中国高铁都是无缝线路,长达上百公里没有缝,怎么解决热胀冷缩变形的问题呢?
分类:列车资讯
发布时间:2025-04-06 18:05:01
中国高铁线路采用的是无缝设计,其长度可以达到上百公里而没有任何接缝。那么,在面对温度变化引起的材料膨胀或收缩的情况下,如何确保钢轨的稳定性和安全性呢?
先直接给出答案:在中国高铁的设计中,虽然钢轨会随着外界温度的变化而有所伸缩,但通过特殊的技术手段保证了整体结构不会因此发生变形。

这种解决方案可能会出乎你的意料吧。如果你有任何疑问或想了解更多细节,请在评论区留言交流。
让我们来谈谈高铁轨道铺设的过程。
首先,轨厂会生产出长达100米的标准钢轨段,在焊轨工厂中将这些短轨连接成长达500米的单元。接着,这些长轨被运送到施工现场,并由铺轨车按照顺序放置下来,使用扣件将其初步固定。
随后是设计锁定轨温的关键步骤。
当一段2000米长度的钢轨两端被完全固定后,在温度上升的情况下,整段轨道会受到挤压;反之在降温时,则会被拉伸。理论上存在一个特定温度点,在此温度下,钢轨既不会发生压缩也不会有膨胀现象,即所谓的“锁定轨温”。然而实际操作中,工程师们根据天气条件等多种因素设定了一个接近这个理论值的设计锁定轨温。
无论是施工期间还是正式运营阶段,钢轨的实际运行温度不可能一直等于设计锁定轨温。那么该如何处理呢?
接下来的操作都是为了将铺设完成的轨道长度调整到与设计锁定轨温相对应的状态。然而需要注意的是,我们只能通过外力作用延长而不能缩短已固定的轨道。这种操作被称为“应力放散”,具体包括以下几种情况:
第一种——最复杂的情况是实际温度低于设定的锁定轨温。
此时钢轨因冷却会收缩并产生拉伸内力,为了消除这些内力,需要采取措施让钢轨得以舒展。这并非通过加热来实现,而是借助外部力量将轨道拉长一定的距离。具体要拉多长,则可根据以下公式计算:
拉伸量=0.0118×钢轨长度×(设计锁定轨温—实际轨温)
例如在京沪高铁的徐州至蚌埠段,设定的设计锁定轨温为23℃。假设在施工过程中轨道温度仅为20℃时,则需将一根长2000米的钢轨拉伸70.8毫米以达到应力放散的目的。完成这一操作后,再通过焊接方式将其与相邻的一根新铺设好的轨道连接起来,并用扣件紧固。如此往复直至形成连续上百公里无接缝的高铁线路。
第二种——如果实际温度正好等于锁定轨温,则只需松开固定装置让钢轨自由伸展即可,随后再重新紧固。
第三种情况是当实际温度高于设计锁定轨温时。此时轨道因热胀冷缩会受到压缩力的作用,简单地施加压力并不能解决问题。因此在等待气温下降以恢复到设定的锁定轨温之前,施工人员需要暂时停止工作。
完成应力放散后,再进行焊接固定,就能形成一条不会因为温度变化而产生形变的无缝钢轨。

以上就是高铁无缝轨道如何应对热胀冷缩问题的技术解析。希望这些信息能帮助你更好地理解中国高铁技术的独特之处。