高铁怎么铺设几百公里无接缝?怎么克服热胀冷缩?

目前高铁使用的无缝线路通常为温度应力型,在两条长钢轨轨道之间设置2~4对标准长度钢轨,形成缓冲带。也就是说,钢轨全长不是无缝的,一定距离会有伸缩轨,或者钢轨焊接粘接,有一定的位移空间,不是无缝的。

物体热胀冷缩的现象在自然界普遍存在。这是必然的。普通有砟轨道由道碴支撑,但道碴松散,压力吸收性能好,但稳定性能差。钢轨预留接口不仅有利于热胀冷缩,还有利于分散压力。只是接口处的伸缩缝在热胀冷缩时要预留相应的度数值,很大程度上造成了浪费,也增加了钢轨和轮毂的磨损,导致行驶不稳和噪音体验。

高铁在设计之初就做了相应的对策。无砟轨道在预制厂按照科学的方案进行预制,大大提高了乘坐稳定性。几乎所有的轨道都是焊接而成的超长轨道,大大减少了传统铁轨的伸缩缝。因此有必要重新设计以解决热胀冷缩问题。一般来说,我们会根据当地的气象、地质等收集数据,计算出当地平均温度的合理值,以及热胀冷缩引起的物体变形。钢轨出厂时,我们已经在平均温度、气压、降水量等相应数据下预留了热胀冷缩的空间。

在无砟轨道上铺设钢轨时,自紧螺钉、按钮、塑料垫板等。会把钢轨锁在轨枕板上,相当于用一部分力作为钢轨的内应力来抵消热胀冷缩产生的应力,也就是迫使钢轨不变形。此外,轨腰还会打孔释放热胀冷缩,避免钢轨膨胀。还将在桥梁和相对稳定的路段设立观测站,有效监测变形变量值,以便及时采取人工措施释放能量。