審核專家:王圣偉 北京市市政工程設計研究總院有限公司正高級工程師
端午節即將到來,不少人選擇外出游玩,鐵路出行成了首選。
記得小時候坐火車出行,列車通過軌縫時,車輪與鋼軌接頭碰撞,總能聽到“咣當、咣當”的聲音,久而久之,這聲音逐漸成為人們記憶中火車標志性的聲音。如今,這聲音正逐漸消失,不僅高速飛馳的動車沒有“哐當”聲,在許多特快、普快列車上也很少聽到了,旅客乘坐的舒適度大幅提升。
難道你不好奇嗎?這“哐當”聲哪兒去了?今天,我們就一起走進火車與鐵軌的故事吧!
PART.01
火車“哐當”的來源——有縫鋼軌
乘坐火車時聽到“哐當”聲,主要來自于火車與鋼軌之間的撞擊,過去鐵道線上采用的是分段鋼軌,每段鋼軌長25米,鋼軌之間用夾板和螺栓連接。
行駛中的火車 來源:沈陽鐵路
過去受生產技術和運輸條件的限制,為防止鋼軌熱脹冷縮對線路平順性造成影響,線路上鋼軌之間留有18毫米的軌縫,火車通過軌縫時,車輪與鋼軌碰撞,就會發出“哐當”聲。
使用有縫鋼軌不只是因為熱脹冷縮,也與當時的資金,鋼材,施工條件,施工工藝等多種因素有關。隨著我國工業的發展和新質生產力的加持,鐵路軌道建設事業得到提升,鐵路的鋼軌也逐漸從有縫鋼軌轉變為無縫鋼軌。
PART.02
無縫鋼軌不“咣當”
隨著鐵路軌道建設事業的飛速發展,旅客對出行舒適度的要求,也在不斷提高。在新質生產力的加持下,鐵路建設得到快速發展,鐵路軌道技術得到不斷改進,鐵軌由有縫變無縫、車輪與軌道的匹配得到優化、車輛隔音技術的提升等諸多方面的提升,使得火車不“哐當”。
無縫線路就是將成段的鋼軌,用特殊焊接工藝連接在一起,形成一根根長達百米的長鋼軌,鋪設到線路上時,再利用氣壓焊、鋁熱焊或移動式閃光焊軌車進行焊接,將長鋼軌連成一個整體,形成全區間無縫線路。軌縫就這樣被消除了,“哐當”聲也隨之消失了。
無縫鋼軌如何消除溫度應力呢?無縫鋼軌如何避免熱脹冷縮變形呢?首先可以提升鋼軌材料標準,降低鋼軌的熱脹冷縮變形量;其次提前對鋼軌進行預應力拉伸處理;然后可以選擇改變鋪軌方式,通過鋼軌聯接件和防爬設備把鋼軌強制性地“鎖定”在軌枕上,通過鋼筋混凝土的軌枕來抵消應力;同時在施工時控制軌道溫度,盡量選擇在所在區域常年溫度中間值時鎖定軌道。
通過這些新材料,新工藝,新技術的提升,可以有效避免幾十甚至數百公里長的無縫鋼軌由于熱脹冷縮產生變形,對于溫差大的區域也可以通過設置緩沖區和伸縮區來釋放應力。
PART.03
從無縫線路到高速鐵路
高速鐵路在設計之初就采用無縫線路,旅客坐高鐵時,自然聽不到“哐當”聲。
目前高速鐵路采用的鋼軌出廠時每根長100米,檢驗合格后被運往焊軌廠進行焊接加工。每5根鋼軌被焊接在一起,每根鋼軌從長100米變身長500米,隨后鋼軌“乘坐”運軌車,抵達鋪設現場。
鐵路工人們會將鋼軌一節一節鋪設到線路上,并進行二次焊接,最終形成整條無縫鐵路。
焊軌可是項精細活兒!先后要經過干燥水汽、除油除銹、對軌焊軌、矯直、精磨、除焊瘤、探傷等十幾道精密工序,才可以誕生出平順性更高的無縫線路。
此外,高鐵采用的是電力驅動,行駛時相對較為安靜。同時,高鐵車廂和軌道設計也考慮了減震和隔音的因素,進一步降低了行駛時的噪音。因此,高鐵行駛時相對較為安靜,沒有綠皮火車那種“咣當咣當”的聲音。
PART.04
鋼軌重量升級體驗
除了有縫變無縫,使得“哐當”聲消失了,鋼軌在重量上也進行了升級改造。
新中國成立初期,受限于當時的實際情況,鋼軌的重量只有38千克/米,也就是俗稱的“38軌”。
在這種鋼軌條件下,火車的運行時速只有30至45公里,隨著鐵路建設事業的發展,鋼軌的重量逐漸提升“43軌”“50軌”“60軌”“75軌”相繼問世。
如今的普速鐵路正線,幾乎已全部更換為“60軌”,而部分高鐵線路和重載鐵路,則會使用更重的“75軌”,鋼軌耐磨承載力也更大。
使用更重的鋼軌后,不僅速度有了極大的提升,旅客列車行駛的更加平穩,乘坐體驗也更加舒適;在貨物運輸上也能夠承載更重的貨運列車。
鐵路作為具有國家戰略意義、引領性和關鍵性的重大基礎設施,是國民經濟的主干血脈、重要的民生保障工程,以及綜合交通運輸體系的核心支柱。它在經濟社會發展中占據著舉足輕重的地位。鐵路工程建設在新質生產力的加持下,不斷得到高速發展,新質生產力為鐵路高質量發展提供新動力,推動鐵路現代化進程。
在新質生產力的推動下,我國的軌道交通事業得到高速發展,從歷史上的一窮二白變成現在的交通強國,從鐵路延伸到高速公路,公路網,水運等多方面,都世界領先!相信在未來,我國鐵路事業將實現更加高效、智能、綠色的運營,為人們的出行提供更加便捷、舒適的服務。
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