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在火车的铁轨下,人们铺了很多小石块。这不会导致火车在旅途中颠簸,甚至有出轨的危险吗?为什么不铺设高铁呢?普通铁路采用有砟轨道,高速铁路采用无砟轨道,无“碎石”(铁路称“道碴”)。压舱物的作用承担轨枕、钢轨和列车的重量,并将重量分布在路基上,避免路基损坏。
传统有碴轨道的优缺点
优势
铺设方便,透水性好。
缺点
(1)需要经常维护(这里“经常”指无砟轨道)。换道碴和清筛是维护的重要工作之一。列车经过时会产生振动,长期的振动会使路基上的土混入道碴中。如果不容易理解,雨后,找一块泥,快速踩上两分钟,看看是否有水溢出。土与道碴的混合会削弱路基的强度,造成轨面沉降和不均匀。因此,在干线铁路上,每年都要清理或更换道碴、夯实。
(2)平滑度和道碴飞溅。无论道碴有多平整,都不可能达到混凝土整体道床的水平。而且,由于轨枕没有牢固地固定在道床上,当列车通过时,车轮之间的钢轨会带动轨枕一起向上弯曲,这在重载铁路上是肉眼可以看到的。另外,当列车高速通过时,还会出现抛石的问题。
高速铁路不采用有碴轨道的原因
克服了传统有碴轨道的缺点。括号内注明“宽范围”的原因是一些低速和地面路段,如非高架路段,仍然使用有碴轨道。
(1)铁路养护时间称为“打开天窗”。普通铁路白天可利用走行线间距开通。在此期间,有些列车可能限速。
春末夏初,有时可以看到维修人员坐火车在路边。车一到,就下线;车一过,就继续上车。由于运营线路密集,且几乎全部为客运,运营线路的调整或限速运营影响较大,且速度较高,传统运营模式不安全,需要路基易于维护。(有些人可能会问,为什么晚上不进行维护?毕竟,夜间施工不方便。高速铁路的夜间维护主要是信号、车辆和供电。既然无碴轨道技术现在可以承受,就不要再干扰施工了。
(2)为了更好地控制噪声,平滑度和避免道碴飞溅。
补充:混凝土整体道床的缺点
混凝土整体道床不完全没有缺陷,主要缺点是。例如:
(1)道床太硬。相对坚硬的道床有助于降低列车运行时的阻力,提高列车运行的平稳性,但不利于吸收列车运行的影响。由于这个原因,混凝土道床上扣件的使用寿命有时比普通道床短。
(2)施工要求高。混凝土道床一经建成,其几何参数难以调整,对施工要求很高。
(3)维修困难。虽然混凝土道床的几何参数不易随列车运行而改变,但一旦改变就很难调整;而传统道床可以通过增加或减少道碴来调整。
(4)高噪声。由于缺乏对列车冲击的吸收,列车在混凝土道床上运行时的噪声比传统道床高。
有的车站采用普通道床与混凝土整体道床之间的结构形式,称为枕板。大量宽轨枕连续铺设,形成接近整体道床的结构。
相信不少网友在乘坐火车时都发现了,普通火车的铁轨下面铺有许多碎石子,而高铁铁轨下面却没有(部分路段还是铺有小石子),为什么会出现这样的差别呢?我们还要先从普通火车铁轨下面为什么要铺石子说起。
我们知道火车的质量都很大,当火车通过铁轨的时候,铁轨会发生一定的形变,并且产生震动,而碎石子和轨道是紧密相连的,轨道和枕木负责承受火车通过时的重量,而碎石子则可防止负重时轨道和枕木陷入地面,起到缓冲作用,还能吸收火车所产生的震动和噪音。所以铁轨下面铺碎石子最为合适。而铺有小石子的铁轨我们叫“有砟轨道”。
行驶中的火车
总的来说铁轨下面铺石子(有砟轨道),有以下几大优点:
1.将机车车辆的荷载通过钢轨,轨枕并经过道床的扩散作用散布于路基面上,起着保护路基的作用
2.提供抵抗轨排的纵,横向阻力,保持轨道的正确几何形位,这对无缝线路尤为重要
3.具有良好的排水性能,对减轻轨道的冻害和提高路基的承载能力非常重要
4.提供一定的弹性和阻尼,起到缓冲和减震的作用
5.用来保持轨道的平顺性和轨向
既然有那么多优点,那为什么高铁铁轨不铺石子呢?
高铁
这就不得不提传统有砟轨道的缺点:
(1)需要经常维护的问题。列车经过时会带来震动,长期的震动会使路基上的泥土掺入道砟当中,所以要经常换道砟和清筛等维护工作。
(2)平顺度问题。道砟再平整也不可能达到混凝土整体道床的水平,并且由于枕木不是刚性地固定在道床上,列车驶过时车轮之间的钢轨会发生形变,这样高铁在高速行驶中很容易发生脱轨。
列车脱轨
(3)道砟飞溅问题。高铁速度快,列车高速驶过时会出现道砟飞溅的问题。
采用有砟轨道的路段
因为以上几个原因,所以高速铁路才不使用有砟轨道。当然高铁并不是全路段采用“无砟轨道”,在一些进出站的非高架区段等低速路段,仍有少量采用有砟轨道的。
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