高速鐵軌為什麼沒有伸縮縫,熱漲冷縮問題是怎麼解決的?謝謝!?
持續焊接
持續焊接軌道
有一種連接鋼軌的方法是持續焊接軌道(Continuous Welded Rail,CWR),亦稱無縫軌道或長焊軌。這種方法把數公里長的鋼軌以焊接接成連續的一條。由於沒有了接縫,於是路軌的強度獲得增加,需要的維修較少,車輛行駛亦更順暢。
以焊接接合軌道的成本較用魚尾板昂貴。但因為強度較高,車輛可以在持續焊接軌道上以更高速度行駛,摩擦力亦得到減少。
為解決無縫軌道在冷縮熱脹時可能會歪曲的問題,鋼軌需要被緊緊地鎖定在線路上,使它們的伸縮自由受到限制。一般的做法是使用混凝土製成的軌枕,用堅固的扣件把鋼軌扣上,下方再配以足夠的道碴。每次更換或敷設鋼軌時,鋼軌會被先被拉長使它們膨脹,然後才鎖定在軌枕上。這樣就算日後溫度增高,路軌的膨脹亦會減少。鎖定軌道的溫度亦很重要。一般每段軌道都會參考當地最高及最低溫度,然後計算出合適的溫度。如果日後溫度超出最初的預算(例如出現異常的炎夏或寒冬),無縫軌道可能會彎曲或斷裂。
使用持續焊接的軌道仍然可以在需要的地方使用接頭。但這些接頭多數都不是九十度直線打橫越過鋼軌,而是以很斜的角度接合。這樣車輪經過時的震動及噪音都會大大減少,但鋼軌仍然會有膨脹的空間。這種接頭被稱為調節道岔(Adjustment Switch)。
為了幫助你更好的了解鐵路接合問題,另附上魚尾板方法。
魚尾板
把鋼軌連接成軌道的方法有多種。最傳統的做法會把二十米左右一截的鋼軌固定在軌枕之上,各截鋼軌之間有接頭(亦稱接縫)。英國習慣兩條路軌會在相同的地方有接頭,但美國則會放在不同的地方。接頭使用魚尾板(亦稱魚尾鈑)接合,它是一塊約六十厘米長的鋼板,兩端有四或六口鋼栓,用來扣在鋼軌上的小洞。鋼軌之間特地留有間隙,約為6mm寬,稱為伸縮接縫。鋼軌上魚尾板上鋼栓通過的小洞是橢圓形的,這樣鋼軌就可以在炎熱的天氣下有膨脹的空間。這對鋼軌是非常重要的:如果沒有膨脹的空間,每當溫度改變一度,鋼軌就需要承受1.6噸的壓力或拉力。如果一個地方每年最高及最低溫度相差三十度,這力可以達到五十噸。一條鋼軌可能會因而變得歪歪斜斜,影響行車安全。
雖然這樣可以解決熱脹冷縮的問題,但是路軌上留有的小接縫使列車駛過時產生「咔噠、咔噠」的聲音。除非路軌的保養得非常良好,否則這種有接縫的路軌不適宜讓高速列車行駛;乘客亦會覺得行車不平穩。很多鐵路發達的國家依然會在低速路線、非重要的路線或支線使用這種路軌接合。魚尾板亦常見於缺乏現代化投資的路線。美國大部分的路線都屬於這類,而且多數是還使用木製的枕軌(即枕木);另外部分原因是美國的鐵路速度不高,枕木的價格亦很低。根據當地氣候條件確定「鎖定軌溫」;無縫線路在鎖定軌溫時,用扣件固定在軌枕和基床上;固定力大於熱脹冷縮的力;不讓鐵軌伸縮。長軌是通過焊接成長軌的,要打磨。再整體打磨。
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