高铁无缝钢轨怎么解决热胀冷缩（我国高铁使用无缝钢轨）

世界上大多数物质都遵循着“热胀冷缩”的自然规律，钢轨也不例外。

根据钢轨的性质，钢轨温度每升高1℃，1米的钢轨便会伸长0.0118毫米，若温度下降1℃，1米的钢轨又会缩短0.0118毫米。理论上，以兰新高铁为例，全长1776千米的钢轨全年变化长度可达733米！

在我国，一些地区温差较大，热胀冷缩的现象更加明显。比如离海最远的城市乌鲁木齐，冬季平均气温为-5℃，夏季平均气温可达30℃，全年钢轨温差可达35℃。所以如果无法解决钢轨热胀冷缩的问题，可能会对每一位乘客及工作人员的生命安全造成威胁。

热胀冷缩对钢轨影响这么大，但是我们好像没怎么听说过高铁因为钢轨的长度变化而发生事故？传闻我国高铁使用的无缝钢轨，到底是怎么克服这个难题的呢？

高铁是在火车之后产生的，有经验的小伙伴应该都有这样的感受，就是火车在轨道上行驶的时候总是会发出“咔哒咔哒”的声音。

其实，这种噪音就是热胀冷缩搞的鬼。火车轧过铁轨时，由于摩擦导致温度升高，钢轨膨胀，于是在经过的时候车厢就会发生小小的颠簸，并发出噪音。

有缝隙的火车轨道

安全起见，在无缝钢轨出现之前，为了解决火车钢轨热胀冷缩难题，我国在轨道铺设时，会特意留一个缝隙，一般是每隔25米会留足火车接头与缝隙的空间，以释放钢轨遇热膨胀后的作用力。

火车的“咔哒”声就是在经过这些缝隙时发出的。为了缓解噪音问题，通常会在火车行驶的轨道下面铺很多小石子，而且是外形不规则的小石子。

缓解噪音的石头

火车噪音那么大，高铁却如此安静，这都是无缝钢轨的功劳。

在1915年，德国最先开始研究无缝轨道，1957年我国在京沪线上首次尝试无缝轨道的铺设，到了2007年，我国9万多公里的铁路轨道，其中约有5万多公里，已经完成了无缝轨道的铺设。

无缝钢轨，即超长无缝钢轨，但它并不是将那么长的轨道焊接好才出厂的，而是在施工时首先将钢厂生产的100米长的钢轨焊接成500米，然后将500米长钢轨运到现场焊接到2公里长，以2公里为一个单位，最后再将相邻2公里长钢轨焊联起来，形成无缝线路。

所以，这无缝线路也并不是完全没有缝隙，只是整条铁路间隙的数量少到可以忽略不计。

钢轨的焊接

与火车的有缝轨道相比，列车走行在无缝线路连续的钢轨顶面，保证了行进的平顺，减少了对轨道部件的损伤以及工作人员的保养维修工作。无缝线路具有很大的经济效益，根据调查，无缝线路使用寿命大大延长，维修费用也减少了很多，节约人工成本和时间成本。

火车轨道通过留缝隙才能解决热胀冷缩的问题，那无缝钢轨又是如何做到的呢？

• 钢材的选择

一方面，在选择无缝钢轨的钢材时，工厂一般会选择热胀冷缩范围比较小的钢材。

另一方面，在加工高铁轨道的时候，考虑到热胀冷缩情况的发生，在进行高铁轨道焊接之前，这些钢轨在车间里面会经过高温拉长处理，使它们膨胀，然后等冷却以后再锁定在固定的混凝土做成的轨枕上，用螺丝锁定，坚固的扣件把钢轨严丝合缝地扣上，也控制了钢轨继续热胀冷缩的范围。也能避免钢轨经过热胀冷缩会发生扭曲。

无缝钢轨

不同钢材之间性能差异较大，钢材的质量很大程度上象征了一个国家的冶炼水平。

钢轨的精炼包含了很多先进技术，比如脱硫、炉外精炼、真空脱气等，经过精炼的钢材能进一步降低钢轨内部的杂质含量，较大幅度提高钢轨的性能。中国的钢轨加工精炼技术在世界上已经达到很高的水平，并且一直在不断地发展之中。

• “稳住”钢轨

接着，工人拿来扣板和螺栓，将加工好的铁轨死死地钉在轨枕上，如此一来，当高铁经过时，钢轨将受到的力通过扣板和螺栓传给枕木。均匀的受力很好地解决了钢轨膨胀的问题。

轨枕的材质有两种，分别是木头、钢筋混凝土，木质轨枕不仅消耗大量木材，还容易损坏，加大工作人员的维修工作量和维修难度，所以现在的铁路建设，一般铺的都是钢筋混凝土。

无缝钢轨

钢筋混凝土不仅受热胀冷缩影响较小，并且十分牢固，在扣件的传递功能下，轨枕可以轻松化解钢轨因热胀冷缩而产生的作用力。

• 预留伸缩空间

高铁钢轨在经过热胀冷缩后还是会出现一些微妙的变化，为了避免这种变化带来的安全隐患，在施工时需要在钢轨之间留出一个伸缩空间。

这个伸缩空间在高铁钢轨的热胀冷缩范围之内，我们也把它叫做伸缩缝，大约是一毫米左右的缝隙，这个伸缩缝包容钢轨能够在预留的一毫米左右的范围之内伸缩变化，而不会扭曲或者出现倾斜，以保证无缝钢轨线路，不会因为热胀冷缩出现轨道断裂和膨胀弯曲。

这个方法可以有效避免高铁运行过程中存在的安全隐患，排除了潜在的风险。

• 人工保养维修

我国的铁路轨道都有专门的保养维修人员，一般情况下，工作人员每隔三个月就要对轨枕数据进行检测，一旦数据不达标，就需要进行保养和维修。

在中国的科技支持以及工作人员的努力下，无缝轨道的热胀冷缩难题也就迎刃而解了。

人工检查维修

中国幅员辽阔，数千公里高铁线路，数不胜数的钢铁无缝衔接，这项技术只有中国有！

中国高铁是中国的一张身份牌，是科学技术不断发展之下的产物，是国家繁荣昌盛的象征。无缝钢轨技术不仅大大提高了高铁的运行速度，方便了人们出行，提供了一个安静舒适的出行环境，还延长了钢轨的使用寿命，减少了维修成本和时间成本。

相信在我们国家的科学技术不断进步下，会有越来越多的高科技便民设施问世，解决人民生活中的问题。