如果高鐵采用無縫軌道的話，那麼熱脹冷縮問題是如何解決的？

作者:旅行密碼屋

鋼鐵會不會熱脹冷縮？

當溫度上升時，粒子振動幅度增加，從而產生膨脹現象，反之，當溫度降低時，物體會收縮，鋼鐵也不例外，除個別物質外，基本上都適用此原理。

鋼軌溫度每變化1℃，伸縮長度為0.0118毫米，哈佳鐵路全長343公裏，溫差導致鋼軌熱脹冷縮，它的收縮長度高達365米，接近400米跑道。

鋼軌熱脹冷縮問題如何徹底解決？

沒有辦法，以前鋪設鐵軌時，只能兩段鐵軌之間預留一段空隙，一般間隔為25米，當火車駛過縫隙時，會發出“哢噠哢噠”的聲音，歸根結底是有縫軌道的緣故。

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以前綠皮火車的行駛速度不快，在有縫軌道上也勉強湊合，但隨著社會飛速發展，交通效率也成了一大重點，而高速行駛的列車經過縫隙時，存在非常大的安全風險，所以鐵軌的發展，需要兼顧安全和速度。

如果把有縫軌道的縫隙填充掉，采取無縫軌道的模式，這樣就能完美解決時速問題，但另一個問題卻很頭疼，那就是熱脹冷縮。

無縫軌道在炎熱的夏季，粒子膨脹後，鐵軌會發生扭曲，雖然肉眼很難觀測到，但對高速列車而言，絕對是致命危險。

中國是如何解決無縫軌道熱脹冷縮難題的？

20世紀初，歐洲在鋪設長軌道後發現，列車的噪音和速度都得到了有效改善。

20世紀30~50年代，美國、法國、蘇聯、日本開始大量鋪設無縫軌道，我國大規模鋪設無縫軌道的時間大概是從1958年開始的。

截至2007年，我國全長9萬多公裏的鐵路軌道中，有超過5萬公裏屬於無縫軌道。

從鋼軌質量著手，它的背後涉及到脫硫、爐外精煉、真空脫氣技術，在精軋階段，我國采用先進技術，例如高壓水除鱗、萬能軋機軋制和鋼軌熱預彎等，盡可能的去除內部雜質，提高鋼軌質量，降低鋼軌熱脹熱縮的幅度，背後是一個國家冶煉技術高超的表現。

不過鋼軌仍然會受影響，大家還記得不，以前鐵路軌道采用的是木質枕木和勾頭道釘，也就是把鋼軌鋪設在枕木上。

木頭這種自然界的物質受熱脹冷縮影響較大，對鋼軌的固定能力也有限，平常用在有縫軌道上勉強湊合，畢竟鋪設成本也低，以前綠皮火車的速度也不快。

但無縫軌道鋪設在木枕上卻不行，現在用的都是鋼筋混凝土，這種物質除了受熱脹冷縮影響較小外，還非常牢固。

設想一下，當鐵軌發生熱脹冷縮，會產生膨脹力或收縮力，但此時扣件的作用體現出來了，扣件將鋼軌和軌枕連接起來，並且把膨脹力、收縮力傳遞到鋼筋混凝土上，從而完成卸力工作。

舉個簡單的例子，你被一張張A4紙捆住，只要稍微用力，就能掙脫束縛，可如果你被繩子捆綁住，任憑你如何使出九牛二虎之力，仍然無法掙脫。

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此時的你的確在產生作用力，但結果卻無法掙脫，而鐵軌雖然在發生熱脹冷縮反應，可這股膨脹力或收縮力，會被扣件牢牢鎖住，傳遞到地下。

那麼問題來了，人被捆住後試圖掙脫的力，基本都是橫向的，而鐵軌的膨脹力收縮力是360°的，雖然扣件鎖住了縱向的作用力，可橫向的力怎麼辦？

其實鋼軌本身存在伸縮調節功能，無縫鋼軌可分為固定區、伸縮區和緩沖區，鋼軌伸縮調節器由尖軌和基本軌構成，當鋼軌膨脹或收縮時，在不影響軌道的前提下，這些作用力可以朝軌尖釋放。

此外，鋪設軌道的時間也有很大講究，例如A地年最高溫為40℃，最低溫為-40℃，如果在最熱的時候鋪設軌道，那麼在最冷的時候，收縮幅度就會非常大，如果在最冷的時候鋪設，也是同理。

所以無縫軌道的鋪設，需要專家結合當地所在氣候，選一個合適的溫度去鋪設軌道，盡量選不高不低的溫度，這樣不管膨脹還是收縮，幅度都不會很大。

當然了，有些工程趕進度，沒法一天天的等，此時工程隊可以把軌道加熱或降溫到相關溫度，用人為手段去調控鋼軌的熱脹冷縮，背後又涉及到一系列數學物理計算公式。

一般鐵路工作人員每隔3個月會對軌枕進行檢測，發現數據異常後會及時修複，當然了，有些地方比較特殊，如果通過以上辦法無法解決無縫軌道的熱脹冷縮難題，那麼經過一系列精確計算，可以在天熱的時候截掉一段，天冷的時候補上一段，這種叫定期放散溫度應力式無縫線路。