高铁如何解决铁轨的热胀冷缩（高铁线路为什么不修成直线）

高铁线路总是不走直线，弯弯曲曲的，有人说是用来解决无缝钢轨热胀冷缩？真是这样的吗？听工程师天张用大白话聊完，你就明白了。

→→→高铁弯曲段到底干什么用？

​→→→高铁跨区间上百公里的无缝线路，到底靠什么解决钢轨热胀冷缩的？

​​→→→还有其它克服热胀冷缩的措施吗？

京沪高铁线路示意

就此我专门请教了铁四院的行业专家，用弯曲段来抵消无缝钢轨的热胀冷缩的说法是不恰当的。我们可以逆向思考，普速铁路转弯也不少，那岂不是消除热胀冷缩的效果也不错，以前为啥不都修成无缝钢轨，还要轨端留缝隙呢。无缝线路弯曲有3个主要作用：

（1）防走神。虽然现在高铁都是行车自动控制，但也需要人员随时值守，长距离笔直段路线极易使驾驶员产生视觉疲劳，导致注意力分散，所以过一段距离就设计个拐弯。

有人值守的动车司机室

（2）要省钱。如果走直线需要挖隧道或者拆迁量大，导致投资增大，那么绕一下弯却能少花钱，岂不更香？

绕开大山的高铁线路

（3）多挣钱。如果一直走直线，工程投资可能少了，但错过人员流动量大的城市就得不偿失了，铁路为了增加客流量，沿线城市为了靠高铁拉动发展，所以很多城市都在争抢高铁过境，不走直线也就不难理解了。

高铁争夺战

我曾做过一期视频，核心是靠应力放散。不少网友纷纷表示：你讲得很好，但我听不懂！工程师天张，本着不给你讲明白不放弃的原则，再简明形象地总结一下原理：钢轨最热时伸到最长，最凉时缩到最短，取一个中间温度，使钢轨温升伸长量和温降收缩量差不多，在这个中间温度时用扣件把钢轨牢牢锁死，这样不论温度升高还是降低，但钢轨长度都不能再随着变化，热胀冷缩自然就解决了。

高铁钢轨热胀冷缩

说起来简单，但是钢轨材质和扣件都要过关，钢轨不至于胀变形或者收缩断裂，扣件也要力气足够大，压得住钢轨。当锁死钢轨时温度略低怎么办？就要用机器拉伸钢轨，一直拉到对应中间温度时应该有的长度再锁死，如果温度过高，就不能施工。

高铁钢轨的弹性扣件

钢轨应力放散时用机器拉伸作业

钢轨拉伸时配合撞轨使应力放散均匀

一个应力放散和扣件就把热胀冷缩全解决了？当然不是。当经过大跨度长大桥梁时，温度变化使梁体和长钢轨的伸缩位移量不一致，这时需要安装一件宝贝，叫“钢轨伸缩调节器”，无论是在有砟轨道还是无砟轨道上都有应用。

它由尖轨和基本轨组成。先把尖轨固定，再选用弯曲半径300m的基本轨与尖轨紧贴，但可以沿钢轨长度方向活动，温度变化时基本轨伸长或收缩，就可以了。

钢轨伸缩调节器

有人就说，既然伸缩调节器那么方便，多加点不就完了，还用无缝钢轨干啥？还真不行，因为调节器是线路上的薄弱环节，但凡线路断开，运行风险就增加一点，有句广告词说得好：某酒虽好，可不要贪杯哦。

我是@工程师天张，关注我，听我用大白话为你解读大国工程里有意思的科学知识。

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