铺轨技术在高铁的发展历程中起着至关重要的作用,但是在富有创新精神的中国工程师们的不断探索中,铺轨技术也得以不断进步,迎接更高的技术挑战。
近年来,一项新型的铺轨技术全焊接悬浮铺轨技术应运而生,并且在铁路交通领域得到了成功的应用,也在全球范围内引起了关注。 这项全焊接悬浮铺轨技术可以解决目前高铁铺轨中容易断裂的问题,具有很高的抗张强度,同时还可以不受温度影响,随铁轨的工作温度发生变化,而发生形变,提高高铁运行的安全性和效率。 然而,随着中国高铁运行技术的不断进步,也伴随着一些新的挑战,比如高温天气对高铁铺轨的影响,我们的高铁又该如何应对?
高温悬浮铺轨技术. 在我国第一条动车组列车——京张铁路上,全焊接悬浮铺轨技术就是首次应用,而在京哈高铁上,全焊接悬浮铺轨技术也是全新应用的,对于传统铺轨而言,在高温中,由于受到太阳的直射,钢轨所受到温度会迅速上升,而这一过程中,容易出现钢轨受到损坏和断裂的情况。
因为钢的热胀冷缩系数一般为12-13/℃,而如果是2500米长的轨道来说,那么在50℃的温差下,它就有可能膨胀12.5mm,这样就很容易导致钢轨的拉伸,将一部分的本来很好的拉伸性能给消耗掉。 而且当测量和调整轨道时,钢轨的本身形变所引起的会给实际测量带来误差,因此在高温下,钢轨的温度对高铁的安全运行带来了不小的隐患。
于是高温悬浮铺轨技术就应运而生,在高温悬浮铺轨技术中,铺设钢轨的过程可以气割,而且两根相邻的钢轨可以一次性焊接完成。 这样,可以减少焊接接头的数量,最终也就减少了因为连接处不牢造成的断裂问题,而且焊接点的选择性也更高,更灵活。
全焊接悬浮铺轨技术也被称为高温悬浮钢轨铺轨技术,它不受温差变化的影响,随着温度的升高,可以扩大变形量,但是要使钢轨的温度处于悬浮状态,就需要使其在高温的环境下,以此保证钢轨的拉伸力处于一个比较高的状态,这也就大大减小了钢轨形变所带来的拉伸力。 而在我国的高速铁路规划中,铺轨技术就是其中一个重要的技术环节,目前,我国的高铁的速度可以达到每小时350千米,而经过不断的改良和技术的更新,未来,我们的高铁的速度可能还会提高。
据了解,我国的高铁的极限速度可能达到500千米/小时,而在此基础上,研究人员认为,只要铺轨技术再次升级,高铁的极限速度还有望达到800千米/小时。 然而,随着这一速度的提高,我国的高铁系统将面临更大的挑战,因为高铁的速度增加,会导致一系列的问题,因为铁轨和车辆之间的空气阻力和轨道摩擦会随着速度的增加,而大大增加。 因此,这将会导致列车的能耗大大提高,而且铁轨和车轮之间的摩擦力也会显著增大,甚至达到非常惊人的数值,这对铁轨系统的磨损程度和使用寿命等方面都是一个考验。 此外,高速前进的列车还会因为速度太快,对轨道产生很大的冲击力,这也是高极限的一个限制因素。
中国独家高科技黑科技。 在我国铺轨技术的发展过程中,有一种被称为“低温”铺轨技术,这一技术可以说是我国的独家高科技黑科技。 在这一铺轨技术中,在铺设之前,先铺设一层白桦皮道床,并在道床上再铺设一层白雪石道床。 而在道床上铺设上道岔,然后再铺设上“低温”热浇胶的轨道。 白桦皮道床则以其低热胀,低变形的特点,可以缓解轨道热膨胀因素的热涨冷缩问题,而白桦皮道床和白雪石道床之间用来填充的结构胶有着极高的粘结力和防水防腐能力。 这样一来,既能够有效的防止铁轨和基础之间的间隙,减小洗刷的危险性,同时也能够防止铁轨在使用过程中带来的共振现象,使铁轨能够更稳固的铺设。 并且白桦皮道床中的环氧弹簧的作用也是非常关键的,因为它能够对钢轨的每一节进行支承,从而减少高速列车行驶时的颠簸感,这一“低温”铺轨技术的出现就是为了应对高速列车行驶产生的很大的轨道噪音和震动等问题,这一铺轨系统来自于我国的专利技术。
铺轨技术的革命性影响。 在第一次工业革命时代,很多国家都在建铁路,最早有英国和美国建成的蒸汽火车,然后是欧洲大陆,以及澳大利亚、加拿大、阿根廷等国家的铁路系统。 在这个过程中,英国等自己建的和建好的铁路系统先进的专利技术也就成了出口其他国家、收取专利费的好机会。 不过,这并不意味着其他国家在铁路系统技术方面没有创新的机会,美国之所以能够在蒸汽机车和铁路系统技术上成为先进国家,很大一部分就是因为这个国家在这些方面的创新精神和能力的成为世界领先的原因。 在十九世纪末二十世纪初,美国先是在科学、技术和经济等方面成为世界领先地位,接着又有越来越多的国家企图学习美国的先进经验,其中就包括铁路系统建设方面的先进经验。
在这一过程中,许多国家都从美国引进了蒸汽机车和铁路系统建设的相关专利技术,并根据自己国情进行了改良创新,在不断的技术研究中,终于摒弃了对于美国的技术依赖。 在此基础上,德国等国家进一步展开了全方位的技术研究,开展了铁路轨道和桥梁等技术创新工作。 在这一过程中,德国有些专利技术来自于美国的原有专利技术,但德国技术研究人员对其进行了再研究,进行了许多创新,并最终形成了独特的创新成果。 在20世纪上半叶,德国的铁路系统逐渐被推广到其他欧洲国家,取得了不少成功的应用,成为许多国家学习的榜样,提供了宝贵的经验和启示。 从这些国家的经验中,也可以看出技术的跨国传播和借鉴对于各国技术的进步和发展的重要作用,这一历史现象可以成为全球交通铁路建设领域的鲜活见证,也有助于我们更好地认识这些发展规律和重要意义。
结语 在面对各种极端环境时,中国在铺轨技术中还是要勇于创新,研发出适应性更强的铺轨技术,只有这样,我国的高铁系统才能为更多人所用。 在现如今,我国铺轨技术不断更新换代,总有一款适合高铁的,而且随着高铁行业的不断发展,全焊接悬浮铺轨技术也会不断完善,从而使我国的高铁能够更稳定地运行。 同时,高铁行业的更加发达,也能够更好地带动我国其他行业的发展,同时也在为世界的交通运输领域发展,贡献自己的力量。
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