de afstand tussen de dwarsliggers (zie opmerking a). De snelheid van de railvoertuigen speelt bij industriespoor geen rol.

Een trein met puin in kipkarren is in maart 1949 in het Duivense Broek (bij Arnhem) onderweg naar een landweg in aanleg. De Nederlandse Heidemij voerde hier van 1941 tot 1950 een ruilverkaveling uit met van Spoorijzer gehuurd smalspoor en draglines. Fotocollectie Nederlandse Heidemaatschappij in het Nationaal Archief:→

Linksonder op de foto is het spoor onderstopt met puin, maar desondanks lijkt er een dwarsligger te zweven. Voor wat betreft het draagvermogen is de dwarsliggerafstand hier daarom dubbel zo groot als zou moeten.

Spoorstaven zijn niet te oormerken met het draagvermogen, omdat dit draagvermogen niet alleen van de spoorstaaf (maar ook van de afstand van de dwarsliggers) afhangt.

In plaats daarvan worden spoorstaven aangeduid met hun gewicht in kilogram per strekkende meter, kortweg het metergewicht genoemd. Dat is ook een interessante grootheid, waarmee men bijvoorbeeld kan afschatten door hoeveel man een spoorstaaf of een smalspoorraam gedragen moest worden.

Het draagvermogen van een spoorstaaf met een bepaald metergewicht is als functie van de afstand tussen de dwarsliggers eenvoudig op te zoeken in tabellen. Voorbeelden komen in Tabel 1 (verder naar onder) aan de orde.

Vignoles rails (zie opmerking b)

Afgezien van speciale toepassingen (rails voor hijskranen, excavateurs en dergelijke en de op een andere webpagina te bespreken rails voor in bestratingen) is dit al heel lang het normale profiel voor zowel normaal- als smalspoor. Op andere, al lang niet meer gebruikte, profielen zal hier niet worden ingegaan. Het Vignoles profiel is symmetrisch. De voet ter breedte F wordt gebruikt voor de bevestiging op dwarsliggers; de loopvlakken van de wielen rusten op de kop ter breedte K. S is de lijfbreedte en H is de hoogte. Combinaties van afmetingen zijn gestandaardiseerd tot een beperkt aantal types. Vroeger werd een bepaald type Vignoles rail aangegeven door de hoogte H en het gewicht in kilogram per strekkende meter. Bijvoorbeeld 70/10 is rails van 70 mm hoog met een gewicht van 10 kg/m. Daarmee liggen alle afmetingen vast. Voorbeelden voor smalspoor worden hieronder gegeven.

De hoogte kwam in de aanduiding van het profiel voor omdat bij één metergewicht soms meerdere hoogtes mogelijk waren. Door standaardisering verdween dit verschijnsel en kon de hoogte in de naam van het profiel vervallen. Het voorbeeld 70/10 is nu geworden S 10. Voor normaalspoor werden en worden ook andere aanduidingen gebruikt, zoals NP 46 en UIC 54, waarbij de getallen nog steeds het (afgeronde) gewicht in kg/m voorstelt.

← Vignoles railprofiel uit [2]

Vignoles railprofielen

Aan een offerte van de firma Oving uit 1908 [3] is een blad met 10 Vignoles dwarsprofielen toegevoegd. Het metergewicht varieert van 4,5 tot 16 kg/m. Hieronder staan als voorbeelden deze twee uitersten:

Twee railprofielen van Oving, van 7 en 14 kg/m, op dezelfde schaal getekend [3].

Ook getoond zijn de “lasplaten” en bouten en moeren waarmee twee lengtes rail aan elkaar worden bevestigd.

Maximale asdruk voor Vignoles railprofielen

In onderstaande tabel is de maximale asdruk (zie opmerking c) aangegeven voor een viertal railprofielen:

Tabel 1 Maximale asdruk in ton volgens [4], [5] en [6].

De bronnen dateren uit de periode 1923 -1947; de resultaten stemmen goed overeen.

Hoogte rail in mm

Gewicht rail in kg per meter

Tekening hierboven:

links

n.v.t.

rechts

Afstand

dwarsliggers

in mm

1000

1,2 [4,6]

1,7 [4,6]

2,7 [6]

2,8 [4, 5, 6]

2,9 [4,6]

1,3 [5]

1,8 [5]

900

1,3 [4,6]

1,9 [4,6]

2,9 [6]

3,0 [4,6]

3,2 [4,6]

800

1,5 [4,6]

2,2 [4,6]

3,3 [6]

3,4 [4,6]

3,6 [4,6]

700

1,7 [4,6]

2,5 [4,6]

3,7 [6]

3,8 [4,6]

4,1 [4,6]

Het gebruik van de tabel is eenvoudig. Men kijkt naar het zwaarste voertuig dat op een spoortraject kan voorkomen. Voor een wagen is dat het leeg gewicht plus het laadvermogen. Voor een locomotief gaat het om het dienstgewicht. Dat is het gewicht inclusief het gewicht van de maximale hoeveelheid brandstof plus voor een stoomloc het maximale gewicht van het water in de waterbakken en ketel. Delen van het maximale gewicht door het aantal assen geeft de maximale asbelasting, Tenslotte zoekt men in de tabel naar combinaties van metergewicht en dwarsliggerafstand die groter zijn dan deze maximale asbelasting.

Hieronder staan enkele voorbeelden.

Voorbeeld 1

Volgens de Deutz folder (zie rechts) is het dienstgewicht van de tweeassige vooroorlogse Deutz MLH 332 dieselloc 7 ton. Dat geeft een asbelasting van 3,5 ton. Verschillende combinaties van metergewicht en dwarsliggerafstand in de tabel voldoen hier aan, bijvoorbeeld 70/12 spoorstaven met een dwarsliggerafstand van 700 mm (max. asbelasting 3,7 ton) en

80/14 spoorstaven met een dwarsliggerafstand van 800 mm (max. asbelasting 3,6 ton). Dat is iets meer dan de vereiste 3,5 ton. De Deutz folder houdt het voor 80/14 spoorstaven optimisch op een dwarsliggerafstand van 1000 mm (max. asbelasting 2,9 ton, dus minder dan vereist) en geeft nog een mogelijkheid met 75/10 spoorstaven.

Voorbeeld 2

Een Spoorijzer Railtractor type RT11 weegt 2,2 ton. Dat geeft een maximale asbelasting van 1,1 ton. Alle combinaties in bovenstaande tabel 1 voldoen hieraan. Volgens de SIJ folder moet echter bij een dwarsliggerafstand van 1000 mm minstens een rail van 9 kg/m gebruikt worden. Volgens bovenstaande tabel 1 is voor een dergelijke combinatie de maximale asbelasting 1,7 ton. Een tweeassige loc zou dus 3,4 ton mogen wegen. De SIJ eis lijkt dus conservatief (zie echter opmerking d). Maar de achtergrond zou als volgt kunnen zijn: neem als voorbeeld het vervoer van klei in kipkarren over een spoorlijn met een spoorwijdte van 700 mm. Natte klei heeft een soortelijk gewicht van circa 1,8 ton per kuub. Kipkarren werden overbeladen (ze kregen een kop erop). In een kipkar van driekwart kuub ging daarom circa 1,8 ton klei en in een kipkar van 1 kuub meer dan 2 ton. Daarbij kwam dan nog het gewicht van de kipkar zelf. De in voorbeeld 1 genoemde zware Deutz loc kon meer kipkarren trekken dan de Railtractor, maar het konden heel goed dezelfde kipkarren zijn. De Deutz loc was met 7 ton een stuk zwaarder dan de kipkarren en was dus bepalend voor de zwaarte van de rails. Het is goed denkbaar dat de Railtractor lichter was dan de te trekken kipkarren en dat de gewenste maximale asbelasting van het spoor dus niet van de Railtractor zelf maar van de kipkarren afhing.

De genoemde maximale asbelasting van 1,7 ton is ook te realiseren met rails van 7 kg/m, maar dan met een dwarsliggerafstand van 700 i.p.v. 1000 mm. Het door elkaar gebruiken van deze twee types (7 en 9 kg/m) rails is niet ideaal, want er zijn verschillen in hoogte (70 resp. 80 mm) en kopbreedte (30 resp. 35 mm).

Dwarsliggers

De linker en rechter spoorstaven worden doorgaans verbonden en op de juiste spoorwijdte gehouden door houten, stalen of betonnen dwarsliggers. Van houten en betonnen dwarsliggers zal de bezoeker van deze website zich wel een voorstelling kunnen maken.

De stalen dwarsliggers waren in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar. Hieronder staan twee voorbeelden.

↑

Stalen bielzen ( = dwarsliggers) van Spoorijzer [7]: links zogenaamde dakbiels, rechts golfbiels.

Dakbiels kon geleverd worden met open einden (als afgebeeld) maar ook met dichte uiteinden om zijdelingse verschuiving te beperken [6].

Smalspoor werd soms geleverd in de vorm van “spoorramen”, ook railramen genoemd. Dat wil zeggen: de spoorstaven waren dan al in de fabriek op de dwarsliggers bevestigd.

Stapels railramen op dakbiels van het Decauville Spoorweg Museum bij het mechanisch Erfgoed Centrum (MEC) bij Dronten, 21-07-2018 →

Op de foto staan voornamelijk rechte railramen, maar voor de personenauto ligt een stapeltje gebogen railramen.

Het Decauville Spoorweg Museum gebruikte deze railramen in de Harskamp. Oorspronkelijk zijn ze door de firma Spoorijzer geleverd ten behoeve van het munitiedepot van de Koninklijke Luchtmacht in Alphen (Noord Brabant).

Oude spoorstaven als afrastering

Spoorstaven van vervangen of opgebroken spoor kunnen nog tientallen jaren als palen bij afrasteringen worden gebruikt. Elders op deze website komen voorbeelden aan de orde bij de Heerlijkheid Sterksel en de Leemputten van de steenfabriek FOW bij Groenlo. Twee andere voorbeelden staan hiernaast en hieronder.

Lammert Zwanenburg, Fortmond, 27-07-2016 →

Deze afrastering herinnert aan de voormalige steenfabriek Fortmond bij Olst. Het gebruik van spoorstaven als palen wijst heel vaak op het gebruik van smalspoor in het verleden. Door het opmeten van de rails kan men bepalen of het ging om lichte rails (voor menselijke duwtractie of paardentractie) dan wel zware rails (voor het gebruik van locomotieven.

Van de kalkzandsteenfabriek Alba in de gemeente Apeldoorn resteert de Albaplas (ook Albameer genoemd). Ook hier worden spoorstaven als paal aangetroffen.

Michiel van Willigen fotografeerde en bemat de kopse kant van een als paal gebruikte spoorstaaf bij de Alba, 7-11-2017 ↓→

Hoogte: 70 mm; Voetbreedte: 58 mm

Kopbreedte: 32 mm; Dikte lijf: 6 mm

Het opzoeken in een tabel leert dat het een spoorstaaf van 10 kg/m met een hoogte van 70 mm is. Hierbij hoort een asbelasting van 1,9 ton bij een dwarsliggerafstand van een meter [5]. Een loc kon dus minstens 3,8 ton wegen. De gewichten van de hier gebruikte locs waren als volgt:

· de Ruhrthaler 10/13 pk woog 2,9 ton, de Henschel DG13 dieselloc 3,2 ton en de O&K MV0a dieselloc 3,5 ton.
Dat is allemaal onder de genoemde 3,8 ton.

· De O&K H2 benzineloc woog 5 ton en de O&K RL2 dieselloc 5,3/5,5 ton.
Deze locs waren zwaarder dan de genoemde 3,8 ton. Een mogelijke verklaring is dat de afstand tussen de dwarsliggers korter was dan de 1 meter waarop die 3,8 ton gebaseerd is.

Klein ijzerwerk

De lasplaten en bouten en moeren waarmee de spoorstaven met elkaar verbonden worden zijn te zien op een bovenstaande tekening. De bevestigingen van de spoorstaven waren en zijn zeer divers. Daarom wordt verwezen naar [8].

Spoorwijdte

De maximale asbelasting van een bepaald type spoorstaaf berust op een tweedimensionale beschouwing van de doorbuiging en hangt niet van de spoorwijdte af (wel zal op breder spoor in het algemeen zwaarder materieel rijden).

In de Tweede Wereldoorlog werd door de Duitse bezetters zeer veel smalspoormaterieel in beslag genomen. Daarvan werd doorgaans nauwkeurig boek gehouden [9]. Bijna al het in beslag genomen spoor had een spoorwijdte van 700 of 900 mm en daarvoor gold het volgende:

Tabel 2

Spoorwijdte (mm)

Metergewichten in kg/m van gevorderd spoor [9]

700

7, 9, 10, 12 en 14

900

21, 24, 28, 30, 36 en 40

Met andere woorden: er was geen overlapping: spoorstaven met een bepaald metergewicht werden toegepast voor 700 mm spoor òf voor 900 mm spoor, maar niet voor allebei. In een boek uit 1947 [4] staat: “Het spoor van 70 cm vertoont spoorstaven van 7. 9. 12, 14 en een enkele maal 16 kg per m”.Zie ook opmerking e).

Verkrijgbaarheid in Nederland

Tabel 3

Leverancier en jaar

Aanbod Vignoles spoorstaven

Opmerkingen

Oving 1908 [3]

10 profielen: 4,5 - 16 kg/m.

Goudriaan’s 1923 [5]

11 profielen: 4,25 - 14,5 kg/m

Te huur: 7, 9 en 12 kg/m.

Du Croo & Brauns 1924 [6]

7 profielen: 7 - 14 kg/m

Op voorraad: 65/7, 70/9 en 70/12

Men bood dus – in elk geval tot 1923/1924 - rails aan voor 700 mm (of kleiner), maar (nog) niet voor 900 mm. Du Croo & Brauns kon wel 900 mm spoor leveren, maar hield het beperkt op voorraad [6]. Normaalspoor kwam niet aan de orde. Voor latere jaren zijn niet zulke gedetailleerde gegevens bekend: men kon “alle gangbare maten” leveren.

Rails werd aangeboden door genoemde bedrijven en nog vele andere. Het waren allen handelaren, want geen enkel Nederlands bedrijf walste rails. Bijvoorbeeld Goudriaan en later Spoorijzer betrokken railprofielen van de Gute Hoffnungs Hütte in Oberhausen.

Straatspoor

Rails in het wegdek, in vloeren en dergelijke moet aan extra eisen voldoen. Dat kan met behulp van de hier besproken Vignoles rails, maar ook met speciaal voor dit doel ontwikkelde railprofielen. Er is een aparte webpagina aan gewijd.

Opmerkingen:

Hoe dichter de dwarsliggers bij elkaar liggen, des te groter het draagvermogen. Wanneer men bijvoorbeeld van paardentractie wilde overschakelen op motor- of stoomtractie en het draagvermogen van de rails zou daarvoor onvoldoende zijn, dan was een oplossing het gebruik van zwaardere spoorstaven, maar een andere oplossing kon het gebruik van meer dwarsliggers zijn.

De naamgever is de Engelsman Charles Blacker Vignoles. Ten onrechte is vaak sprake van Vignola of Vignole.

In [4] is de maximaal toelaatbare wieldruk opgegeven. Die is door simpel met een factor 2 te vermenigvuldigen omgezet in de meer gangbare asdruk.

Het lijkt logisch dat de asbelasting van een tweeassig voertuig de helft van het gewicht is. Dat is echter alleen zo wanneer door goed ontwerp het gewicht gelijk over beide assen verdeeld is. De Cockerill diesellocs van Hoogovens hadden echter een gewicht van 16,5 ton op de achteras en 27 ton op de vooras (zie dit boek). De 27 ton van de vooras is dan bepalend.

Nieuwe spoorstaven zal men niet zwaarder dan nodig gekocht hebben, omdat nieuwe zwaardere spoorstaven duurder waren. Gebruikte spoorstaven zullen wel zwaarder dan nodig gekocht zijn, wanneer men er voordelig aan kon komen. Het 70 cm spoor van de steenfabriek Fortmond bij Olst bestond in 1960 uit diverse railprofielen, waaronder bijna 2 km van 14 kg/m op houten dwarsliggers, maar ook circa 1,5 km van 22 - 28 kg/m.

De Stoomtrein Katwijk Leiden had spoor van 12 kg/m (en noemt dat licht spoor), maar vervangt dat door spoor van 24 kg/m met een dwarsliggerafstand van 60 cm [10].

Met dank aan:

Jan Roos, Toon Steenmeijer en Michiel van Willigen.

Referenties:

[1]

Rixke Rail’s Archives (in het Nederlands en Frans)

[2]

Folder van ODS Spoor: Rails/Schienen, 1985.

[3]

Archief Hoogheemraadschap van de Hondsbossche en Duinen, Regionaal Archief Alkmaar, Archiefblok 86.2.009.

[4]

M.B.N. Bolderman en A.W.C. Dwars, “Waterbouwkunde ” (5 delen), uitgeverij Veen, Amsterdam, 1947.

[5]

Kopie van een catalogus van Goudriaan’s, uitgave mei 1923, gekregen van Gerard de Graaf.

[6]

Catalogus No. 22, 1924 van Du Croo and Brauns, Ltd., London-Amsterdam-Sourabaya,in het Engels: aanwezig in het Nederlands Economisch Historisch Archief in Amsterdam

[7]

Catalogus van Spoorijzer, uit circa 1946, collectie Toon Steenmeijer.

[8]

Jan Roos, Railbevestigingen, zie hier.

[9]

NIOD Instituut voor Oorlogs-, Holocaust- en Genocidestudies, Toegangsnummer: 039 Generalkommissariat für Finanz und Wirtschaft inv. nr. 2577 Stukken betreffende het huren, kopen en vorderen van bouwmachines, baggerwerktuigen, smalspoor en ander bouwmateriaal door Duitse instellingen, 1940-1944.

[10]

SKL kwartaalblad Smalspoor, nr. 86 (maart 2010).

{

Materieel Wagonkipper

Terug/verder naar:

Nieuw Home Inhoud