מסילת רכבת

מסילות רכבת

מסילת רכבת (קרויה גם מסילת ברזל) היא מסלול ייחודי לרכבות. מסילות רכבת ומסוטים המותקנים בהן משמשים להכוונת הרכבות ללא צורך בהיגוי. מאז המצאת המסילה במאה ה-19 עברה מסילת הרכבת שינויים רבים וכיום רכבות מהירות, דוגמת TGV, יכולות להגיע למהירות של עד 500 קמ"ש בשימוש בפסים אלו.

שטחי מסילת רכבת הם אחד המשאבים החשובים ביותר לחברות הרכבות, שכן בעוד שציוד נייד ניתן לרכוש ולהפעיל במהירות רבה יחסית, הקמת מסילות דורשת הליכי תכנון ובניה מורכבים.

מאפייני המסילה

פסי רכבת המונחים על אדני בטון עם מצע חצץ

מכונה לניקוי רבד (החצץ בבסיס המסילה) בפעולה, במבואות חיפה. ניקיון הרבד חיוני ליציבות המסילה.

מסילות הרכבת בנויות מזוג פסי פלדה, המחוברים לאדנים השקועים לרוב ברבד חצץ. הפסים מחוברים לאדנים בעזרת מוטות ברזל מחודדים או בעזרת ברגים ולוחיות מתכת.

הפסים עשויים מפלדה כי היא יכולה לשאת יותר משקל ולחצים מאשר חומרים אחרים. האדנים מפזרים את הלחצים באופן שווה, מייצבים אותם ומקבעים את הפסים כך שיישארו במרחק שווה זה מזה. הרבד שעליו האדנים מונחים עשוי מחצץ, מכיוון שהוא משלב תכונות של גמישות יחסית, פיזור לחצים וניקוז מעולה של מים. אולם ניתן לעיתים להשתמש בפסים המונחים גם על מצע בטון או חומרים מבוססי-אספלט, וגם לקבעם לתשתיות אחרות כגון גשרים.

להבדיל משימושים אחרים בפלדה או ברזל, פסי רכבת נושאים בלחצים גבוהים מאוד, ולכן הם חייבים להיות עשויים ממתכת באיכות גבוהה. עברו שנים רבות עד שהצליחו לשפר את איכות המתכת ועד שעברו למסילות מפלדה בלבד. אחת הבעיות הנובעות מאיכות המתכת היא פגמים. בפלדה לבניין, לדוגמה, פגמים קטנים במתכות החיזוק שנמצאות בתוך יציקות בטון לרוב לא מהווים בעיה. אך פסי רכבת מפלדה בעלי פגמים קטנים יתעקמו וישברו תחת הלחץ בו הם נתונים.

מחירם של פסי הרכבת מהווים חלק משמעותי במחירו של קו רכבת חדש. מפעלי ברזל מייצרים מספר מצומצם של פסים בגדלים תקניים, ולכן לעיתים נאלצים להשתמש בפסי רכבת יקרים יותר שמתאימים בתכונותיהם לקווים מהירים, גם לקווים מהירים פחות או לפסים במגרשי עריכה ובשלוחות צדדיות, מה שמייקר את תהליך בניית הקו.

תקנים שונים של פסי רכבת מפרטים את מידות המסילה, את עוביה, ואת איכות הפלדה. עבור כל תקן מידה, משקל המסילה (ביחידות של ק"ג למטר) קובע את חוזקה ואת יכולת הנשיאה שלה. מסילות שונות יכולות לשקול בין 12 ל-120 ק"ג\מטר.

בפסי רכבת ישנים השתמשו בפס מעץ, ורק בנקודת המגע שלו עם גלגלי הרכבת היה פס ממתכת. פסים אלו לא היו עמידים לנזקי הזמן ובעייתיים מאוד בגלל כמות התחזוקה אותה דרשו.

רוחב המסילה

רוחבי מסילה שונים ברחבי העולם

התקן הנפוץ ביותר לרוחב המסילות בעולם (ובישראל) הוא 1,435 מילימטר והוא מוכר גם כ"רוחב סטיבנסון", על שם המהנדס והממציא הבריטי ג'ורג' סטיבנסון שקבע אותו. עם זאת, ישנן מדינות רבות בהן רשת מסילות הרכבת מורכבת מרוחבים לא תקניים של המסילות. המידות השונות לרוחב מסילה בהן נעשה שימוש בעולם נע בין 381 מ"מ ל-2,140 מ"מ. ככל שמידת הרוחב בין פסי הרכבת גדולה יותר, כך ניתן להפעיל רכבות מהירות יותר ולבנות קרונות רחבים יותר המסוגלים להעמיס יותר מטען. עם זאת, הגדלת הרוחב בין הפסים גם מקטינה את היכולת של מסילת הרכבת לעקוב אחרי תוואי הקרקע ודורשת השקעה גדולה יותר במהלך הבנייה. הקטנת רוחב הפסים מאפשרת הנחת מסילה בעלת עיקולים חדים יותר, אך כתוצאה מכך קטנה המהירות הבטוחה בה יכולה הרכבת לנסוע ללא שימוט. במסילות הרריות, שבהן פיתולים רבים, נעשה לרוב שימוש במסילות צרות. ואילו בקווי רכבת מהירים נעשה שימוש ברוחב התקני. בנוסף לכך, רוחב הפסים נקבע גם מסיבות היסטוריות. בהודו, לדוגמה, רוב הרשת מורכבת מפסים ברוחב של 1,676 מ"מ. הסיבה לכך היא תנאי מזג האוויר הקיצוניים בתת-היבשת ההודית וכן סיבות כלכליות שדרשו בניית קרונות רחבים עד כמה שניתן על מנת להוביל מטען. ברוסיה למשל, הסיבה לרוחב הרחב יותר מהרוחב התקני הנהוג ברוב אירופה היא שהמהנדס שהגיע על מנת לסייע בבניית הקו הראשי הראשון בין סנקט פטרבורג למוסקבה, היה אמריקאי ובחר ברוחב של 5 רגל, 1,524 מ"מ, שנעשה בו שימוש נרחב בארצות הברית במהלך בניית הקו באמצע המאה ה-19 (אם כי מאז הוחלפו רובן המוחלט של מסילות הברזל בארצות הברית לרוחב תקני). אגדה אורבנית מוכרת הקושרת את רוחב המסילות באופן היסטורי לרוחבן של כרכרות בתקופה הרומית היא ככל הנראה שגויה.

פסי רכבת המחוברים על ידי לוחית

פסי רכבת מרותכים

חיבור פסי רכבת

חיבור בהברגה

קיימות שתי דרכים עיקריות לחיבור פסי רכבת. דרך אחת היא חיבור של כל זוג פסים באורך ממוצע של 20 מ' כל פס, על ידי לוחית מתכת שתחבר ביניהם ותמנע מהם להתפשט יותר מדי או לחלופין להתכווץ באורח מסוכן (פלדה מאוד רגישה לשינויי טמפרטורה ויכולה להתכווץ ולהתפשט במהירות). בגלל הרווח הקטן הנוצר בין כל זוג פסים, כשרכבת נוסעת על מסילה כזאת, נשמע רעש ומורגשת רעידה קלה בכל מעבר גלגל בחיבור הפסים.

אם מסילה המורכבת מחיבורים כאלה איננה מתוחזקת היטב, הנסיעה עליה הופכת להיות מטולטלת ולא נעימה. כמו כן, סוג חיבור כזה לא מתאים למסילות לרכבות מהירות בשל חולשת החיבור. אף על פי כן, חיבור כזה משמש עדיין במסילות רכבת רבות בעולם, בגלל העלות הנמוכה שלו והתיישנות קווי רכבת רבים.

חיבור בריתוך

רוב מסילות הרכבת המודרניות משתמשות בפסים המחוברים בריתוך. ריתוך הפסים בעזרת אפקט תרמי יוצר פס אחד באורך של עד מספר קילומטרים. פסים אלו הם חזקים מאוד, מעניקים נסיעה חלקה ודורשים פחות תחזוקה.

בגלל חוזקם של הפסים, רכבות הנוסעות על פסים מהסוג הזה יכולות לנוע במהירות גבוהה יותר ועם פחות בעיות הנגרמות מחיכוך הגלגלים בפסים. מכיוון שפסי רכבת מרותכים כוללים הרבה פחות נקודות התרחבות מפסים רגילים, הפסים המרותכים חייבים להיות מחוברים באופן חזק מאוד לאדני הבטון הכבדים כדי למנוע עיוות הפסים בימים חמים ועקב כך הקטנת מהירות הנסיעה ושימוטים מסוכנים.

מסילות ודרכים אחרות

מסילת הרכבת על גשר עמק הארזים ליד ירושלים, הגשר הגבוה ביותר בישראל

רכבת חולפת במפגש כביש-מסילה באזור עמק חפר בעוד מכונית ממתינה שהמחסום יתרומם לכשתחלוף הרכבת

רכבת חולפת במפגש כביש-מסילה ברמלה

בתחתית התמונה: רכבת חולפת במסילת איילון מתחת לגשר מכוניות; בחלק העליון: מחלף ארלוזורוב המורכב משני גשרי מכוניות החולפים מעל המסילה ונתיבי איילון

מסילת הרכבת אינה הדרך היחידה הנמצאת במרחב התחבורתי. בנוסף למסילות ישנם גם כבישים, דרכים חקלאיות ושבילים לאופניים ולהולכי רגל. אותן דרכים לעיתים חוצות את המסילה ולעיתים מופרדות ממנה.

מפגש מסילה־כביש

ערך מורחב – מפגשי כביש–מסילה בישראל

כאשר מסילה חוצה כביש באותו מפלס, המפגש ביניהן קרוי "מפגש מסילה-כביש" (או "מפגש מסילה-דרך" כאשר מדובר בדרך שאינה כביש למכוניות). מפגשים מסוג זה הם בעלי סיכון בטיחותי גדול - מכונית יכולה להיתקע על פסי הרכבת מבלי יכולת להיחלץ וזמן התגובה הארוך של רכבת הנעה במהירות גבוהה מבטיח במקרה כזה התנגשות. לכן, במפגשי מסילה-כביש מוצבים מתקני בטיחות רבים כדי למזער את הסיכוי לתאונה.

מתקני בטיחות במפגשי כביש-מסילה

• שלטים לאורך הכביש שמציינים כי בהמשכו יש חצייה של מסילה.
• שלטים בצורת X המציינים את המפגש עצמו.
• שלט ובו מספר טלפון של מוקד חירום במפגש עצמו.
• רמזור שמאותת בהבהוב נורות אדום ובצלצולי פעמון עם התקרבות הרכבת.
• מחסום שיורד כדקה לפני הגעת הרכבת וחוסם את המשך הנסיעה בכביש.
• תצפיתן המפקח על תנועת מכוניות תקינה בסביבת מפגש.
• חיישן שמוודא שאין מכונית או אדם על המסילה לפני שזרועות המחסום מתחילות לרדת^{[דרוש מקור]}.

למרות כל אמצעי הבטיחות הנלווים למפגשי מסילה-כביש, תאונות הרכבת החמורות ביותר שאירעו בישראל התרחשו במפגשים הללו (ביניהן, תאונת הרכבת בכורדני, אסון הבונים, אסון רבדים ותאונת הרכבת בבית יהושע). בשנת 2006 שר התחבורה שאול מופז אף הורה על סגירתם של מפגשי רכבת רבים מטעמי בטיחות, למרות חיוניותם במקרים מסוימים וחרף התנגדותם של התושבים המשתמשים בהם (למשל, מפגש המסילה-כביש בבנימינה).

הפרדה מפלסית

כאשר מסילה עוברת מעל או מתחת לדרך אחרת, ההפרדה ביניהן קרויה "הפרדה מפלסית" (או "הפרדה אנכית"). המסילה והדרך עוברות במפלסים שונים - לרוב, ברוב ההפרדות המפלסיות המסילה משתמשת במפלס פני הקרקע והדרך המופרדת ממנה משתמשת במפלס עילי (גשר או סוללה) או במפלס תחתי (מנהרה או שיקוע). עם זאת, ייתכנו גם הפרדות מפלסיות שבהן ישנו שילוב אחר של שניים מהמפלסים (ואפילו של שלושתם - פני הקרקע, עילי ותחתי), למשל, מדרום למחלף קק"ל שבנתיבי איילון, הנוסעים בכיוון צפון חולפים על סוללה מעל מסילת הירקון (בקטע שבין תחנת הרכבת תל אביב אוניברסיטה ותחנת הרכבת בני ברק) ומיד אחר כך יורדים בכביש שקוע מתחת לגשר מסילת רכבת.

המונח "הפרדה מפלסית" מתאר גם הפרדה בין דרכים מאותו סוג. לדוגמה, מחלף הכפר הירוק (כביש 5 וכביש 482) מפריד בין כבישים בלבד או מדרום למחלף לוד (כביש 1 וכביש 40) ניתן להבחין במסילת הרכבת למודיעין עוברת בסוללה מעל המסילה המזרחית (קטע לוד-ראש העין). למרות זאת, המונח משמש בעיקר לתיאור הפרדה אנכית בין כביש למסילה.

במקביל לפיתוח המואץ של רכבת ישראל שהחל באמצע שנות ה-90 עלה מספר התאונות במפגשי הכביש-מסילה בארץ. כבר בשנת 2001 הוקמה ועדה מיוחדת במשרד התחבורה שהופקדה על ביצוע הפרדות מפלסיות שיחליפו את המפגשים. בשנת 2003 רכבת ישראל הקצתה חצי מיליארד ש"ח לביצוע הפרדות מפלסיות. כעבור שנתיים עלתה ההקצאה ל-1.2 מיליארד ש"ח לאורך חמש שנים ואחר כך הוגדלה שוב ל-2 מיליארד ש"ח לאורך שלוש שנים. בתחילת 2006 אף הצהיר שר התחבורה דאז מאיר שטרית, כי בתוך שלוש שנים יבוצעו הפרדות מפלסיות בכל מפגשי הכביש-מסילה ברחבי הארץ. ב-9 בספטמבר 2006 החליטה הממשלה על תוכנית לקידום פרויקטים בטיחותיים בתחום התחבורה - נושא ההפרדות המפלסיות הופיע בסעיף הראשון של התוכנית. ביוני 2006, לאחר תאונת הרכבת בבית יהושע, חלק גדול ממפגשי הכביש-מסילה נסגרו והחלפתם בהפרדות מפלסיות עברה לראש סדר העדיפויות של האחראים במשרד התחבורה על נושא בטיחות הנוסעים ברכבת והנהגים בכבישים.

למרות החשיבות הרבה של ביצוע הפרדות מפלסיות, קיימים מספר מכשולים המונעים או מעכבים את הביצוע:

• הוצאה כספית גבוהה - הפרדה מפלסית עולה עשרות מיליוני שקלים ויקרה עשרות מונים מאמצעי בטיחות אחרים.
• התנגדות תושבי האזור - הפרדה מפלסית הופכת כביש לבטיחותי יותר ומהיר יותר ומביאה לכביש נהגים רבים יותר. בכך היא מפרה את האיזון הסביבתי ששרר באזור. גם מפגעי רעש וזיהום אוויר עשויים ליצור התנגדות בקרב תושבי האזור.
• הליכי תכנון ארוכים - תכנון ההפרדה המפלסית הוא רב-ממדי (בניגוד לכביש רגיל) ולכן הוא מורכב יותר. גם העלות הגבוהה וההשפעה הרבה על הסביבה דורשות תכנון קפדני יותר וירידה עמוקה לפרטים. כמו כן, הליכי התכנון הם מסורבלים וכפופים לעררים שהוגשו בוועדות מחוזיות וארציות לתכנון ובנייה ולתביעות משפטיות.
• חוסר תיאום בין רשויות - בנוגע לכל הפרדה מפלסית עולה השאלה על מי מוטלת האחריות התקציבית לביצועה. בין משרד התחבורה, רכבת ישראל והרשויות המקומיות מתנהלים מאבקים ממושכים בנושא. בעבר תוכננו מסילות ברזל מבלי להתחשב בביצוען של הפרדות מפלסיות לאורכן, מתוך הנחה שהרשויות המקומיות אחראיות לכך. הוועדה המיוחדת במשרד התחבורה שאחראית על מפגשי הכביש-מסילה קבעה כי במפגשים שבהם כביש מקומי חוצה מסילת רכבת, האחריות התקציבית מחולקת - 30% הרשות המקומית ו-70% משרד התחבורה. כאשר המפגש כולל כביש באחריות המדינה כל האחריות התקציבית מוטלת על משרד התחבורה.

ראו גם

• פארק המסילה (ירושלים)
• פארק המסילה (תל אביב)

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מסילת רכבת בוויקישיתוף