高铁的无缝钢轨是怎样克服热胀冷缩问题的?

2018年12月25日
撰文/高亮(北京交通大学教授)
本文选自《知识就是力量》杂志
 
高铁,大家经常坐,但是你们有注意过高铁的轨道么?高铁轨道中间是没有肉眼可以看见的缝隙的。那么,轨道中间没缝的话,为什么不怕热胀冷缩呢?下面跟着知力君来了解一下——高铁的无缝钢轨技术!
无缝线路是将标准长度的钢轨焊联而成的长钢轨线路,其优点在于彻底消灭了钢轨接头,是实现高速铁路高平顺性、高稳定性、少维修量等设计目标的关键技术之一。
当环境温度变化时,无缝线路长钢轨会随着温度的改变发生热胀冷缩现象。但由于长钢轨不能自由伸缩,其内部会产生很大的温度应力。长钢轨内部温度应力仅与轨温变化有关,而与长钢轨的长度无关。
因此,无缝线路理论上讲可焊联成任意长度,而控制温度力的关键,是合理控制轨温变化的幅度,即需要为长钢轨设计一个适宜的锁定轨温,并采用扣件逐点锁定的方式,加强对无缝线路钢轨热胀冷缩变形的控制。
一般而言,设计锁定轨温应保证夏季钢轨在最大升温条件下不发生鼓曲或涨轨;冬季钢轨在最大温降条件下,尽量不发生断轨。特殊情况下,也应保证断轨后钢轨的断缝值不超过钢轨断缝的容许值。
在长轨条铺设焊接时,应严格控制施工锁定轨温在设计锁定轨温范围之内;在日常养护维修中,应严格遵守无缝线路养护维修作业轨温的相关规定,保障长轨条的热胀冷缩产生的钢轨温度力在安全范围之内。
本文来源:知识就是力量公众号
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