動輒幾百公里,高鐵鋼軌為啥沒有縫隙?中國是如何解決熱脹冷縮的

科技     2021年09月28日
動輒幾百公里,高鐵鋼軌為啥沒有縫隙?中國是如何解決熱脹冷縮的

圖為高速鐵路

現在的中國已經成為全球高鐵第一強國,但令人疑惑的是,中國高鐵鐵軌動輒幾百公里,鋼軌為啥會沒有縫隙呢?要知道鋼鐵具有熱脹冷縮的特點,如果沒有縫隙,那麼熱脹冷縮之下,鋼軌難道不會變形嗎?中國是如何解決熱脹冷縮的難題呢?原來中國解決的辦法妙極了,採用特殊的鋼軌固定手段,讓軌道難以變形。

動輒幾百公里,高鐵鋼軌為啥沒有縫隙?中國是如何解決熱脹冷縮的

圖為中國工人修建高速鐵路

長達幾百公里的軌道,想要直接無縫鋪設,實際上是不可能做到的,尚未被鋪設的鋼軌自身的長度如果超越了某個限制,就等同於為軌道鋪設機構和設備製造麻煩,所以,中國高速鐵路上看似長達幾百公里沒有縫隙的軌道,實際上是一系列經過機械加工後,長度約在2公里左右的長軌道的組合體,並不是數百公里都沒有一條縫隙的超級長軌道。

動輒幾百公里,高鐵鋼軌為啥沒有縫隙?中國是如何解決熱脹冷縮的

圖為高速鐵路

不過,即便是2公里一段的長軌道,其熱脹冷縮,依舊是中國軌道工程人員依舊需要認真考慮的問題,哪怕高鐵軌道上使用的特種鋼鐵材料能夠將熱脹冷縮造成的材料體型變化控制在最小的程度,並藉助熱處理的方式使材料產生內部應力,對抗熱脹冷縮產生的結構張力,但這並不代表者軌道鋼鐵在溫度變化下熱脹冷縮的效果就能夠被完全消除,只是,藉助於在合適條件下對鋼軌進行焊接施工,則可以將熱脹冷縮的範圍控制在鋼軌自身耐受力能夠接受的範圍之內,從而確保即便無縫鋼軌出現熱脹冷縮,也不會出現軌道材料變形的現象。

即便經過如此的處理,外加軌道固定結構的遏制,將鋼軌的熱脹冷縮導致的軌道平整度變化控制在高鐵列車能夠接受的範圍以內,像是道岔和軌擋這些高鐵鐵路附加設備也依舊預留了對應的伸縮縫,以確保即便天氣異常,導致軌道的熱脹冷縮超越了設計界限,也能確保列車運行得相對安全。

動輒幾百公里,高鐵鋼軌為啥沒有縫隙?中國是如何解決熱脹冷縮的

圖為修造中的高速鐵路

當然,以上的這些措施,實際上是只是用於應對意外情況下的特殊準備,在中國高鐵軌道採用特殊材料,並且利用精確計算的方式,將熱脹冷縮的範圍控制在軌道材料自身彈性和應力抗性能夠抵抗,確保軌道不會因為熱脹冷縮導致自身變形的同時,中國鐵路公司還研發和生產了專用的軌道巡查和維修車輛,對可能產生形變的軌道進行修復,從而確保在軌道的溫度形變影響自身結構之前就將危險徹底排除,也只有這樣,中國的高鐵列車才能安全地在這一超長無縫列車軌道上順利前行。

很顯然,作為一個擁有著4萬公里超長高鐵里程的國家,中國在修建高速鐵路的時候,就已經考慮到了如何應對軌道熱形變,並且設計並實行了應對措施,以確保高鐵乘客們的旅行方便快捷,在更為麻煩的問題對於中國來說同樣不算是問題的前提下,軌道熱膨脹這樣的事情,只是不值一提的小事