“复兴号”动车组平稳运行的根本—无缝线路

“哐当、哐当……”，过去乘坐火车旅行时，这种有节律的声音都会伴随在乘客整个旅途当中，而现在乘坐高速动车组却再也听不到这样的声音，“哐当、哐当”声转变成了飞速前进的节奏，旅客出行的路也变得更加舒适。

普通线路设置轨缝的目的是什么？无缝线路的钢轨是如何焊接的？无缝线路又是如何应钢轨的热胀冷缩问题的？为了增加广大读者对无缝线路的了解，必须追溯到钢轨材料的属性。

钢轨一般采用优质的低合金钢材,其化学成分和机械性能经过严格控制，以保证钢轨的质量和使用寿命。与其它材料一样，钢材也有热胀冷缩的特性：受热时，体积会膨胀；反之，遇冷时体积则会收缩。以一根100米长的标准钢轨为例，当一端固定另一端能自由伸缩时，温度每变化1摄氏度，自由伸缩一端就会伸长或缩短约1.18mm。环境温度变化时，如果不能自由伸缩，钢轨内部就会相互“推挤”，形成纵向温度力。这种温度力增大到一定数值，就可能会造成钢轨失稳或断裂，进而影响到铁路运行安全。

为了给钢轨一定的伸缩空间，减少温度力的破坏，普通线路施工时在钢轨接头处预留适当的缝隙，这一缝隙称之为轨缝。轨缝，对于钢轨而言是自由空间，但对于在上面行驶的火车而言，它就是“坑”。每次驶经轨缝，火车的车轮都要经历“掉进去”与“爬出来”的过程，“哐当、哐当”声就是在“掉进去”时撞击产生的，同时还有一定的冲击力与颠簸。

为减少冲击载荷，提高乘车舒适行，我国高速铁路采用的是没有轨缝的“无缝”线路。出场钢轨1根长100米，5根100米长的钢轨在焊轨基地焊接成1根500米长的钢轨，长轨运输列车运到铺设现场后再进行焊接、打磨。通过这样的精密焊接方法，500米变成1000米、2000米……直至焊接成整条的无缝长钢轨。

没有了轨缝，车跑得平稳了，乘坐也更舒适了，热胀冷缩又该怎么应对呢？

钢轨热胀冷缩产生的温度力有累计效应，解决思路就是“化整为零”。具体而言，对于普通路基上的轨道采用强力扣件将钢轨牢牢固定在轨道板上，把钢轨热胀冷缩导致的形变控制在一定范围之内，使其不会累计爆发出来。

在桥梁上铺轨，无缝钢轨不仅要承受等同于路基上的温度力，还要承受来自桥梁热胀冷缩施加的额外纵向力。特别是额外纵向力，在桥梁的梁端最明显，桥梁梁跨越大，梁端的额外纵向力也越大。为确保轨道或桥梁安全，在桥梁上铺轨时，则是利用钢轨伸缩调节器，通过利用尖轨或基本轨相对错动而自动将钢轨温度力和桥梁施加的额外纵向力释放掉。

综上，路基采用扣件将长钢轨锁定，就是使钢轨不产生伸缩位移，但允许钢轨内部“存储”温度力。长大桥梁采用钢轨伸缩调节器和梁端伸缩装置，就是“疏导”放散纵向力（温度力+桥梁额外纵向力），钢轨温度力成为可控，由此无缝线路得以铺设到“无限长”。

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