المقطع العرضي للسكك الحديدية

تصغير|سكة حديدية من عام 1896 تُظهر اسم الشركة المصنّعة والمواصفة مطبوعين على جسد السكة أثناء الدرفلة
تصغير|مقاطع عرضية لسكة حديثة ذات قاعدة مسطحة ولسكة رأس ثور (لم تعد تُركب)
تصغير|سكك مبكرة في الولايات المتحدة (ليست على مقياس الرسم)
[تصغير|مقطع من [Translohr|سكة التوجيه المستخدمة في نظام التوجيه (ترام كليرمون-فيران أثناء التركيب عام 2006)]]
**مقطع السكة** هو الشكل المقطعي العرضي لـالسكة كما تُركب على خط سكة حديد، عموديًا على طولها.

صُنعت السكك المبكرة من الخشب أو الحديد الزهر أو الحديد المطاوع. أما جميع السكك الحديثة فهي من فولاذ مدرفل على الساخن، ولها مقطع يقارب شكل كمرة آي، لكنه غير متماثل حول محور أفقي (انظر مع ذلك السكة المحززة أدناه). ويُشكَّل الرأس لمقاومة التآكل وتوفير سيرٍ جيد، كما تُشكَّل القاعدة لتلائم نظام التثبيت.

وعلى خلاف بعض الاستخدامات الأخرى لـحديد والفولاذ، فإن سكك الحديد تتعرض لإجهادات مرتفعة جدًا، ولذلك تُصنع من فولاذ عالي الجودة جدًا. وقد استغرق تحسين جودة المواد، بما في ذلك الانتقال من الحديد إلى الفولاذ، عقودًا كثيرة. فالعيوب الصغيرة في الفولاذ، التي قد لا تسبب مشكلات في تطبيقات أخرى، يمكن أن تؤدي إلى انكسار السكك وحدوث خروج خطير عن السكة عند استخدامها في خطوط السكك الحديدية.

وبوجه عام، كلما كانت السكك وبقية عناصر الخط أثقل، أمكن لهذه الخطوط حمل قطارات أثقل وأسرع.

تمثل السكك جزءًا كبيرًا من تكلفة خط السكك الحديدية. ولا تنتج مصانع الفولاذ إلا عددًا قليلًا من مقاسات السكك في الوقت نفسه، لذا ينبغي لشركة السكك الحديدية أن تختار أقرب مقاس مناسب. وغالبًا ما يُستعاد القضيب الثقيل البالي من الخطوط الرئيسية ويُخفَّض تصنيفه لإعادة استخدامه في الخطوط الفرعية أو السكك الجانبية أو ساحات الفرز.

## التاريخ
[تصغير|سكك حافة ذات بطن سمكي موضوعة على كتل حجرية على [Cromford and High Peak Railway]]
تصغير|سكك مبكرة في المملكة المتحدة (ليست على مقياس الرسم)
[تصغير|سكة بطن سمكي ذات وصلة نصفية مسجلة ببراءة اختراع عام 1816 لـ[George Stephenson|ستيفنسون]]

كانت أقدم السكك المستخدمة في الطرق الحديدية التي تجرها الخيول مصنوعة من الخشب. وفي ستينيات القرن الثامن عشر أُدخلت **السكك الحديدية الشريطية**، وهي عبارة عن شرائح رقيقة من الحديد الزهر تثبت فوق السكك الخشبية، مما زاد من متانتها. وكانت كل من السكك الخشبية والسكك الشريطية الحديدية رخيصة نسبيًا، لكنها لم تكن تستطيع حمل إلا أوزان محدودة. وكانت الشرائط المعدنية للسكك الشريطية تنفصل أحيانًا عن القاعدة الخشبية وتندفع إلى أرضية العربات فوقها، مكوِّنة ما كان يُعرف باسم "رأس الأفعى". وقد فاقت كلفة الصيانة طويلة الأجل ما تحققه من وفر أولي في تكاليف الإنشاء.

أدخل بنجامين أوترام من شركة B. Outram & Co.، التي أصبحت لاحقًا شركة باترلي في ريبلي، سككًا من الحديد الزهر ذات حواف عمودية. وكانت العربات التي تسير على هذه **السكك اللوحية** ذات مقطع مسطح. وفضّل شريك أوترام ويليام جيسوب استخدام **سكة الحواف** حيث تكون العجلات ذات حواف وتكون رؤوس السكك مسطحة؛ وقد ثبت تفوق هذا الترتيب على السكك اللوحية. وقد صُبَّت أولى سكك جيسوب الحافية (ذات البطن السمكي) في شركة باترلي.

وكان أقدم هذه السكك المستخدمة على نطاق عام هو السكك القصيرة من الحديد الزهر ذات **البطن السمكي**، وسميت كذلك نسبة إلى شكلها. وكانت السكك المصنوعة من الحديد الزهر هشة وسهلة الكسر. ولم يكن من الممكن صنعها إلا بأطوال قصيرة، وهو ما كان يؤدي سريعًا إلى عدم استواء الخط. وقد أدخلت براءة اختراع جون بيركنشو لعام 1820 الحديد المطاوع بأطوال أكبر مع تحسن تقنيات الدرفلة، فحل محل الحديد الزهر، وأسهم إسهامًا كبيرًا في النمو المتسارع للسكك الحديدية في الفترة 1825–1840. وكان المقطع العرضي يختلف اختلافًا كبيرًا من خط إلى آخر، لكنه كان من ثلاثة أنواع أساسية كما هو مبين في الشكل. أما المقطع المتوازي الذي تطور في السنوات اللاحقة فعُرف باسم **رأس الثور**.

وصُنعت أولى السكك الفولاذية عام 1857 بواسطة روبرت فورستر موشيت، الذي وضعها في محطة ديربي في إنجلترا. والفولاذ مادة أقوى بكثير، وقد حل باطراد محل الحديد في صناعة سكك السكك الحديدية، وسمح بدرفلة أطوال أكبر كثيرًا من السكك.

حددت الجمعية الأمريكية لهندسة السكك الحديدية (AREA) والجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) نسب الكربون والمنغنيز والسيليكون والفوسفور في فولاذ السكك. وتزداد مقاومة الشد بزيادة محتوى الكربون، في حين تقل اللدونة. وقد حددت AREA وASTM نسبة الكربون بين 0.55 و0.77 في المئة في السكك التي يتراوح وزنها بين ، وبين 0.67 و0.80 في المئة في السكك التي يتراوح وزنها بين ، وبين 0.69 و0.82 في المئة في السكك الأثقل. ويزيد المنغنيز من القوة ومقاومة التآكل. وقد حددت AREA وASTM نسبة المنغنيز بين 0.6 و0.9 في المئة في سكة 70 إلى 90 رطلًا، وبين 0.7 و1 في المئة في السكك الأثقل. ويتأكسد السيليكون تفضيليًا بالأكسجين ويضاف لتقليل تكون الأكاسيد المعدنية المضعفة في عمليات درفلة وصب السكك. وقد حددت AREA وASTM نسبة السيليكون بين 0.1 و0.23 في المئة. أما الفوسفور والكبريت فهما شوائب تسبب هشاشة السكك وتقلل مقاومتها للصدمات. وقد حددت AREA وASTM الحد الأقصى لتركيز الفوسفور عند 0.04 في المئة.

بدأ استخدام الخط الملحوم بدلًا من الخط الموصّل بالوصلات نحو الأربعينيات من القرن العشرين، وأصبح واسع الانتشار بحلول الستينيات.
## الأنواع

### السكة الشريطية
تصغير|سكة شريطية ومسمار سكة

كانت أقدم السكك مجرد قطع من الخشب. ولمقاومة التآكل، كان يُوضَع شريط رقيق من الحديد فوق السكة الخشبية. وقد وفر هذا المال لأن الخشب كان أرخص من المعدن. غير أن هذا النظام كان يشوبه عيب يتمثل في أن مرور عجلات القطار كان يتسبب بين حين وآخر في انفصال الشريط عن الخشب. وقد أبلغ ريتشارد تريفيثيك عن هذه المشكلة أول مرة عام 1802. وأدى استخدام السكك الشريطية في الولايات المتحدة (مثلًا على Albany and Schenectady Railroad نحو عام 1837) إلى تعرض الركاب لخطر ما كان يسمى «رؤوس الأفاعي» عندما كانت الشرائط تلتف وتخترق العربات.

### سكة T
كانت سكة T تطويرًا للسكة الشريطية، إذ كان لها مقطع عرضي على شكل حرف T ناتج عن توسيع أعلى الشريط ليشكل رأسًا. وكان هذا الشكل من السكك قصير العمر عمومًا، إذ أُلغي تدريجيًا في أمريكا بحلول عام 1855.

### السكة اللوحية
**السكة اللوحية** نوع مبكر من السكك، ولها مقطع عرضي على شكل حرف L، حيث كانت الحافة تُبقي العجلة غير المحففة على السكة. وقد شهدت السكة ذات الحافة عودة محدودة في خمسينيات القرن العشرين، بوصفها قضبان توجيه، مع مترو باريس (*مترو مطاطي الإطارات* أو الفرنسية *[[:fr:Métro sur pneumatiques|Métro sur pneus]]*)، ثم لاحقًا مع الحافلات الموجهة. وفي Cambridgeshire Guided Busway تكون السكة عبارة عن عارضة خرسانية بسماكة ، ولها شفة بقياس  لتشكيل الحافة. وتسير الحافلات على عجلات طرق عادية مع عجلات توجيه جانبية تسير ملاصقة للحواف. وتوجَّه الحافلات توجيهًا عاديًا عندما تكون خارج المسار المخصص للحافلات، على نحو مماثل لعربات القرن الثامن عشر التي كان يمكن مناورتها حول رؤوس المناجم قبل الالتحاق بالمسار للرحلة الأطول.

### سكة الجسر
[تصغير|مقطع عرضي في [baulk road|طريق العوارض الخاص بـغريت ويسترن ريلوي، مصنوع باستخدام سكة جسر]]

**سكة الجسر** هي سكة ذات مقطع على شكل U مقلوب. ويجعلها شكلها البسيط سهلة التصنيع، ولذلك استُخدمت على نطاق واسع قبل أن تصبح المقاطع الأكثر تطورًا رخيصة بما يكفي للإنتاج الكمي. وقد استُخدمت خصوصًا على سكة حديد غريت وسترن ذات العرض  في طريق العوارض الذي صممه إسامبارد كينغدم برونيل.
### سكة بارلو
[تصغير|مقطع عرضي لـ[Barlow rail|سكة بارلو كما استخدمته Sydney Railway Company]]

**سكة بارلو** اخترعها ويليام هنري بارلو عام 1849. وقد صممت لتوضع مباشرة على الحصى، لكن غياب العوارض جعل من الصعب الحفاظ على مقياس السكة.
### السكة ذات القاعدة المسطحة
تصغير|مقطع عرضي لسكة جديدة ذات قاعدة مسطحة

السكة ذات القاعدة المسطحة هي مقطع السكة السائد في الاستخدام عالميًا.

#### سكة T ذات الحافة
**سكة T ذات الحافة** أو سكة المقطع T هو الاسم المستخدم في أمريكا الشمالية للسكة ذات القاعدة المسطحة. وقد رأى العقيد روبرت ل. ستيفنز، رئيس Camden and Amboy Railroad، أن السكة المصنوعة من الحديد المطاوع ستكون أفضل من السكك الخشبية المكسوة بالحديد المستخدمة في جميع سكك الولايات المتحدة آنذاك. ولم تكن هناك أي مصانع فولاذ في أمريكا الشمالية قادرة على درفلة أطوال طويلة، فسافر إلى المملكة المتحدة، التي كانت في ذلك الوقت المكان الوحيد الذي يمكن فيه درفلة سكة T ذات الحافة. وفي مايو 1831، وصلت أول 500 سكة، طول كل منها  ووزنها ، إلى فيلادلفيا وثُبّتت على العوارض المستعرضة، في أول استخدام لسكة T ذات الحافة في الولايات المتحدة. وسرعان ما أصبحت سكة T ذات الحافة النمط القياسي الذي تبنته جميع سكك الولايات المتحدة الحديدية.

كما اخترع العقيد ستيفنز المسمار المعقوف لتثبيت السكة في العارضة المستعرضة. وفي عام 1860 أُدخل المسمار اللولبي للسكة في فرنسا حيث استُخدم على نطاق واسع. والمسامير اللولبية هي أكثر أشكال المسامير استخدامًا في العالم في القرن الحادي والعشرين.

#### السكة ذات القاعدة المسطحة
[تصغير|سكة فينيولز كما استُخدمت في [London and Croydon Railway عام 1839]]
[تصغير|سكة فينيولز كما استُخدمت في [Birmingham and Gloucester Railway عام 1840]]

**سكة فينيولز** اسم شائع للسكة ذات القاعدة المسطحة، تكريمًا للمهندس تشارلز فينيولز الذي أدخلها إلى بريطانيا.
وقد لاحظ تشارلز فينيولز حدوث تآكل في السكك الحديدية المطاوعة والكراسي الحديدية الزهرية الموضوعة على كتل حجرية، وهو النظام الأكثر شيوعًا في ذلك الوقت. وفي عام 1836 أوصى بالسكة ذات القاعدة المسطحة إلى London and Croydon Railway، التي كان مهندسها الاستشاري. وكانت سكته الأصلية ذات مقطع أصغر من سكة ستيفنز، مع قاعدة أعرض من السكة الحديثة، ومثبتة بمسامير تمر عبر القاعدة. ومن الخطوط الأخرى التي تبنتها هال وسيلبي ونيوكاسل ونورث شيلدز وشركة مانشستر وبولتون وبوري للملاحة بالقناة والسكك الحديدية.

وفي المملكة المتحدة، عندما أصبح من الممكن حفظ العوارض الخشبية باستخدام كلوريد الزئبق الثنائي (وهي عملية تسمى Kyanising) والكريوزوت، أصبحت الرحلة أكثر ثباتًا وهدوءًا مما كانت عليه مع الكتل الحجرية. وكانت السكك تثبت مباشرة في العوارض باستخدام مسامير السكك (Rail spikes). وانتشر استخدامها، وكذلك اسم فينيولز، في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فضلت شركات السكك الحديدية البريطانية بشدة سكة رأس الثور المثبتة بمفاتيح خشبية في كراسٍ من الحديد الزهر حتى سبعينيات القرن العشرين.

إن الوصلة التي يُربط فيها طرفا سكتين ببعضهما هي أضعف جزء في خط السكة. وكانت السكك الحديدية المبكرة تُوصل بواسطة وصلة بسيطة أو قضيب معدني يربط بمسامير عبر جسد السكة. وقد طُورت طرق أقوى لربط سكتين معًا. وعندما توضع كمية كافية من المعدن في وصلة السكة، تصبح الوصلة قوية تقريبًا بقدر قوة بقية طول السكة. ويمكن التخلص من الضوضاء الناتجة عن مرور القطارات فوق الوصلات، والموصوفة بأنها «نقرة نقرة مسار القطار»، عن طريق لحام مقاطع السكة معًا. وتكون السكة الملحومة باستمرار ذات مقطع علوي موحد حتى عند الوصلات.

### السكة مزدوجة الرأس
[تصغير|سكة مزدوجة الرأس معروضة في [Nuremberg Transport Museum|متحف نورنبيرغ للنقل]]
في أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر، استخدمت سكك بريطانيا أنماطًا مختلفة من السكك. وكانت London and Birmingham Railway، التي قدمت جائزة لأفضل تصميم، ومن أوائل الخطوط التي استخدمت السكة مزدوجة الرأس، حيث كان لرأس السكة وقاعدتها المقطع نفسه. وكانت هذه السكك مدعومة بواسطة كراسٍ مثبتة في العوارض.

ميزة السكك مزدوجة الرأس أنها، عندما يتآكل رأس السكة، يمكن قلبها وإعادة استخدامها. وفي عام 1835 أعرب بيتر بارلو من London and Birmingham Railway عن قلقه من أن هذا لن ينجح، لأن الكرسي الداعم سيسبب انبعاجات في السطح السفلي للسكة، مما يجعله غير صالح بوصفه سطح سير. ومع أن سكة حديد غريت نورذرن واجهت هذه المشكلة، فقد استُخدمت السكك مزدوجة الرأس وقُلِبت بنجاح لدى London and South Western Railway ونورث إيسترن وLondon, Brighton and South Coast Railway وساوث إيسترن. وظلت السكك مزدوجة الرأس مستخدمة على نطاق واسع في بريطانيا حتى الحرب العالمية الأولى.

### سكة رأس الثور
تصغير|المعيار البريطاني لسكة رأس الثور بوزن 95 رطلًا لكل ياردة
تطورت سكة رأس الثور من السكة مزدوجة الرأس. ولا يكون مقطع رأس السكة مماثلًا لمقطع قاعدتها. ولأنها لا تملك مقطعًا متماثلًا، لم يكن من الممكن قلب سكة رأس الثور واستخدام القاعدة بوصفها رأسًا. وكانت هذه طريقة مكلفة لإنشاء الخط، إذ كانت تحتاج إلى كراسٍ ثقيلة من الحديد الزهر لدعم السكة، وكانت السكة تثبت في هذه الكراسي بواسطة أوتاد أو «مفاتيح» خشبية (ثم فولاذية)، وكانت تتطلب عناية منتظمة.

كانت سكة رأس الثور المعيار السائد في نظام السكك الحديدية البريطاني من منتصف القرن التاسع عشر حتى منتصف القرن العشرين. ففي عام 1954، استُخدمت سكة رأس الثور في  من الخطوط الجديدة، بينما استُخدمت السكة ذات القاعدة المسطحة في . وكان أحد أوائل المعايير البريطانية، BS 9، خاصًا بسكة رأس الثور؛ نُشر أصلًا عام 1905، ثم نُقح عام 1924. وكانت السكك المصنَّعة وفق معيار 1905 تُعرف باسم "O.B.S." (الأصلي)، أما المصنَّعة وفق معيار 1924 فكانت تُعرف باسم "R.B.S." (المنقح).

وقد استُبدلت سكة رأس الثور تقريبًا بالكامل بالسكة ذات القاعدة المسطحة في نظام السكك الحديدية البريطاني، وإن كانت ما تزال باقية على بعض الخطوط الفرعية والسكك الجانبية. كما يمكن العثور عليها في السكك الحديدية التراثية، سواء بدافع الحفاظ على المظهر التاريخي أو بسبب استخدام مكونات قديمة أُنقذت من الخطوط الرئيسية. وظلت مترو أنفاق لندن تستخدم سكة رأس الثور بعد التخلص منها في أماكن أخرى في بريطانيا، لكن في السنوات الأخيرة بُذلت جهود منظمة لاستبدالها بالسكة ذات القاعدة المسطحة. ومع ذلك، فإن عملية استبدال الخط في الأنفاق بطيئة، بسبب صعوبة استخدام المعدات والآلات الثقيلة.

### السكة المحززة
تصغير|يسار|سكة محززة، تُستخدم عندما يوضع الخط في أماكن تعبرها مركبات أخرى أو المشاة

عندما تُوضَع السكة في سطح الطريق أو داخل أسطح عشبية، فلا بد من توفير فراغ لحافة العجلة. ويتحقق ذلك بواسطة شق يُسمى مجرى الحافة. وتُعرف السكة حينئذ باسم **السكة المحززة** أو **سكة الأخدود** أو **السكة الجائزية**. ويكون مجرى الحافة محاطًا برأس السكة من جانب وبالحاجز من الجانب الآخر. ولا يحمل الحاجز أي وزن، لكنه قد يعمل بوصفه قضيب فحص.

اخترع ألفونس لوبا السكة المحززة عام 1852، وهو مخترع فرنسي طور تحسينات في تجهيزات الترام والسكك، وساعد في تطوير خطوط الترام في مدينة نيويورك وباريس. ومكّن اختراع السكة المحززة من إنشاء خطوط الترام من دون أن تتسبب بإزعاج لمستخدمي الطريق الآخرين، باستثناء راكبي الدراجات غير المنتبهين الذين قد تعلق عجلاتهم في الأخدود. وقد تمتلئ الأخاديد بالحصى والأوساخ، خصوصًا إذا كانت قليلة الاستخدام أو بعد فترة خمول، وتحتاج إلى تنظيف من وقت لآخر، ويتم ذلك بواسطة مركبة «كاشطة» (إما ترام متخصص أو مركبة طريق-سكة للصيانة). وقد يؤدي الفشل في تنظيف الأخاديد إلى رحلة غير مريحة للركاب، وإلى إلحاق ضرر بالعجلة أو بالسكة، وربما إلى الخروج عن السكة.

#### سكة الحاجز الجائزي
الشكل التقليدي للسكة المحززة هو مقطع الحاجز الجائزي الموضح إلى اليسار. وهذه السكة شكل معدل من السكة ذات الحافة، وتتطلب تثبيتًا خاصًا لنقل الحمل وتثبيت المقياس. وإذا كان الوزن يُحمَل بواسطة الطبقة التحتية للطريق، كانت هناك حاجة إلى روابط فولاذية على مسافات منتظمة للحفاظ على المقياس. وكان تركيب هذه الروابط يعني ضرورة حفر السطح كله ثم إعادته.

#### السكة الكتلية
السكة الكتلية شكل منخفض المقطع من سكة الحاجز الجائزي، وقد أزيل منها الجسد. ومن حيث المقطع، فهي أشبه بشكل مصمت من سكة الجسر، مع إضافة مجرى الحافة والحاجز. إن مجرد إزالة الجسد ووصل مقطع الرأس مباشرة بمقطع القاعدة كان سيؤدي إلى سكة ضعيفة، ولذلك لزم توفير سماكة إضافية في المقطع المركب.

والسكة الكتلية الحديثة ذات الانخفاض الإضافي في الكتلة هي سكة LR55، التي تُحشى بمادة البولي يوريثان داخل عارضة خرسانية مسبقة الصنع. ويمكن وضعها في أخاديد تُحفر داخل طبقة إسفلت قائمة لخطوط السكك الحديدية الخفيفة (الترام).

## أوزان السكك ومقاساتها
تصغير|مقطعا سكة شائعان: مقطع شديد التآكل بوزن 50 كغ/م ومقطع جديد بوزن 60 كغ/م

يعد وزن السكة بالنسبة إلى طولها عاملًا مهمًا في تحديد قوة السكة، ومن ثم أحمال المحاور والسرعات.

تُقاس الأوزان بالرطل لكل ياردة (الوحدات الإمبراطورية في كندا والولايات المتحدة)، وبالكيلوغرام لكل متر (الوحدات المترية في المملكة المتحدة وأوروبا القارية وأستراليا). 

وعادةً، في مصطلحات السكك الحديدية، تكون كلمة *رطل* كنايةً عن التعبير *رطل لكل ياردة*؛ ومن ثم فإن السكة ذات 132 رطلًا تعني سكة وزنها 132&nbsp;رطلًا لكل ياردة.

### أوروبا
تُصنع السكك بعدد كبير من المقاسات المختلفة. ومن المقاسات الأوروبية الشائعة للسكك:

* 
* 
* 
* 
* 

وفي بلدان الاتحاد السوفيتي السابق، تُعد السكك بوزن  والسكك بوزن  (غير المقسّاة حراريًا) شائعة. كما استُخدمت السكك المقسّاة حراريًا بوزن  على الخطوط الحديدية الثقيلة مثل Baikal–Amur Mainline، لكنها أثبتت قصورًا في التشغيل، ورُفضت في الغالب لصالح السكك بوزن .

وتستخدم أنظمة السكك الحديدية عالية السرعة في فرنسا (قطارات فائقة السرعة (الشركة الوطنية للسكك الحديدية)) وألمانيا (ICE) سككًا بوزن .

### أمريكا الشمالية
تصغير|علامة الوزن "155 PS" على قطعة موصولة من سكة «Pennsylvania Special» بوزن ، وهي أثقل فئة من السكك أُنتجت على نطاق واسع على الإطلاق
تصغير|رسم مقطع عرضي يوضح القياسات بالوحدات الإمبراطورية لسكة بوزن  استُخدمت في الولايات المتحدة، نحو
[تصغير|مقطع عرضي لسكة Dudley بوزن  في نظام [New York Central Railroad]]

حددت الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (ASCE) مقاطع السكك في عام 1893 بزيادات قدرها  من . وكان ارتفاع السكة مساويًا لعرض القاعدة في كل وزن من سكك ASCE ذات المقطع T، كما أن المقاطع حددت نسبة ثابتة من الوزن في الرأس والجسد والقاعدة، مقدارها 42% و21% و37% على الترتيب. وكان مقطع ASCE بوزن  كافيًا، لكن الأوزان الأثقل كانت أقل إرضاءً. وفي عام 1909 حددت جمعية السكك الحديدية الأمريكية (ARA) مقاطع معيارية بزيادات قدرها  من . وحددت الجمعية الأمريكية لهندسة السكك الحديدية (AREA) مقاطع معيارية لسكك  و و في عام 1919، ولسكك  و في عام 1920، ولسكك  في عام 1924. وكان الاتجاه نحو زيادة نسبة ارتفاع السكة إلى عرض القاعدة وتقوية الجسد. وقد جرى التغلب على مساوئ القاعدة الأضيق باستخدام ألواح الربط. وخفّضت توصيات AREA الوزن النسبي لرأس السكة إلى 36%، في حين خفّضت المقاطع البديلة وزن الرأس إلى 33% في السكك الأثقل وزنًا. كما وُجه الاهتمام أيضًا إلى تحسين أنصاف أقطار الوصلات المنحنية لتقليل تركّز الإجهاد عند نقطة اتصال الجسد بالرأس. وأوصت AREA بمقطع ARA ذي الوزن . وظلت سكك ASCE القديمة الأخف وزنًا قيد الاستخدام، ولبّت الطلب المحدود على السكك الخفيفة لبضعة عقود. واندُمجت AREA في American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association عام 1997.

وبحلول منتصف القرن العشرين، كان معظم إنتاج السكك من النوع *المتوسط الثقيل* () و*الثقيل* (). أما المقاسات الأقل من  فعادةً ما تكون مخصصة لخدمة شحن أخف، أو خطوط قليلة الاستخدام، أو السكك الخفيفة. والخطوط التي تستخدم سككًا بوزن  تكون مخصصة لخطوط الشحن الفرعية الأبطأ سرعة أو النقل السريع؛ فعلى سبيل المثال، بُني معظم خط مترو أنفاق مدينة نيويورك بسكك وزنها . أما الخطوط الرئيسية فتُبنى عادةً بسكك وزنها  أو أكثر.
#### سكك الرافعات
من المقاسات الشائعة لسكك الرافعات في أمريكا الشمالية:

* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

### أستراليا
من المقاسات الشائعة للسكك في أستراليا:

* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

* تُستخدم سكك  على خطوط نقل خام الحديد الثقيلة في شمال غرب ولاية أستراليا الغربية.
* ويُعد وزنا 50 كغ/م و60 كغ/م المعيار الحالي على الخطوط الرئيسية في أماكن أخرى، مع أن بعض المقاسات الأخرى ما تزال تُصنع.

## العجلات المخروطية أو الأسطوانية
منذ زمن طويل أُدرك أن العجلات المخروطية والسكك المائلة بالمقدار نفسه تتبع المنحنيات بصورة أفضل من العجلات الأسطوانية والسكك العمودية. وقد استخدمت بعض شركات السكك الحديدية مثل Queensland Railways عجلات أسطوانية فترة طويلة إلى أن فرضت الحركة الأثقل تغييرًا في ذلك.
ويتعين على سطوح دحرجة العجلات الأسطوانية أن «تنزلق» على منحنيات الخط، ولذلك تزيد من كلٍّ من مقاومة الحركة وتآكل السكة والعجلة. أما على الخطوط المستقيمة جدًا فإن سطح العجلة الأسطواني يتدحرج بحرية أكبر ولا «يتمايل». ويُضيَّق مقياس السكة قليلًا، وتحفظ تقويسات الحافة الشفاه من الاحتكاك بالسكك. والممارسة المتبعة في الولايات المتحدة هي مخروطية بنسبة 1 إلى 20 عندما تكون العجلة جديدة. ومع تآكل سطح الدحرجة يقترب من سطح أسطواني غير منتظم، وعندئذ تُخرَط العجلة على مخرطة عجلات أو تُستبدل.

## المعايير والمقاطع الحديثة

#### المعايير
* EN 13674-1 - تطبيقات السكك الحديدية - الخط - السكة - الجزء 1: سكك حديدية من نوع فينيول بوزن 46 كغ/م فأكثر EN 13674-1
* EN 13674-4 - تطبيقات السكك الحديدية - الخط - السكة - الجزء 4: سكك حديدية من نوع فينيول من 27 كغ/م إلى أقل من 46 كغ/م EN 13674-4

##### المقاطع الحديثة
تخضع مقاطع السكك الحديثة ومعاييرها اليوم لمنظومات معيارية إقليمية ودولية تحدد شكل المقطع، والكتلة الخطية، ودرجات الفولاذ، ومتطلبات التصنيع، والتفاوتات المسموح بها، والاختبارات، ووسم المنتج. وفي أوروبا تُعد سلسلة المواصفات الأوروبية **EN 13674** المرجع الأساسي لسكك فينيول وسكك التحويلات والتقاطعات وقضبان الفحص، بينما تغطي المواصفة **EN 14811** السكك المحززة والقطاعات الإنشائية المرتبطة بها المستخدمة خصوصًا في أنظمة الترام.

وفي إطار سلسلة **EN 13674**، تختص المواصفة **EN 13674-1** بسكك فينيول ذات الكتلة الخطية **46 كغ/م فأكثر** للاستخدام في الخطوط التقليدية وخطوط السرعة العالية. وتنص هذه المواصفة على تسع درجات فولاذية برليتية ضمن مجال صلادة يتراوح بين **200 HBW** و**440 HBW**، وتغطي السكك غير المعالجة حراريًا والمعالجة حراريًا، سواء من الفولاذ غير السبائكي أو منخفض السبيكة. كما تتضمن **23 مقطعًا معياريًا** للسكك.

أما المواصفة **EN 13674-4** فتنطبق على سكك فينيول ذات القاعدة المسطحة من **27 كغ/م إلى أقل من 46 كغ/م**، وهي الفئة المستخدمة عادة في التطبيقات الأخف من الخطوط الرئيسية الثقيلة. وتحدد هذه المواصفة **ثماني درجات فولاذية برليتية** في مجال الصلادة نفسه تقريبًا، وتشمل سككًا غير معالجة حراريًا وأخرى معالجة، وتضم **15 مقطعًا معياريًا**.

وتفصل السلسلة الأوروبية بين السكك الحاملة للعجلات في أعمال التحويلات والتقاطعات، وبين قضبان الفحص غير الحاملة. فالمواصفة **EN 13674-2** تخصص السكك المستخدمة في التحويلات والتقاطعات عندما تعمل مع سكك فينيول بوزن 46 كغ/م فأكثر، وهي خاصة بالأجزاء التي تحمل عجلات المركبات فعلًا. وفي المقابل، تحدد **EN 13674-3** مقاطع قضبان الفحص المصممة لهذا الغرض، وتذكر **ثلاث درجات فولاذية** و**خمسة مقاطع**، مع استبعاد قضبان الحماية المستخدمة لحماية الجسور والمنشآت عند الخروج عن السكة.

وبالنسبة إلى السكك المحززة المستعملة في الترام وبعض التطبيقات الحضرية والصناعية، تُعد المواصفة **EN 14811:2019** المرجع الأوروبي الأهم. وهي تنطبق على السكك المحززة والقطاعات الإنشائية المرتبطة بها ذات الكتلة الخطية **42 كغ/م فأكثر**، وتحدد **خمس درجات فولاذية برليتية** ضمن مجال صلادة من **200 HBW** إلى **390 HBW**، كما تنص على **26 مقطعًا محددًا للسكك المحززة** و**7 مقاطع إنشائية محددة**.

ومن الناحية العملية، تُعد المقاطع **54E1** و**60E1** من أكثر المقاطع الأوروبية الحديثة شيوعًا. وتعرض الشركات المصنّعة هذه المقاطع بوصفها مقاطع قياسية أوروبية وفق EN 13674-1؛ فمثلًا تصف شركة أرسيلورميتال المقطع **54E1** (UIC54) بأنه مصنوع وفق المعيار الأوروبي **EN 13674-1** وبكتلة خطية تبلغ **54.77 كغ/م**. كما تُظهر وثائق اعتماد ومنتجات صناعية أوروبية أن المقاطع **54E1** و**60E1** و**60E2** و**54E2** وغيرها تدخل ضمن الإنتاج القياسي المعاصر في السوق الأوروبية.

وتُظهر المعايير الأوروبية المرتبطة بعناصر الخط والمنشآت التحتية أن هذه المقاطع ليست مجرد تسميات شكلية، بل ترتبط بفئات الاستخدام التشغيلي. فوثيقة **EN 16730** الخاصة بالعوارض الخرسانية ذات الوسائد السفلية تشير إلى أن المقطع **54E1** يرتبط في بعض التطبيقات بمسارات حضرية أو صناعية، في حين أن **60E1** يرتبط بخطوط رئيسية تقليدية، وخطوط عالية السرعة، وخطوط الشحن الثقيل والمحاور المرتفعة الأحمال بحسب فئة المسار. وتؤكد وثيقة **EN 17282** هذه الأنماط نفسها تقريبًا عند ربط فئات المسار النموذجية بمقاطع مثل **54E1** و**60E1**، مع تمييز واضح بين الاستخدام الحضري/الصناعي والخطوط التقليدية والعالية السرعة والشحن الثقيل.

وفي أمريكا الشمالية، لا تُستعمل سلسلة EN الأوروبية مرجعًا أساسيًا، بل تسود منظومة **AREMA**، أي . وتوضح الجمعية نفسها أن *الدليل الهندسي للسكك الحديدية* (**Manual for Railway Engineering**) هو المرجع السنوي الذي يضم المبادئ والبيانات والمواصفات والممارسات الموصى بها لتصميم البنية الثابتة وإنشائها وصيانتها. كما تبيّن لجنة **Rail** التابعة لـAREMA أن اختصاصها يشمل اختيار المقاطع، والمواصفات الميتالورجية لفولاذ السكك، واختبارات القبول، وتصنيع السكك وشحنها، ولحامها، واختبارها، وجَلخها، وتصنيف السكك المستعملة.

ويظهر أثر منظومة AREMA أيضًا في تسمية المقاطع الأمريكية الحديثة، حيث تحمل السكك أسماء مثل **100RE** و**115RE** و**136RE** و**141RE**، ويشير الرقم عادةً إلى الوزن بالرطل لكل ياردة. وتعرض شركات دولية هذه المقاطع صراحة على أنها مقاطع أمريكية وفق معيار AREMA؛ فمثلًا تسرد أرسيلورميتال مقاطع **90ARA-A** و**100RE** و**115RE** و**136RE** ضمن «المعيار الأمريكي»، كما تورد شركة Steel Dynamics في كتيبها الحديث مقاطع AREMA مثل **115RE** و**119RE** و**136RE**. كما تعرض كتالوجات الشركات اليابانية المنتجة للسكك توافقًا بين المنظومات المختلفة، فتجمع في الوقت نفسه بين مقاطع أوروبية مثل **54E1** و**60E1** ومقاطع أمريكية مثل **115RE** و**136RE**، وهو ما يعكس استمرار التوازي بين المنظومتين الأوروبية والأمريكية في السوق الدولية للسكك.

ولذلك يمكن القول إن المقاييس الحديثة للسكك تقوم اليوم على ثلاث طبقات مترابطة: **مقاطع معيارية** (مثل 54E1 و60E1 و115RE و136RE)، و**درجات فولاذية ومعالجات حرارية** تحدد الصلادة والسلوك التشغيلي، و**معايير تطبيقية** تربط السكة بنوع الخط وسرعته وحمل محوره وأعمال التحويلات والترام واللحام والصيانة. ومن ثم فإن «مقياس السكة» في الاستعمال الهندسي الحديث لا يقتصر على شكل المقطع، بل يشمل منظومة معيارية كاملة تضبط المنتج من الصهر والدرفلة حتى الخدمة الميدانية والاستبدال.

## المراجع

## وصلات خارجية
* British Steel rail, Vignoles rail
* British Steel crane rail, Crane rails
* Table of North American tee rail (flat bottom) sections 
* ArcelorMittal Crane Rails
* Track components and materials
* Wirth Girder Rail 
* MRT Track & Services Co., Inc / Krupp, T and girder rails, scroll down. 
* Railroad Facts… Construction, Safety and More.

تصنيف:تقانات سكك الحديد
تصنيف:سكة حديدية
تصنيف:فولاذ إنشائي
تصنيف:مسار دائم