鐵路之所以叫“鐵”路,就是因為軌道列車多行駛在由鋼鐵制作而成的軌道上.軌道工程師也將這樣的軌道稱為鋼軌.
鋼軌分段
鋼軌雖然堅硬,但是也容易受氣候影響,在溫度變化時長度也隨之變化,鋼軌長度熱脹冷縮的變化幅度為:每升高1℃,每100 m長的鋼軌會伸長約1 mm.
夏天陽光毒辣,人們一屁股坐到水泥地或柏油路上時,馬上能感受到地面的滾燙,鋼軌在夏天時會達到50℃.甚至更高.假設鋪設鋼軌的時候它的溫度是30℃,算起來,在夏天每100 m的鋼軌就會伸長約2 cm!
如果沒有足夠的伸展空間,那么伸長的鋼軌就可能彼此擠壓,導致變形,造成嚴重的列車事故.
因此,過去人們鋪設鐵路鋼軌時,使用的是分段的方法,每段鋼軌長25 m.并在鋼軌與鋼軌之間保留6 mm的伸縮縫,讓鋼軌有足夠的空間來應對熱脹冷縮.
鋼軌連接
雖然伸縮縫為鋼軌的熱脹冷縮預留了空間,但是列車高速通過時,旅客會持續(xù)聽到“哐當、哐當”的噪聲,此外,伸縮縫也會在列車通過時被磨損,導致鋼軌使用壽命快速下降.
隨著列車速度越來越快,鋼軌伸縮縫也會威脅列車營運安全,于是軌道工程師就想:“能不能把鋼軌接起來呢?”
要把鋼軌接起來,還是得面對熱脹冷縮的老問題,為了不讓鋼軌亂翹、亂扭,就不能將其固定在相對柔軟的木制軌枕上,而是改用鋼筋混凝土制作的軌枕,利用金屬扣件,牢牢把鋼軌“綁”在軌枕上面,讓軌枕來吸收鋼軌由于熱脹冷縮而產(chǎn)生的力,此外.要設計特殊的伸縮接頭,讓鋼軌可以延展,但又不會影響列車運行安全.
鋼軌維護與更新
當鋼軌被牢牢“綁”在軌枕上時,雖然它整體外形的改變幅度受到控制.但是它內(nèi)部熱脹冷縮的變化仍在持續(xù)發(fā)生,當鋼軌老化后,其承受熱脹冷縮的能力也會下降,自然就會產(chǎn)生裂紋,以致最后斷裂.
所幸.現(xiàn)在的鋼軌擁有可以連續(xù)監(jiān)測的“醫(yī)生”,維護人員利用檢查車、探傷車等工具,可以快速探測鋼軌狀況:產(chǎn)生裂紋后,也能暫時固定,找時間再把鋼軌換新.
鋼軌的維護與更新,都得依靠軌道工程師在夜間有限時間內(nèi)完成,當大家休息時,軌道工程師正在努力維護大家乘車的舒適與安全呢!