Khi thiết kế, người ta phải tính toán mác thép, mác bê tông, thiết diện thanh ray, công nghệ ghép nối thanh ray, diện tích tiếp xúc/đỡ ray làm sao cho chúng chịu được các loại tải trọng tĩnh (static load), tải trọng động (dynamic load), tải trọng va chạm (impact load), độ bền mỏi, độ bền mài mòn...