高鐵使用無縫鋼軌為什麼不怕熱脹冷縮?

中國高鐵北至寒冷的東北,南至熱帶海南,甚至晝夜溫差十幾度戈壁都能看到其身影,作為承載列車執行的鋼軌尤為重要。為保證列車執行的平穩性,高速鐵路採用

無縫鋼軌

,即在鋼軌生產場將短鋼軌焊接為500米一根的長鋼軌,然後運到新建鐵路線路上進行鋪設,兩兩鋼軌之間的縫隙在透過專業的人工焊接或焊軌機進行焊接,最終形成貫通整條鐵路線路的無縫鋼軌(道岔處除外)。

晝夜及四季的溫差會使鋼軌產生熱脹冷縮,普通鐵路鋼軌有

伸縮縫

解決應力的伸縮,那麼無縫鋼軌靠什麼呢?

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高鐵無縫鋼軌線路

最重要的一點就是在鋪設焊接鋼軌之前,有專業的人員根據本地以往長期的氣象資料透過規定的演算法資料,根據這個資料得出鋪軌時合適的溫度,以及相應時期的應力,在鋪軌焊接時適當拉伸鋼軌,使鋼軌存在一個應力,這樣在後期鋼軌熱脹冷縮時會抵消一部分應力。

枕木上的扣件把鋼軌和枕木牢牢的固定在一起,強大的力量一定程度上也阻止了鋼軌的形變。

無縫鋼軌其實在一定距離內允許鋼軌產生動作,一般在特定距離留一個伸縮調節器,用來輔助釋放熱脹冷縮產生的能量。

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長鋼軌存放場

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長軌運軌車

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大機鋪軌

現在不僅高鐵,普速鐵路也大部分也焊接成了無縫鋼軌,流程一般開始是用工具軌,然後換長軌,長軌一般500米一根,在換長軌的時候就每四根焊在一起,用的是閃光接觸焊,這個焊接技術要求高。換完長軌就必須進行應力放散,應力放散的目的就是要消除溫度對鋼軌所產生的影響,防止鋼軌變形,在放散的同時還要兩公里一焊,把鋼軌變成無縫鋼軌,這中間的作業過程那是相當的辛苦, 特別是放散,一般一放就是雙邊兩公里,還要等溫度,放散都有一個設計溫度的,一般是根據當地的年平均氣溫來決定的。放散是我們平常的叫法,準確的說法應該叫應力放散,鋼軌由於受到外界環境特別是溫度的影響,也就是平常所說的熱脹冷縮,在放散的時候我們主要考慮溫度這部分,放散的時候,要把多有的鋼軌扣件全部擰下來,然後在鋼軌下面墊上專用滑輪,使鋼軌處於一種自由狀態,然後等鋼軌的溫度回到鋼軌的設計溫度的時候,馬上就拿撞軌器撞擊鋼軌,消除鋼軌的內應力,然後馬上把鋼軌拿扣件鎖死,鎖釦件的時候必須把所有的鋼軌上的附件全部擺放到位。

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廠焊,短軌焊接成長軌

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現場閃光焊

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鋼軌焊縫打磨