但是在我国北方地区,尤其是东北高寒地区,每年温差高达几十度,无控制条件下钢轨温差变形量很大,如果完全控制温度应力又很大,这又要怎样控制热胀冷缩呢?
既然一根钢轨会随轨温变化带来热胀冷缩,从而产生压应力或拉应力,那么必然会有一个温度条件下,钢轨内部不产生温度应力,这个温度专业上叫零应力轨温,业界通常更愿意称之为“锁定轨温”。如果在这个温度下把无缝钢轨用扣件固定住,那么温升或温降再产生的轨道形变的可能就小了很多。通俗点讲,别再气温最高时固定铁轨,那样在冬天更容易被拉断;反之,也别再气温最低是固定,那样在夏天更容易让铁轨胀轨。
但是轨道的温度虽当地气候乃至当天的天气都有很大关系,一般情况下,最高轨温要比当地最高气温高18~25℃,最低轨温比当地最低气温低2~3℃。那么在施工时很难做到在锁定轨温下施工,那怎么办呢?
在工程实际上,虽然锁定轨温允许在上下一个小范围内浮动,但是上述问题仍然存在,怎么办?如果轨道固定施工时,测量轨温小于锁定温度,就用机械拉轨器拉伸轨道,让它伸长到锁定轨温下该有的长度上再固定;如果测量轨温大于锁定温度,那只能等气温、轨温降低后才能实施固定。这叫温度应力式无缝线路。
如果在东北、西北等高寒地区修建高速铁路无缝线路,虽然在锁定轨温附近固定了铁轨,但是由于温差实在太大,再极热或极寒天气条件下,单纯靠扣件的力量已经无法固定铁轨,那么只能在合适的时间点,比如春秋季节对无缝轨道进行切割应力放散。通俗点讲,经过精确计算后,天热之前把铁轨截掉一段;在天冷之前,把铁轨补上一段,专业上称之为定期放散温度应力式无缝线路。
结语这回你知道心中多年的疑问了吧,现代的高速铁路铁轨确实可以做到上百甚至几百公里没有缝,而控制热胀冷缩变形的核心技术就是利用连接扣件的力量抵消钢轨的温度应力,本质则是钢轨的温度应力与轨长无关。