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您注意到了吗？多年前，火车在运行中总是“咣当当、咣当当”地有节奏地响个不停。而现在这种声音似乎逐渐被遗忘了。 为什么会有那些声音存在呢？ 细心的朋友会发现，铁路轨道并不是一个整体，而是带有“接头”的连接物，接头的部分有缝隙（轨缝）。车轮经过缝隙处产生碰撞，是强大的撞击力制造了声响。 又因为一列车上有很多车轮，所以声音有序而又连贯。 既然轨缝产生噪音，又不利于运行平稳，为什么还要保留轨缝呢？ 这个问题还得用一种物理现象来解释。每种物体都具有热胀冷缩的性质，钢轨也不例外。 假如不留轨缝，当气温升高的时候钢轨因热膨胀。两根钢轨顶在一起会造成变形、拱起，这会严重威胁行车安全！ 这种因温度变化造成的伸缩有多大呢？让我们来看一下数据。 铁路钢轨是用高锰材料做成的，这种材料的特点是坚硬而又有韧性。它的伸缩系数为0.0118mm/m℃。 也就是说：每米钢轨温度升降一摄氏度，它就会发生0.0118毫米的变化。 这个数字似乎不大，但是考虑到温度变化范围高达七八十度甚至更高，以及钢轨的长度，它们的乘积就很大了。 一般来说，标准钢轨长度为12.5米或25米，但实际应用中将它们焊接后会变得长许多。 轨缝的大小有着严格要求，一般在11毫米左右。太大会直接影响行车安全，太小会造成钢轨变形和断裂。 当然，在温差较大的地区，冬季和夏季都有规定的数值。为了达到这一目标，铁路的养路工人会经常随着天气变化对钢轨轨缝进行调整。 这些情况逐渐成为过去式了，目前的高铁因为速度的需要已经全部使用无缝钢轨！ 说到这里，有朋友疑惑了。前面刚说过轨缝的必要性，怎么又不用轨缝了呢？没有轨缝怎样解决热胀冷缩问题呢？ 这个问题问的好，钢轨无缝化也正显示着人类的智慧。 高铁采用无缝钢轨正是基于运行速度的需要，无缝钢轨使得列车运行更加平稳，更加安全。 为了解决热胀冷缩造成的钢轨变形，铁路建设使用了一种叫做“锁定轨温”的技术。 所谓的无缝钢轨，实际上是把轨缝焊接起来并经过了打磨，从外表来看就像一个整体。这不是绝对的“无缝”，它只是轨缝太少了，几十公里甚至几百公里才会有一个轨缝。 在铺设钢轨时把钢轨锁定在轨枕上，使其承受全部的温度应力。也就是说，硬把钢轨固定在轨枕上，靠固定的力来抑制钢轨变形。 当然，还有一种方法来解决热胀冷缩的问题。这在铁路上叫做“放散”，当温度升高到一定值时，养路工人松开固定的螺丝，让钢轨应力向轨缝方向自然散开，然后再把螺丝拧紧。 无缝钢轨不是单独存在的，跟普通铁路相比，它的道床也进行了改进，高铁采用的是没有道砟的整体道床，这样的设计使得铁路更能适应高速运行的需要。 如今，随着那种“咣当当，咣当当”声音的消失，铁路的建造成本也成倍增加。 据悉：普通铁路每公里建造成本约三千万元，而高铁的建造成本高达每公里1.7亿！ |
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