V nejširším smyslu každá kolejová dráha se želez. kolejnicemi pro dopravu osob a zboží atd. v provozu silou lidskou, zvířecí, parou, elektřinou atd. Rozeznáváme: 1. podle účelu dopravního: a) dráhy veřejné dopravy a soukromé (přípojky, průmysl. dráhy atd.), b) strateg. dráhy, pro obranu země, ale v provozu veřejném, c) voj. dráhy pro účel voj. výcviku a částečně též pro veřej. dopravu přístupné; 2. podle polohy a poměru k jiným: odbočky, spojovací, slepě končící, bez dalšího připojení na dráhu jinou; 3. podle terénu: rovinové, horské dráhy; 4. podle stavby: normální a úzkokolejné, podzemní a zvýšené, ozubené, visuté a lanové dráhy; 5. podle významu národohospodář.: hlavní (vždy s normálním rozchodem) pro průběžný provoz rychlíkový, dráhy vedlejší, obyč. normální rozchod, řidčeji úzkokolejné; 6. podle vlastnictví: dráhy státní a dráhy soukromé. Význam železnic jeví se velikou výkonností proti jiným dopravním prostředkům na zemi. Dociluje se značným snížením tření na kovových kolejnicích a zvýšenou výkonností stále zesilovaných lokomotiv. Národohospodářsky je železnice více odkázána na dopravu zboží, nežli na osobní provoz. V oběhu zboží ovlivňuje ž. cenu i výměnu. Snižuje rozhodně dobu přepravy od výrobce ke konsumu, tudíž i pro zboží jinak jen podmínečně dopravitelné. Tarifní politikou umožňuje ž. dopravu přebytečných zásob do krajů nouzových. Politicky a sociálně podporuje ž. cestování. Sociální výhody ž. leží na poli zlepšování úrovně žití nižších vrstev lidu: usnadněním a zlevněním dovozů, možnosti bydleti zdravě v předměstích, ačkoliv je zaměstnání ve velkoměstě
a střediskách průmyslu.
Dějiny. Již ve starověku nalézáme cesty kolejové, rovné neb již žlábkované pro kola vozů. Něm. hornictví používalo v 16. st. žlábkových cest ze dřeva, část. též železných pro snadnější dopravu těžných vozíků. Odtud přišly tyto cesty kolejové do Anglie, kde počalo se nahražovati žlábky vystouplými kolejnicemi, za které zachycovaly se přečnívajícími okraji kola. Vozíky prohybovaly se tehdy pouze lidmi a koňmi, neb používalo se pevných parních strojů a vozíky tahaly se řetězem neb lanem. Teprve roku 1814 vypravil George Stephenson první lokomotivu s hladkými koly na koleje též hladké. První železnice pro veřejnost byla r. 1825 v Anglii mezi Stocktonem a Darlingtonem. 10 let později byla první železnice s parním provozem v Belgii, téhož roku 1835 v Německu, 1838 v Rakousku, 1839 v Čechách.
Stavba železn. drah obsahuje všechny práce k postavení určité trati včetně prací předběžných.
I. Předběžné práce. Předběžné práce, též trasování nebo vedení trati mají stanoviti, zda zamýšlená trať vyplní od ní očekávané úkoly hospodářského, politického, strategického rázu, bude-li míti potřebnou výkonnost, jaké požadavky se tudíž budou klásti na výstavbu a výzbroj dráhy. Dále stanovují předběžné práce odhad nákladu pro vybudování a pro provoz, předpokládaný příjem, její rentabilitu a poměr k území, které protíná. Předem se musí tedy stanoviti druh trati, zda je hlavní, vedlejší nebo dokonce jen místní. Rozhodnutí o druhu trati nespočívá jedině v kapitálu pro stavbu určeném, ale nutno též uvážiti různá jiná, převážně národohospodář. hlediska, zda protínané území je průmyslové, nebo zemědělské, zájem obyvatelstva, připojení na jiné trati atd. Tyto předběžné práce, pro jichž vybavení stávají platné předpisy, se rozdělují zásadně na všeobecné (generální) a zvláštní předběžné práce. První rozhodují, zda se stavba má vůbec prováděti, druhé zase projednávají podrobnosti výstavby. Spojku mezi oběma tvoří práce, směřující k zajišťování půdy. Podrobné rozpočty musí býti rovněž předem sestaveny. Tyto práce se pak předkládají ke schválení místním úřadům a nadřízeným úřadům železničním. Opakované přepracování těchto prací se pak dosti často vyskytuje. Je-li schválen směr trati, přikročuje se k předběžným pracím stavebním. Rozhoduje se o počtu kolejí (šířka trati závislá na vzdálenosti kolejnic = 1435 mm), o velikosti zakřivení
(na rovině 1000 m, v pahorcích 500 m v horském kraji 300 m a na vedlejších tratích 180 – 150 m), o přípustném stoupání
(7 ‰ nebo 1:140 až 12,5 ‰ nebo 1:80, výjimečně 25 ‰ nebo 1:40), o umístění stanic atd. Tyto práce, provedené na základě map
a plánů, se doplňují vyznačením trati na území, trasováním. Zde nutno uvážiti klimatické, geografické a národohospodářské okolnosti. Výhodné půdy se má využíti, nevýhodné se má trať vyhnouti. Důležité body, počáteční a konečná stanice, obce, kterých se má dráha dotýkati a přírodní překážky, kterým se nutno vyhnouti, určují již předem hrubý směr trati. Nejlepší je trať, která spojí dvě města nejkratší cestou, s malými úpravami půdy, s levnou výstavbou a levným provozem. Po trasovacích pracích následuje vlastní stavba dráhy, sestávající ze dvou hlavních prací: 1. spodní stavby a 2. vrchní stavby dráhy.
II. Spodní stavba. Rychlost jízdy a nucené vedení vozů v kolejích a tím vznikající tlaky, jakož i hospodárnost provozu, vyžadují velikou jistotu provozu. Dráze se musí před kladením kolejnic upraviti půda. Vyvýšeniny nutno odstraniti vykopávkami nebo odvezením, prohlubeniny půdy nutno zavážeti a vyplniti a tím vytvořiti dráhovou rovinu, která je základem pro výstavbu ložiska kolejnic. Rovina musí býti dosti pevná k zachování vlakových tlaků a musí býti též dobře odvodňována. Okraje dráhového tělesa se vystaví šikmé, s přiléhajícími příkopy, při vykopávce se oddělí těleso od kopce, v lesích se určité pásmo podél dráhy vykácí, na křižovatkách se opatří závory, při živých silnicích a ulicích se vytvoří příslušné vyvýšení, nebo snížení. přejezdy
a podjezdy. Pole a pastviny se oplotí. Stromy, které při vichřici by mohly ohrožovati bezpečnost, se vykácejí. Pro případ sněhových závějí a lavin se vystaví zvláštní kryty. K převedení dráhy přes řeky a údolí se staví mosty. Vysoké mosty jsou viadukty. Mosty se staví dřevěné, kamenné, betonové, železobetonové a železné. Dřevěné mosty se dnes již téměř vůbec nestaví. Mosty kamenné, betonové a železobetonové jsou oblíbenější než železné, jelikož nevyžadují tolik udržovacích prací, jako tyto. U železných mostů totiž nutno ochranný nátěr poměrně často obnovovati a též nýtování vyžaduje častých oprav, jelikož spojení příliš trpí vlakovými otřesy. Zato však vyžadují železné mosty menších výšek stavebních a mají vůbec lepší stavební podmínky. Tunelové stavby se provedou tam, kde dráha musí přetínati veliké výšky, které by se daly jen velmi nesnadno obejíti. Při stavbě tunelu nutno podrobně zkoumati složení hornin, zavodňovací a tepelné poměry. Průřez tunelu,
tzv. tunelový profil, jest tak voliti, aby byl dostatek místa ještě pro lešení při ev. opravách. Nutno se postarati o odvodnění
a ventilaci. Téměř všechny tunely jsou vyzděny. Delším tunelům nutno dáti určitý spád, aby se uvnitř nehromadila žádná voda. Jelikož se tunely často staví se dvou stran, mívají delší tunely oboustranný spád. Jsou-li rovina a umělé stavby (mosty, tunely) dohotoveny, přikročí se v k vrchní stavbě.
III. Vrchní stavba. Koleje udávají nucenou dráhu vlaků a tvoří se svým příslušenstvím tzv. vrchní stavbu dráhy. Na spodní stavbě spočívá především ložisko kolejí, tj. podklad kolejí. Úkoly ložiska jsou tyto: rovnoměrné rozdělení vlakových tlaků na spodní stavbu, pražci přenášenou sílu proměňovati ve stejnosměrnou změnu tvaru, zabraňovati pohybu pražců, zabrániti klesání pražců do půdy a umožniti dobré odvodňování.
Ložisko sestává obyčejně z kamenů, zřídka ze štěrku. Kameny se upraví v ostré kostkovité kusy o délce hrany 2,5 – 9 cm,
a zvláštními motykami, nověji stroji, se vpěchují, vtloukají mezi pražce. Výška ložiska bývá 300 – 400 mm, při měkké spodní stavbě i 800 mm. Šíře ložiska přesahuje po obou stranách pražce o 300 – 500 mm.
Pražce leží na povrchu ložiska a nesou kolejnice. Leží buď napříč nebo podél kolejnic. V prvním případě nese každý pražec obě kolejnice, v druhém pouze jednu. Pražce jsou zhotovovány obyčejně z dřevěných kvádrů nebo zvláštního profilového železa. Příčné pražce poskytují největší jistotu stavby a přenášejí nejbezpečněji každý tlak. Délka pražců bývá obyčejně 2,7 m, na vedlejších tratích 2,5 ba i 2,3 m. Vzdálenost středů dvou sousedních pražců bývá 500 – 1000 mm asi tak, že na 12metrové kolejnice připadá 15 – 20, na 15metrové 18 – 25 a na 18metrové kolejnice 21 -30 pražců. Nejvhodnější druhy dřeva jsou dub a buk, měkká dřeva se tolik neosvědčila. Pražce jsou po zhotovení silně impregnovány (napájeny dehtovým olejem, obsahujícím kyselinou karbolovou). Dosáhne se tak trvanlivosti, přesahující téměř onu pražců železných. Železné pražce jsou vyrobeny z plávkové ocele (pevnost v tahu 50 – 60 kg/mm2), nejčastěji z plávkového železa o pevnosti v tahu 38 – 50 kg/mm2. Pevnost je stanovuje trhacími a ohybovými zkouškami. Délka železných příčných pražců obnáší rovněž 2,7, ale též i 2,5 ba 2,4 m. Železné pražce všech profilů jsou vespod otevřeny a vnitřek se vypěchuje materiálem ložiska. Železné pražce nutno uložiti vždy do kamenného ložiska, dřevěné mohou ležeti i ve štěrku. Železné pražce jsou nižší (75 – 100 mm) než dřevěné (140 – 150 mm); vyžadují tedy méně ložiskového materiálu mezi dva pražce avšak více kamene k vypěchování vnitřku pražce. Podpěchování železných pražců je obtížnější, kameny se drobí a železné pražce se lehčeji zařezávají do ložiska. Proto tlaku
a ohybu dává dřevěný pražec větší bezpečnost, avšak upevnění kolejnic drží lépe v železných pražcích. Opotřebované železné pražce lze lépe zhodnotiti než opotřebované pražce dřevěné.
Kolejnice byly zhotovovány původně z litiny a upevňovány podélnými dřevěnými pražci. Původní tvar kolejnic byl obyčejný deskový s malými okraji k zabránění smyku obyčejných kol. Po zavedení věnců u vagonových kol obdržely kolejnice dodnes užívaný houbovitý tvar. Kolejnice se válcují z plávkové thomas. ocele nebo siemens-martinské, řidčeji z bessemerované. Délka kolejnic bývá 12, 15 nebo 18 m. Větší délky by byly výhodné pro příjemnější jízdy – nepříznivě by se však uplatňoval v tom případě vliv teploty. Jelikož se kolejnice teplem roztahují, provádí se spojování kolejnice s příslušnou mezerou. S délkou kolejnic roste též jejich váha, takže manipulace je obtížnější. Spojování kolejnic bez mezer lze provésti jen u kolejí do spodní stavby úplně zapuštěných, např.: u kolejí elektrické dráhy úplně zapuštěných do dlažby ulice. Spojování se pak provádí svářením (elektricky nebo thermitem).
Spojovací prostředky kolejnic a pražců jsou rozličné. K zabránění opotřebování dřevěných pražců se pod kolejnice podkládají zvláštní železné podložky, připevněné hřeby nebo pražcovými šrouby. Na železné pražce se připevňují kolejnice např. prostřednictvím hákovitých podložek. Četné jsou též způsoby podélných spojů kolejnic. Účelem podélných spojů je zameziti výkyv kolejnic pod tlakem kol a udržeti stejnou výšku spojených kolejnic k odstranění skoků kol. Úplné odstranění nárazů na kola při těchto spojích je ovšem při stávajících zařízeních nemožné. Nejstarším a nejvíce používaným způsobem je použití dvou styčných desek. K docílení větší pružnosti tohoto spojení se oba konce kolejnic podkládají ještě zvláštními pražci tzv. rázovými pražci.
Styčná deska je zvýšena o zvláštní nástavec, který zamezuje podélný posuv desky tím, že dosedá na oba pražce. K zamezení rázů na kola se používá zvláštních druhů spojů a úpravy dosedajících konců kolejnic. Původně se umisťoval též jediný široký pražec přesně pod styk kolejnic. Nyní se užívají pražce dva. Dosáhne se tím značného zmírnění nárazu celého zařízení. Jelikož se styčné desky a spojovací šrouby často uvolňují, používají se ještě zvláštní napínací přístroje. Jsou to obyčejné pérové, pružné podložky pod matky šroubů.
Ke stavbě železnic v širším slova smyslu patří ještě také stavba nádraží, signálních a pojistných zařízení. Nádražní stavby sestávají z různých výhybkových zařízení, z osobních, nákladních, seřaďovacích a posunovacích nádraží, vodárenské a osvětlovací stavby. K stavitelské práci patří stavba nádražní budovy, správní budovy, dílen, výtopny, remisy lokomotiv a vozů, obytné budovy atd. Signální a pojistná zařízení sestávají ze signálů, blokovacích zařízení, výhybek a přísluš. spojovacích vedení.
Vozy liší se od obyčejných silničních vozů tím, že 1. jsou kola pevně na osách, 2. kola mají obruče vodicí; 3. chybí rejdovací zařízení. Každý železn. vůz sestává z podvozku, tj. silného rámu s koly, ložisky, péry, nárazníky atd. a vršku čili vozové skříně (neb pod.). Kola jsou hvězdicovitá neb plná a mají náboj A, ramena C (neb desky), věnec B a za tepla natažený obruč D, který upevní se pojistným kruhem na věnci. Náboje kola jsou pevně nalisovány na ose F, jejíž čepy G uloženy jsou v pánvích ložisek, na pružinách zavěšených. Ž. v. jsou dvou nebo tříosé nebo mají otočené podvozky, které jsou samy též dvou nebo tříosé, když je délka vozu značná. Na rámu sedí též: pérované nárazníky, jakož i zařízení tažné a nárazové (spojky). Pro otočné podvozky staví se rám s kolébkou, na níž se otočný podvozek zavěsí. Podle užívání v provozu rozeznáváme: osobní vozy, poštovní a zavazadlové, nákladní vozy a vozy pro spec. služební účel (stavba dráhy, udržování, dozor na trati, měření atd.). Osobní vozy staví se nyní toliko průchodní se vstupem čelními dvířkami, s vnitřním zařízením podle třídy I., II. a III. Otop osobních vozů hlavně párou z lokomotivy. Větrání výdechy na bočních stranách nad okny neb na střeše. Osvětlení plynem z nádrže pod vozem (žárové světlo) neb nejnověji toliko elektricky, dynamem umístěným v podvozku ve spojení s baterií akumulátorů. Proud vyvíjí se při pohybu vozu. Nákladní vozy rozeznávají se: otevřené a kryté podle stavby, neb podle účelu upotřebení. (Vozy speciální). Otevřené nákl. vozy jsou plošinové, uhláky, vozy s opleny pro dlouhé dříví, násypkové pro uhlí, rudy (se samočinným vyprázdněním), vozy sklápěcí, vozy pro nádoby s chem. tekutinami, pro prázdné a plné kotle, pro děla atd. Kryté nákl. vozy pro přepravu kusového zboží, dobytka i drobného ve vozech patrových, vozy chladicí (pivní, masové, rybí atd. ). Kryté vozy mají obyč. zařízení, aby mohlo se jich použíti pro dopravu vojska a koní pro válku. Vozy opatřeny jsou též brzdami.
