火车的“哐当”声,怎么消失的?

科技   2024-11-10 17:00   北京  

☞ 这是金属加工(mw1950pub)发布的第19445篇文章 



编者按



印象中的火车在行驶过程中,会发出哐当、哐当”的声音。这个声音是怎么来的,现在的火车怎么没有了,今天我们就通过这篇文章让大家了解一下。




PART 1
火车的“哐当”声,是怎么来的?
对于经历过绿皮火车的人们而言,回忆并不像电视剧情节那么浪漫:汽笛轰鸣,空间很满,时间很长,还有最为标志性的“哐当哐当”的背景音。这声音来自车轮与钢轨接头的碰撞。

在我国960万平方公里的广袤无垠土地上,中国铁路里程已经达到15.9万公里这四通八达的铁路网是由不同长度的无数根钢轨连接而成。

曾经,受限于工艺条件,每根钢轨长度只有25米,每两根钢轨连接处会预留8毫米左右轨缝,以应对钢轨热胀冷缩。因每根钢轨长度相等,车轮运行至轨缝处就会产生规律的哐当声。久而久之,这声音逐渐成为人们记忆中火车标志性的声音。

PART 2
钢轨的“进化”让火车的“哐当”声消失了

那钢轨可不可以做到无缝衔接呢?1958年北京至天津的正线铁路采用气压焊法焊接,铺设了200米无缝线路,这是焊接长钢轨第一次铺设在正线铁路上。


60余年来,我国陆续发展了钢轨铝热焊接、气压焊接、闪光焊接技术。简单来讲,这些技术主要为了解决一个问题:让钢轨连接处越来越严丝合缝。这是什么概念?相当于钢轨焊接后,形为了一个无缝的整体,车轮经过焊接处的哐当声也基本消失了。



除了无缝衔接,还有别的办法降噪增速吗?最根本的办法就是延长单根钢轨长度。在中国铁道博物馆,珍藏着一根1901年生产的“百岁轨”,仅有675毫米。旧中国,工业落后,只能生产出这么长的钢轨。


如今,在鞍钢生产车间,重轨生产线正在一次次刷新工业极限,钢轨定尺长度从25米到50米,再到100米!以100米长定尺钢轨为例,平直度偏差不超过0.5毫米,代表着国际最高水平。再通过无缝化焊接,钢轨就连成了一个整体。“哐当、哐当”的声音就这样成为了历史的回响。


▲鞍钢具有世界一流水平的百米长定尺钢轨


特别是高速铁路,在设计之初就采用无缝线路。钢轨出厂长度为100米,运往焊轨厂后,被焊接加工成500米。随后,钢轨经由运轨车运达铺设现场,铁路工人将其铺设到线路上,并进行二次焊接,最终形成整条无缝铁路。


PART 3
热胀冷缩如何解决?

面对从有缝变无缝,钢轨遇到的热胀冷缩问题,铁路部门会根据线路所在地的历史气温,确定轨温的最低值与最高值,计算出锁定轨温。锁定轨温,就是工作人员用螺栓(螺丝)弯曲制成的扣件固定钢轨时的温度。


在铺设、焊接钢轨时,尽量选择温度适中的春秋季,并在铺设前测量实际轨温,确认是否满足锁定轨温范围要求。若未满足要求,就对钢轨进行放散处理,均匀释放钢轨内部的物理作用力。随后,再用扣件扣紧钢轨,确保钢轨在温度变化影响下不会产生伸缩位移。


在一些特殊区段,如温差大的高寒地区等,还会给钢轨安装伸缩调节器,保证线路始终平稳通顺。


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