إدارة التمدد الحراري في مسارات السكك الحديدية
ولمواجهة التحديات التي يفرضها التمدد والانكماش الحراري، تم تجهيز خطوط السكك الحديدية التقليدية بمفاصل التمدد، وهي عبارة عن فجوات خاصة بين القضبان يبلغ عرضها حوالي 6 مم. تسمح هذه الوصلات بالتمدد والانكماش المتحكم في القضبان استجابة لتقلبات درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الفتحات الصغيرة التي تمر من خلالها مسامير الجنزير على لوحة السكة الحديدية تكون بيضاوية الشكل. يمكّن هذا التصميم مسامير الجنزير من الإزاحة قليلاً عندما تتوسع السكة أثناء الظروف الجوية الحارة.
تعد قدرة الإزاحة هذه أمرًا ضروريًا لمنع الضغط المفرط على القضبان. بدون مساحة توسع كافية، ستتعرض القضبان لضغط أو توتر كبير مع كل درجة تغير في درجة الحرارة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي اختلاف درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة إلى 1.6 طن من الضغط أو التوتر على القضبان. وفي المناطق التي تتقلب فيها درجة الحرارة بمقدار 30 درجة على مدار عام، يمكن أن يصل الضغط التراكمي على القضبان إلى 50 طنًا. يمكن أن تؤدي مستويات الضغط المفرطة هذه إلى انحراف السكك الحديدية وتشكل مخاطر خطيرة على سلامة عمليات القطارات.