ระบบยึดรางเป็นวิธีการยึดรางเข้ากับหมอนรองราง ( ในอเมริกาเหนือ ) หรือไม้หมอน ( ในหมู่เกาะอังกฤษออสเตรเลียและแอฟริกา ) คำว่าตัวยึดราง แผ่นรองหมอนรองรางเก้าอี้รองรางและตัวยึดรางใช้เพื่ออ้างถึงส่วนประกอบหรือทั้งหมดของระบบยึดราง ส่วนประกอบของระบบยึดรางอาจเรียกรวมกันว่าวัสดุรางอื่นๆหรือOTMก็ได้ มีการใช้ระบบยึดรางหลายประเภทมาตลอดหลายปีที่ผ่านมา

รางไม้รุ่นแรกสุดนั้นยึดติดกับไม้หมอนโดยใช้หมุดเสียบผ่านรูในราง หรือใช้ตะปู ในศตวรรษที่ 18 รางเหล็กหล่อเริ่มถูกนำมาใช้ และยังมีรูในตัวรางเองเพื่อให้สามารถยึดติดกับโครงสร้างได้^{[ 1 ]}การพัฒนาในศตวรรษที่ 18 เช่นรางแบบมีปีกและรางแบบท้องปลาก็มีรูในตัวรางเช่นกัน เมื่อใช้ไม้หมอนบล็อกหิน ตะปูจะถูกตอกเข้าไปในบล็อกไม้ที่เสียบเข้าไปในร่องของบล็อกนั้น เชื่อกันว่าตัวยึดรางตัวแรกถูกนำมาใช้ในปี 1797 ซึ่งยึดติดกับรางบนแกนแนวตั้งโดยใช้สลักเกลียว^{[ 2 ]}

ในช่วงทศวรรษที่ 1820 รางรีดขึ้นรูปชิ้นแรกเริ่มผลิตขึ้น โดยเริ่มแรกมีรูปทรงตัว T ซึ่งต้องใช้ตัวยึดเพื่อยึดรางไว้ รางถูกยึดไว้ในตำแหน่งด้วยลิ่มเหล็ก (ซึ่งบางครั้งทำให้รางแตกเมื่อถูกดันเข้าไป) และต่อมาใช้ลิ่มไม้ ซึ่งกลายเป็นมาตรฐาน^{[ 3 ]}ในช่วงทศวรรษที่ 1830 โรเบิร์ต แอล. สตีเวนส์ได้คิดค้นรางรูปตัว 'ที' แบบมีปีก (จริงๆ แล้วเป็นคานรูปตัว I ที่บิดเบี้ยว) ซึ่งมีฐานแบนและไม่ต้องใช้ตัวยึด การออกแบบที่คล้ายกันนี้คือรางสะพาน ในยุคนั้น (มีหน้าตัดรูปตัว U คว่ำ มีปีกด้านล่างและวางบนหมอนรองรางตามแนวยาว) รางเหล่านี้ในตอนแรกถูกตอกตะปูติดกับหมอนรองรางโดยตรง^{[ 4 ]}

ในทางปฏิบัติของอเมริกาเหนือ รางรูปตัว T แบบมีขอบกลายเป็นมาตรฐาน ต่อมาจึงใช้ร่วมกับแผ่นยึดราง ในที่อื่นๆ รางรูปตัว T ถูกแทนที่ด้วยรางหัวกลมที่มีลักษณะเป็นรูปตัว 'I' หรือ 'เลข 8' ซึ่งยังคงต้องใช้ตัวรองรับรางอยู่ ในที่สุด รางรูปตัว T แบบมีขอบก็กลายเป็นเรื่องธรรมดาในระบบรถไฟทั่วโลก แม้ว่าระบบการติดตั้งจะยังคงมีความแตกต่างกันอยู่บ้างก็ตาม

เนคไทสีทอง หรือที่รู้จักกันในชื่อหมุดทองคำหรือหมุดสุดท้าย อาจใช้เพื่อเป็นสัญลักษณ์ของการเริ่มต้นหรือการสิ้นสุดของความพยายามใดๆ โดยส่วนใหญ่มักทำจากเงินหรือวัสดุมีค่าอื่นๆ

ในอดีต หมุดทองคำที่ Leland Stanford ตอกลงไปนั้น เป็นสัญลักษณ์เชื่อมต่อรางรถไฟสายแรกของทางรถไฟข้ามทวีปสหรัฐอเมริกา หมุดยึดรางที่มีค่านี้เป็นสัญลักษณ์ของการรวมกันของทางรถไฟ Central Pacific และ Union Pacific เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม ค.ศ. 1869 ที่ Promontory Summit ในดินแดนยูทาห์ หมุดยึดรางนี้จึงกลายเป็นที่รู้จักในวงกว้างของชาวอเมริกัน การตอกหมุดทองคำถือเป็นจุดสำคัญในการพัฒนาชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาเหนือ และได้รับการยอมรับว่าเป็นความสำเร็จระดับชาติและเป็นการแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้า นับตั้งแต่นั้นมา คนงานรถไฟก็ได้รับการยกย่องในวัฒนธรรมสมัยนิยม รวมถึงในบทเพลงและบทกวี^{[ 5 ]}

ตะปูราง (หรือที่รู้จักกันในชื่อตะปูตัดหรือตะปูยึด ) คือตะปู ขนาดใหญ่ ที่มีหัวเบี้ยว ใช้สำหรับยึดรางและแผ่นฐานเข้ากับหมอนรองรางรถไฟ (ไม้หมอน) ในรางรถไฟโรเบิร์ต ลิฟวิงสตัน สตีเวนส์ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์ตะปูราง^{[ 6 ]}ซึ่งมีการบันทึกการใช้งานครั้งแรกในปี 1832 ^{[ 7 ]}ตะปูรางเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดจากสภาวะอุตสาหกรรมในสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นศตวรรษที่ 19: ทางรถไฟสายหลักของอังกฤษในยุคนั้นใช้เก้าอี้เหล็กหล่อขนาดใหญ่และราคาแพงเพื่อยึดรางรูปตัว T สตีเวนส์จึงเพิ่มฐานรองรับให้กับรางรูปตัว T ซึ่งสามารถยึดได้ด้วยตะปูธรรมดา[ ^{8 ] [ 9 ] ใน} ปี 1982 ตะปูยังคงเป็น อุปกรณ์ยึดรางที่พบได้ทั่วไปในอเมริกาเหนือ ขนาดทั่วไปคือ9/16ถึง10/16 นิ้ว (14 ถึง 16 มม . ) สี่เหลี่ยมจัตุรัส และ5+ยาว 1/2 ถึง 6 นิ้ว (140 ถึง 150 มม.) [ 10 ^{] : 582–583ตะปู} รางมีรูปร่างคล้ายสิ่วและมีปลายแบน ตะปูจะถูกตอกโดยให้ขอบตั้งฉากกับลายไม้ ซึ่งทำให้มีความต้านทานต่อการคลายตัวมากขึ้น [ ^{11 ] หน้าที่}หลักคือการรักษารางให้อยู่ในระยะ เมื่อติดแผ่นยึดราง การยึดจะทำให้แข็งแรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่เมื่อติดรางกับหมอนรองรางหรือแผ่นยึดราง โดยปกติแล้วไม่จำเป็นต้องใช้ตะปูเพื่อให้แรงในแนวตั้งที่แข็งแรง ทำให้รางสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ^{[ 10 ] : 455, 581–2}

ในงานขนาดเล็ก ตะปูยังคงถูกตอกลงในไม้หมอนโดยใช้ค้อนตอกตะปูแม้ว่างานด้วยมือนี้จะถูกแทนที่ด้วยเครื่องมือไฮดรอลิก^{[ 12 ]}และเครื่องจักร ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า " เครื่องตอกตะปู " (เครื่องจักรที่ถอดตะปูเรียกว่า "เครื่องดึงตะปู") ^{[ 13 ]}การแตกของไม้สามารถจำกัดได้โดยการเจาะรูตะปูไว้ล่วงหน้าหรือการเพิ่มแถบเหล็กไว้รอบไม้^{[ 10 ] : 455}

สำหรับการใช้งานในสหรัฐอเมริกามาตรฐานพื้นฐานสามประการได้รับการอธิบายไว้ใน มาตรฐาน ASTM A65 สำหรับปริมาณเหล็กกล้าคาร์บอนที่แตกต่างกัน^{[ 14 ]}

ตะปูสุนัขมีลักษณะการใช้งานเทียบเท่ากับตะปูตัด และมีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสในส่วนตัดขวางและมีขนาดใกล้เคียงกัน แต่มีปลายแหลมสำหรับเจาะ และหัวราง (หรือ "หัวยึดแผ่น") มีเดือยสองข้าง ทำให้ดูเหมือนหัวสุนัขและช่วยในการถอดตะปู^{[ 15 ]}

สกรูเก้าอี้ (หรือที่รู้จักกันในชื่อสกรูโค้ช^{[ 16 ]} ) เป็นสกรูโลหะขนาดใหญ่ (ยาวประมาณ 6 นิ้ว หรือ 152 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 นิ้ว หรือ 25 มม. เล็กน้อย) ใช้สำหรับยึดเก้าอี้ (สำหรับรางหัววัว) แผ่นฐาน (สำหรับรางด้านล่างแบน) หรือยึดรางโดยตรง สกรูเก้าอี้จะถูกขันเข้าไปในรูที่เจาะไว้ในหมอนรองราง^{[ 17 ]}สกรูเก้าอี้มีต้นทุนการผลิตสูงกว่าตะปูราง แต่มีข้อดีคือมีกำลังยึดที่มากกว่า ประมาณสองเท่าของตะปูราง^{[ 18 ]}และสามารถใช้ร่วมกับแหวนสปริง^ได้ [ ^{17 ]}

สกรูเก้าอี้ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2403 ในฝรั่งเศส (French tire-fond ) และกลายเป็นที่นิยมในทวีปยุโรป^{[ 19 ]}

สกรูสุนัขเป็นชื่อทางการค้าของสกรูแหลม^{[ 20 ]}

สลักเกลียวแบบเขี้ยวหรือสลักเกลียวยึดรางยังใช้สำหรับยึดรางหรือเก้าอี้เข้ากับหมอนรองรางด้วย สลักเกลียวแบบเขี้ยวเป็นสลักเกลียวที่สอดผ่านรูในหมอนรองรางโดยมีน็อตแบบเขี้ยวที่กัดเข้ากับพื้นผิวด้านล่างของหมอนรองราง สำหรับการยึดรางด้านล่างแบน สามารถใช้แหวนรองที่มีขอบบนเพื่อยึดขอบของรางได้ สลักเกลียวแบบเขี้ยวจะทนต่อการคลายตัวจากการสั่นสะเทือนและการเคลื่อนที่ของรางได้ดีกว่า ^{[ 21 ]}เชื่อกันว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าตะปูและสกรู ดังนั้นจึงใช้ในตำแหน่งต่างๆ เช่น แผ่นยึดรางสับเปลี่ยน ^{[ 22 ]}และบนทางโค้งที่แหลมคม ^{[ 23 ]}

ตะปูสปริงหรือตะปูรางแบบยืดหยุ่น^{[ 25 ]}ใช้กับรางแบบก้นแบน แผ่นฐาน และไม้หมอน ตะปูสปริงจะยึดรางไว้และป้องกันการเอียง และยังยึดแผ่นฐานเข้ากับไม้หมอนอีกด้วย ^{[ 26 ]}ตะปู Macbeth (ชื่อทางการค้า) เป็นตะปูรูปตัว U สองง่าม คล้าย ลวด เย็บกระดาษที่งอ เพื่อให้ดูเหมือนรูปตัว M เมื่อมองจากด้านข้าง ^{[ 27 ] [ 28 ]}นอกจากนี้ยังมีการใช้ตะปูปลายแหลมเดี่ยวรูปตัว J คว่ำอีกด้วย ^{[ 29 ]}

ค้อนตอกตะปูหรือที่รู้จักกันในชื่อค้อนตอกตะปูเป็นค้อนขนาดใหญ่ชนิดหนึ่งที่มีหัวยาวและบาง ซึ่งเดิมทีใช้สำหรับตอกตะปู^{[ 30 ] [ 31 ]}

การเจาะรูด้วยมือและการใส่และถอดตะปูหรือสกรูได้ถูกแทนที่ด้วยเครื่องจักรแบบกึ่งอัตโนมัติหรืออัตโนมัติ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ระบบลม ระบบไฮดรอลิก หรือเครื่องยนต์สองจังหวะ เครื่องจักรที่ใช้ถอดตะปูเรียกว่าเครื่องดึงตะปู^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

เก้าอี้รางรุ่นแรกสุดที่ทำจากเหล็กหล่อและนำมาใช้ราวปี ค.ศ. 1800 ใช้สำหรับยึดและรองรับรางเหล็กหล่อที่ปลาย^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังใช้สำหรับเชื่อมต่อรางที่อยู่ติดกันด้วย^{[ 35 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1830 ได้มีการนำรางรูปตัว T แบบรีด (หรือรางขนานรูปตัว T แบบปีกเดียว ) และรางรูปตัว I (หรือรางขนานรูปตัว T แบบปีกคู่หรือรางหัววัว ) มาใช้ โดยทั้งสองแบบต้องใช้เก้าอี้เหล็กหล่อในการรองรับ^{[ 36 ]}เดิมทีมีการใช้ลิ่มเหล็กเพื่อยึดรางเข้ากับขากรรไกรขนานแนวตั้งของเก้าอี้ ต่อมาได้เปลี่ยนมาใช้ลิ่มไม้ทั้งหมด^{[ 36 ]}ลิ่มไม้เหล่านี้ทำจากไม้โอ๊คทำให้อ่อนตัวด้วยไอน้ำ แล้วอัดด้วยเครื่องอัดไฮดรอลิกและเก็บไว้ในโรงอบแห้ง เมื่อใส่เข้าไปในเก้าอี้ การสัมผัสกับบรรยากาศชื้นจะทำให้ลิ่มขยายตัวและยึดรางไว้อย่างแน่นหนา^{[ 37 ]}ลิ่มอาจอยู่ด้านในหรือด้านนอกของราง ในสหราชอาณาจักร ลิ่มมักจะอยู่ด้านนอก^{[ 38 ]}

เก้าอี้ได้รับการยึดติดกับหมอนรองรางโดยใช้ตะปูไม้ ( ตะปูตอก ) สกรู สลักเกลียว หรือตะปู^{[ 39 ]}

ในหลายประเทศทั่วโลก รางและฐานรองแบบแบนราบกลายเป็นมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม ในสหราชอาณาจักร รางและเก้าอี้แบบหัวกลมยังคงใช้กันจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 ^{[ 26 ]}

แผ่นเหล็กค้ำยันหรือแผ่นฐานคือแผ่นเหล็กสำหรับจัดตำแหน่งและเสริมความแข็งแรงให้กับจุดยึดบนรางรถไฟระหว่างรางรูปตัว T ที่มีขอบยื่นออก มากับไม้หมอนรถไฟแผ่นเหล็กค้ำยันนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่รับน้ำหนักและยึดรางให้ได้ขนาด ที่ถูกต้อง โดยจะยึดติดกับไม้หมอนด้วยตะปูหรือสลักเกลียวผ่านรูในแผ่นเหล็ก

ส่วนของแผ่นโลหะที่อยู่ใต้ฐานรางจะมีลักษณะเรียว เพื่อกำหนดมุม เอียงเข้าด้านใน ของราง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ "หนึ่งในสี่สิบ" (หรือ 1.4 องศา) พื้นผิวด้านบนของแผ่นโลหะจะมีบ่าหนึ่งหรือสองบ่าที่พอดีกับขอบของฐานราง ปัจจุบันนิยมใช้แบบที่มีบ่าสองบ่า แบบบ่าเดียวแบบเก่าสามารถปรับใช้ได้กับความกว้างของรางที่หลากหลาย โดยบ่าเดียวจะอยู่ด้านนอก (ด้านสนาม) ของราง แผ่นโลหะส่วนใหญ่จะกว้างกว่าเล็กน้อยทางด้านสนาม หากไม่มีด้านนี้ แผ่นโลหะจะกัดเข้าไปด้านนอกของหมอนรองรางมากขึ้น ทำให้มุมเอียงลดลง

ทางรถไฟหลายแห่งใช้สกรูไม้ ขนาดใหญ่ หรือที่เรียกว่าสกรูเกลียวปล่อยเพื่อยึดแผ่นรองราง (หรือแผ่นฐาน) เข้ากับไม้หมอนรถไฟ

แผ่นยึดรางเริ่มนำมาใช้ราวปี ค.ศ. 1900 ก่อนหน้านั้น รางรูปตัว T แบบมีปีกจะถูกตอกตะปูติดกับหมอนรองรางโดยตรง

มีการใช้คลิปสำหรับงานหนักหลายประเภทเพื่อยึดรางเข้ากับแผ่นฐานด้านล่าง โดยคลิปชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปคือ ตัวยึด Pandrol (คลิป Pandrol) ซึ่งตั้งชื่อตามผู้ผลิต มีรูปร่างคล้ายคลิปหนีบกระดาษสั้นๆ^{[ 40 ]}อีกชนิดหนึ่งคือ แคลมป์ยึด Vossloh ^{[ 41 ]}คลิปเป็นทางเลือกแทนการใช้ตะปู

คลิปยึดราง Pandrol รุ่นใหม่จะติดตั้งในมุมฉากกับราง เนื่องจากคลิปยึดติดอยู่กับที่ จึงต้องติดตั้งในระหว่างการผลิตหมอนรองรางคอนกรีต

ตัวยึดราง หรือที่เรียกว่าตัวกันการเคลื่อนตัว คือคลิปเหล็กสปริงที่ยึดติดกับด้านล่างของแผ่นฐานรางและกดแนบกับด้านข้างของหมอนรองรางเพื่อป้องกันการเคลื่อนตัวตามแนวยาวของราง ไม่ว่าจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือการสั่นสะเทือน ตัวยึดสามารถติดตั้งและถอดออกได้ด้วยมือโดยใช้ค้อน หรือโดยใช้เครื่องติดตั้งตัวยึด

• ประเภทการยึดราง
• 
  ตะปูรางพร้อมแผ่นฐานอยู่เหนือหมอนรองราง
• 
  แผ่นฐานบนรางหลายขนาด
• 
  ข้อต่อรางและเก้าอี้ (พร้อม เหล็ก ยึดราง )
• 
  ตัวยึด Pandrol "e-Clip"
• 
  ตัวยึด Pandrol "fastclip"
• 
  การยึดด้วยแคลมป์ดึง
• 
  การยึดด้วยสลักเกลียว
• 
  รางสปริงเหล็กในเก้าอี้

• แผ่นยึดราง (Fishplate)คือแท่งโลหะที่ใช้ยึดรางสองส่วนเข้าด้วยกัน
• ทางรถไฟถาวรและประวัติทางรถไฟถาวรคำอธิบายระบบรางทั้งหมด
• การก่อวินาศกรรมทางรถไฟ

• หัวรถจักรและตู้รถไฟ เล่ม 6สำนักพิมพ์ซิมมอนส์-บอร์ดแมน ค.ศ. 1838 จากวารสารวิทยาศาสตร์และศิลปะอเมริกัน "การทดลองเกี่ยวกับการยึดเกาะของตะปูเหล็กรูปทรงต่างๆ เมื่อตอกลงในไม้ชนิดต่างๆ" โดย วอลเตอร์ บี. จอห์นสัน ศาสตราจารย์ด้านกลศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติแห่งสถาบันแฟรงคลิน ฟิลาเดลเฟีย หน้า 357-360

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ยึดรางรถไฟ

• ภาพประกอบ: Keith Norgrove และคณะ"Scalefour Society - รายละเอียดรางรถไฟในภาพถ่าย II" www.scalefour.org Scalefour Society
• ภาพระยะใกล้ของ Pandrol fastclip เก็บถาวรเมื่อ 2016-03-06 ที่Wayback Machine