上千公里的高铁轨道一条缝隙都没有,热胀冷

“给中国十年时间,他们也造不出无缝钢轨!”

上世纪90年代,我国打算大力发展高速铁路,但高速铁路对轨道的要求十分严格,必须是无缝钢轨。可是我们对无缝钢轨的建造技术完全不懂,根本不知道该如何建造。

为此我们派出技术人员,到西方国家的钢轨厂商去学习交流。但是在与对方取得联系后,西方厂商却提出一系列苛刻要求,比如我们只能派一人去参观学习,而且还要站在20米以外的地方,目的是担心核心技术泄露。

不仅如此,这些西方钢轨巨头还说:给中国十年时间也造不出无缝钢轨。

没办法,当时咱们技术确实不行,只能任人宰割,面对西方钢轨巨头的羞辱,我们明白一些还需要靠自己,一定要把这块“硬骨头”啃下来。

功夫不负有心人,在经历4年时间的研究后,我们终于生产出自己的无缝钢轨。现如今,中国高铁所使用的无缝钢轨,放眼全球都是最厉害的。

看到这里或许有人会问,如果说高铁使用的是无缝钢轨,那么铁轨热胀冷缩的问题如何解决呢?

下面,让我们一同探讨下这个问题。

首先,我们先了解下高铁为什么要使用无缝钢轨

以前我们乘坐火车时,总是能够听到“咣当、咣当”的声音,这是因为线路上的钢轨由12.5米、25米的短轨,通过夹板连接而成,为了防止钢轨热胀冷缩产生变形,钢轨与钢轨之间留有缝隙。

火车运行时,经过这些缝隙的时候,就会发出“咣当、咣当”的声音。

要知道,钢轨的温度每变化1℃,一米钢轨的变化长度是0.毫米。很多人觉得铁轨这么细小的变化,对火车不会造成太大的影响。

但是大家想过没有,我国是一个四季分明的国家,除了南方个别省份,其它地区一年中的气温变化非常明显。尤其是东北地区,夏季气温在30℃以上,冬季的气温能够达到零下20℃,这还仅仅是环境温度。

如果是钢轨温度,夏天的钢轨温度最高可达55℃,冬季钢轨温度最低可达零下35℃,这么大的温度差,对钢轨的影响是非常大的。

除此之外,高铁最主要的特点之一是速度快,平均以每小时公里的速度高速运行。大家试想一下,高铁的速度这么快,一旦钢轨中留有缝隙,高铁就不能以平稳的姿态运行,甚至还会发生事故。

基于以上原因,高铁中使用的钢轨,必须是无缝轨道。

上千公里的高铁线路一个缝隙都没有,这么长的轨道是怎么生产出来的?

要知道,一条高铁线路短的几百公里,长的达到上千公里,很多人觉得疑惑,这么长的高铁线路,如果一条缝隙都没有的话,怎么可能生产这么长的钢轨,就连运输都是一个问题。

事实上,钢轨生产之初是米长的短轨,然后运输到焊轨基地,将5根短轨焊接成米长的长轨。

为了让这些钢轨严丝合缝的焊接在一起,技术人员首先要在一堆短轨中,挑选出2根等级参数最接近、最相似、误差最小的短轨,这样就可以保证焊接的质量最佳。

随后,将两根挑选好的钢轨的端部放进焊接机,通过高温电流的作用将钢轨端部加热到0℃,使钢轨端部塑化,然后迅速挤压融合成一根.。工作人员对焊接好的钢轨进行精度检查,接口处1米以内的平直度误差不超过0.2毫米,这样才能减少高铁列车的颠簸和晃动。

焊接好的长钢轨,还要进行最重要的一项实验——落锤试验。

所谓落锤试验,是用1吨重的锤头,从5.2米的高处自由落体,锤击焊接点的位置,如果焊接点没有出现断裂,说明这条长钢轨质量合格。这项检验标准目前是全世界最为严格的检验方法。

当米长的钢轨运输到施工现场后,会使用牵引车牵着两根长钢轨铺设到指定位置,这时候就要对长钢轨进行现场焊接。焊接方式主要以气压焊和铝热焊为主。自此,上千公里的铁轨连成一个整体,整条线路没有任何缝隙。

既然高铁使用无缝轨道,那么热胀冷缩的问题如何解决?

有缝线路的钢轨,可以通过轨缝来调节热胀冷缩造成的钢轨变化,但高铁的无缝轨道已经没有轨缝了,这个问题该如何解决。

目前来说,解决无缝轨道热胀冷缩的问题主要有两个方法。

第一、利用扣件将无缝钢轨锁死

在铺设高铁轨道时,采用高强度的弹性扣件,将无缝钢轨紧紧的锁死在轨枕上,让轨道本身承受所有的温度应力,即便轨道温度如何变化,在扣件的压制下,无缝钢轨的伸缩都会受到很大的限制。

第二、对无缝轨道铁轨进行应力放散

所谓的应力放散,就是在温差较大的季节,人为的将钢轨的扣件全部松开,让钢轨随着温度自然伸长或者收缩。这种方法,需要我们的铁路维护人员定期进行。

在铺设无缝钢轨时,同样有一道应力放散工序。具体来说,就是在铺设钢轨时,利用外力强迫钢轨伸缩,将钢轨内部的应力均匀分布到钢轨上,当伸缩量达到预定数值时,立刻锁定轨道。

说在最后

对于高铁的无缝轨道,要解决热胀冷缩问题,主要依靠特制的扣件和对钢轨的应力放散这两种方法。

当然了,无论使用哪一种方法,为了减轻温度变化对轨道的影响,在钢轨铺设的时候,都要尽量选择最佳的放置温度,将无缝钢轨的伸缩量控制在最小的范围内



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