火车轨道为什么要铺石子,火车轨道上为什么铺石子( 二 )


钢轨并不便宜,占铁路成本中相当重要的部分 。
现代使用的钢轨切面成”工”字形,分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底 。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求 。因此钢轨亦有不同的规格 。一条路线上应该选择使用那一种,需要考虑经济及技术等因素 。
钢轨的种类及强度以kg/m表示 。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大 。
减少火车对地面的压力
铁轨架设在泥土上 , 因为铁轨与火车车轮的接触面积小,但是火车非常重,因此铁轨所承受的压力相当地大(压力=重量 ÷ 接触面积),因此,铁轨下面必须铺设枕木及石头,以分散火车的重量,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里 。
而为什么铁轨底下要铺石头呢? 是因为铁轨和枕木必须长期承受火车的重量,而碎石头的作用就是防止铁轨下陷的缓冲工作 。另外火车高速通过铁轨,会产生噪音和高热,而碎石头的另外两个重要工作就是吸收噪音和吸热 。铁轨间铺的石头都是凿碎的,形状非常不规则,这样的石头容易碎裂,如此一来,就可以因为石头的碎裂而吸收掉火车通过时所产生的高热;如果铺的是圆润光滑的石头,因为不容易碎裂,吸热的效果不理想 。
钢轨是用高锰钢制成的 。锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2-3%的锰,那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样,一敲就碎 。然而,如果加入>13%的锰 , 制成高锰钢,那么它就变得既坚硬又富有韧性 。所以人们用锰钢来制造耐磨的机器零件和铁轨、桥梁等 。还有 , 在钢轨的上部,也就是和车轮接触的那一层,又是加入了另一种金属--铟,它的加入,使钢轨上部分在保证硬度的情况下,更具有一些韧性,这对火车的车轮很重要,它和“轮箍”接触、碰撞的时候,会有一定弹性,保证了火车的安全运行 。
铁轨下面为什么铺石子?
铁轨下面铺石子原因如下:
1、分散压力,减少震动力与噪音 , 一列成百上千吨的列车以上百公里的速度快速通过,对阵木盒钢轨造成了巨大的冲击力 。如果没有道砟,直接把铁轨和枕木铺在路基上,路基可能无法承受列车的重量而向下凹陷 。
而道砟的碎石之间的缝隙与质地,很好地起到了分散列车通过时所产生的巨大压力的作用,将压力均匀地分散到地基上 。利用道砟的弹性,很好地分散了列车的震动力与噪音 , 旅客乘坐更为舒适,也保护了路基 。
2、易排水,保护路基,道砟的碎石间具有很大的缝隙,遇见下雨天气,水可以顺着缝隙向下渗透排出路基,避免翻浆冒泥,很好地保护了路基 。