第一,在钢轨钢上下功夫,选择热胀冷缩变形小的材料做钢轨。原理很简单:无缝钢轨是为了控制两个轨枕之间热胀冷缩引起的钢轨温度变形。采用无缝线路后,由于热胀冷缩等因素引起的无缝线路应力一直存在,没有消失,应力锁定在两根轨枕之间。
如果说高铁是用无缝轨道的话,热胀冷缩的问题是如何解决的?
原理很简单:无缝轨就是把铁轨因为热胀冷缩导致的温度形变控制在两个轨枕之间。具体做法就是用扣板和螺栓将铁轨死死的摁在轨枕上。以前用的是枕木和道钉,压力不够,无法锁定轨道,所以达不到这样的要求。现在由于钢轨材料的改进,以及预制钢筋混凝土轨枕、高强度轨道扣件(学名叫防爬器)、轨道焊接技术的应用,超长无缝钢轨已经普及了。
不光是高铁,普速铁路也是无缝轨了。施工的时候将长铁轨先铺设好,然后焊接起来,最后锁定轨道温度,扣紧螺栓。做个假设,现在的无缝轨如果把螺栓松掉,必定跟拧麻花一样扭成曲线或者直接拉断掉。采用无缝轨以后,由于热胀冷缩和其他因素产生的无缝轨应力还是一直存在的,并没有消失,应力被锁定存在于两个轨枕之间。以前有缝轨应力是释放的,释放的空间就是轨缝。
无缝线路的应力控制在安全范围内。大家也提到了方法。第一,在钢轨钢上下功夫,选择热胀冷缩变形小的材料做钢轨。第二,使用优质枕木和扣件,压力大到可以把铁轨压在枕木上,不会沿着轨道移动。所有的变形(应力)都被锁定在枕木之间的一小段钢轨上,不会集中爆发。第三,充分考虑钢轨局部温度的变化范围,选择一个适中的温度焊接无缝钢轨,并压紧扣件,也就是俗称的专业锁定轨温。