少年科学粉每日一题|高铁的无缝钢轨是怎样克服热胀冷缩问题的？

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。