蹄铁曲线 (宾夕法尼亚州)

位置和設計

蹄鐵曲線是匹茲堡線路一段3,485-英尺（1,062-公尺）長的部分，此線路是諾福克南方鐵路主要的西東向線路，地處賓州的匹茲堡與哈里斯堡之間的匹茲堡分局。自阿爾圖納來的西向列車需要爬升一段最大為1.85%度，12英里（19公里）的斜坡，才可到達加利欽（Gallitzin）的阿勒格尼山脈頂峰。火車在那裡穿過加利津隧道，下坡25英里（40公里），最大坡度為1.05%，進入約翰斯敦。
這段曲線處於布萊爾縣洛根鎮之中的阿爾圖納西部5英里（8公里）處，且位於242號鐵路里程牌。布萊爾縣老兵紀念高速公路（4008號州道）向西和阿爾圖納山谷平行，並在這段曲線下經由一條隧道橫穿而過。蹄鐵曲線東側開放的空間內有一個水壩和湖，這裡是三個一連串，沿著山谷，阿爾圖納水務局（Altoona Water Authority）所有的水庫的最高處。蹄鐵曲線跨過兩條因小溪形成的山澗：北側的Kittanning溪，南側的Glenwhite溪
每100英尺（30公尺），蹄鐵曲線處的鐵軌就彎曲9度15分，而整段曲線有220度。這段曲線對向最寬（直徑）為大約1,300英尺（400公尺）。蹄鐵曲線從南側海拔1,650英尺（500公尺）處向北下降到海拔1,594英尺（486公尺），坡度為1.73%。這段曲線由三組每碼140磅(70 kg/m)的連續焊接的鐵路路軌組成。柴油化和引進動態制動與鐵軌上油器之前，曲線處的鐵軌可以被調換—左換到右，反之亦然—藉此平衡過往的蒸汽機車頭及車廂的車輪凸緣帶給每側鐵軌的磨損量，因此延長了壽命。

歷史

1834年，賓州建成了跨過阿勒格尼山脈，連接費城和匹茲堡的阿勒格尼轉運鐵路（Allegheny Portage Railroad）。此轉運鐵路以一系列的運河和斜面組成，並且一直使用到19世紀中葉。賓州鐵路在1847年組成公司，擔任哈里斯堡至匹茲堡的鐵路修建，以避開麻煩的轉運鐵路。

建造和使用

本州的工程師使用多年前完成的調查，推薦了一條自劉易斯敦向西，沿著山脊的路線，於是將全長84-英里（135-公里）的線路的最大坡度保持在0.852%。然而，賓州鐵路總工程師John Edgar Thomson選擇建一條自劉易斯敦，隨Juniata河沿岸較為低平的地勢， 只有在阿爾圖納西側一段9.8-英里（15.8-公里）長的鐵軌部分才有爬坡的線路。據發現，阿爾圖納西部的山谷被一座山分為兩條山澗。自加利欽向東完成的報告已經決定好了一條，在山谷對面，使坡度可行的合適線路。使用橋樑穿越此山谷會使得坡度變為4.37%，這對於大多數列車來說過陡。為使用曲線來增長地點之間距離以減緩坡度，工程師在攀升時遇到的第一處，因Kittanning溪形成的山澗填土方，把兩澗之間山處的土掘走，再把這些土堆填到第二處，因Glenwhite溪形成的山澗。
蹄鐵曲線處的施工在1850年開始，耗時三年完成。此建造並沒有使用任何重型設備；只用了人與「鋤和鏟，馬和拖」。整條線路，包括蹄鐵曲線，在1854年2月15日開放。在阿爾圖納和約翰斯敦之間安置31.1英里（50.1公里）軌道的總成本為2,495,000美元，相當於每英里80,225元($49,850 /km)。餘下在曲線內側的山在1879年被夷平，以便建造一個公園和觀看區——第一個專為觀看列車而建的地方。隨著列車流量需求的增長，第三組軌道在1898年加入到這段曲線，兩年後又加入第四組來舒緩交通擠塞。
大約1860年代到接近二戰開始，蹄鐵曲線由Kittanning Point站管理。20世紀初期，兩條支線鐵路連接到蹄鐵曲線處的主線；Kittanning Run鐵路和Glen White煤與木材公司所有的鐵路順著各自的溪流到達附近的煤礦。賓州鐵路公司派空的漏斗車去kittanning Point站，而這兩條鐵路之後會把載滿煤的車運回此站。站對面，一條支路安置在煤棧橋，1900年代早期，火車在此可以採取燃料和水。1887年，一座水庫在蹄鐵曲線的尖端建成，供阿爾圖納市使用；第二座水庫位於第一座水庫之下，於1896年建成。第三座水庫，阿爾圖納湖，在1913年完工。一條到此可供遊客至這段曲線的碎石路在1932年開放，一個禮品店在1940年建成。
蹄鐵曲線是賓州鐵路公司的一大賣點。這段曲線在小冊子，日曆，和其他宣傳材料上都有描繪；賓州鐵路的股票上也印有它的圖案。1890年代，賓州鐵路用蹄鐵曲線的景觀與紐約中央鐵路的「水平面路線」（Water Level Route）競爭。這段曲線的地勢比例模型作為賓州鐵路展品的一部分，在1893年芝加哥哥倫布世界博覽會中展出。所有賓州鐵路的列車長要求宣布蹄鐵曲線給白天的乘客—這個傳統延續到美鐵的列車。賓州也不遺餘力地防止乘客對這段曲線的視線被過往貨運列車擋住。

二戰與戰後

二戰期間，蹄鐵曲線被用於運輸軍隊和物資，為同盟戰爭做出努力，並且，被置於武裝守衛之下。納粹德國的軍情兵，Abwehr ，在一個代號為Pastorius行動的計劃中，圖謀破壞美國的重要工業資產。1942年6月，四人由潛艇被帶來，並在長島海岸登陸。他們任務為破壞如這段曲線，地獄門大橋，美鋁工廠，俄亥俄河上的水閘之類的地方。將要成為的破壞者最終在其中一人，George John Dasch自首後，被聯邦調查局逮捕。
1954年，作為蹄鐵曲線開放100周年的慶祝活動之一，喜萬年電氣產品公司（Sylvania Electric Products）使用6,000個閃光燈泡和31英里（50公里）的線纜照亮這段曲線，拍了一張夜照。這個手法同樣紀念了白熾燈泡的75周年。賓州蒸汽機車頭1361在1957年6月8日被放置在蹄鐵曲線內側的公園裡。此K4s級的火車頭是賓州鐵路使用的主要火車頭類型之一，同時也經常往返於這段曲線。1966年11月13日，蹄鐵曲線被列在了國家史跡名錄，且被命為國家歷史名勝。同年，觀看公園的運營也被轉給了阿爾圖納市。賓州鐵路和紐約中央鐵路在1968年合併。合併成立了賓州中央鐵路，而它破產並在1976年被聯邦政府接管，成為聯合鐵路。蹄鐵曲線內側數起第二道鐵路在1981年被聯合鐵路拆除。1985年9月，K4s 1361被搬離這段曲線，使運轉恢復有序，並被替換為前聯合鐵路的EMD GP9柴油電動火車頭7048（被重新塗為賓州鐵路標識）。
1990年6月起，蹄鐵曲線的公園經過了一場580萬的翻修，資金由賓州運輸部，以及國家公園管理局的「美國工業遺產項目」（America's Industrial Heritage Project）提供。1992年4月，翻修完工，而且還落成了一個新的遊客中心。1999年，聯合鐵路所有的鐵軌被分給了CSX運輸公司和諾福克南方鐵路，蹄鐵曲線被後者獲得。2004年的150周年紀念之時，蹄鐵曲線再次以煙火和軌載探照燈點亮，藉此表達對1954年慶典的尊敬。美國土木工程協會在2004年將它命為國家歷史土木工程地標。

當前運作

蹄鐵曲線的流量在1940年代達到頂峰，每日超過50輛客運列車，同時有許多貨運和軍事列車。隨著高速公路和航空旅行變得流行，二戰後的年月對列車旅行的要求大幅下降。作為諾福克南方鐵路匹茲堡路線的一部分，這段曲線仍舊繁忙，並且，截至2008年，每日通過51輛定期的貨運列車，這還不包括（每站必停的）慢車以及算上後數量就翻倍的輔助機車的活動。3,000馬力（2,200千瓦）的EMD SD40-2和SD40E輔助車接連連接在長列車的尾部，提供額外的攀升到峰頂的必需功率，並且在下坡時輔助制動。美鐵的Pennsylvanian號每日匹茲堡和紐約城之間的行程在這段曲線上來回各走一趟。
阿爾圖納鐵路人紀念館在曲線基部經營一個遊客中心，每年自4月到10月開放。6,800-平方英尺（632-平方公尺）的中心包含各種歷史人工製品和與這段曲線有關的紀念物，和一個阿爾圖納——約翰斯敦地區的立體地圖。通向這段曲線要麼通過288-英尺（88-公尺）的纜索車，要麼通過194步的台階，這相當於10層樓的高度。纜索車為單軌，而斜坡中部車輛可以相互經過。除了一個展出的火車頭外，一個從前的「看守人棚屋」也坐落在公園裡。蹄鐵曲線在鐵道迷中流行；觀看列車的人有時可以看到三組列車同時經過這段曲線。