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普通铁轨怕热胀冷缩会留缝隙,高铁铁轨是无缝的,不怕热胀冷缩吗?
钢轨,热胀冷缩,高铁普通铁轨怕热胀冷缩会留缝隙,高铁铁轨是无缝的,不怕热胀冷缩吗?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
普通铁轨怕热胀冷缩会留缝隙,高铁铁轨是无缝的,不怕热胀冷缩吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
高铁作为新时代最为便捷快速的交通工具,深受大众喜爱。众所周知,高铁轨道采用的是无缝钢轨,但是,既然中间没有缝隙,那为什么不怕热胀冷缩呢?
一;首先,在铺设钢轨之初,工人们就用垫板、螺丝等工具将钢轨与枕木紧密结合在了一起,所以,就有一部分力量就作为了钢轨的内应力,它会抵消掉一部分由热胀冷缩产生的应力,相当于强制性不让钢轨形变。
其次,每隔一定长的路段,都有设置观测站,工作人员会在里边监测钢轨的形变量,一旦威胁到钢轨的使用,就会立刻采取补救措施。
再者,在设计钢轨的时候,设计师会专门采集当地的气象数据,以及气压值、降水量和地质情况,还会对平均温度做出分析,然后计算出发生热胀冷缩现象造成物体形变的数值域。
之后,在建造无缝钢轨的时候,就会预留出热胀冷缩的形变值。这样一来,即使钢轨受热胀冷缩的影响,形变量也不足以影响钢轨的正常使用。
回答于 2019-09-11 08:43:50
本来不想回答这个问题,因为几个月之前头条上有过这个问题,我也曾回答过。但看今天的几个回答都没有答在点子上,再重复一次。首先,钢轨的膨胀系数相比于普通钢材,它的膨胀系数小;这个还不是关键,关键是第二个,就是钢轨不是一直是直的,必须过一段直的线路就有弯道,利用弯道来抵消膨胀量。第三才是利用枕木的固定。如果不是利用弯道,再怎么固定也固定不住,钢材膨胀的力量是很大的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
高铁是一个技术含量极高的系统工程。其中就包括无缝与受电。
我看了许多回答,都不尽人意,所以出来多说几句:
1、热胀冷缩的最终结果,也是反映到【力】,但热胀冷缩所产生的力不是无限的,而总有个极限,如果把这力压制住,或把这个力改变方向,问题还是可以解决的。
2、大家注意到了没有?高铁的扣件非常密集。其目的,就是把热胀冷缩产生的力死死的压制,当扣件的压制力大大超过了热胀冷缩所产生的,那么,钢轨就不会变形了,对吧?
一般而言,上海到北京线路的热胀冷缩可产生50-100吨的力,如果在两端动用100个扣件把钢轨锁定(每个扣件可产生1吨压制力),那么钢轨就不能伸展,然后在中间部位,再密集的用扣件压制,不让钢轨脱离底座而隆起,这样,钢轨就不变形了吧?
3、当然,里面还有一个应力扩散的问题,通俗地说,就是让该热胀冷缩所产生的力改向。比如一个气球,在一个四方形的容器中,吹出来的就不会是球体而是四方形。扣件的作用,不会让钢轨扭曲变形,但会让钢轨的胀缩可向无害的方向扩展(专业上叫应力放散),【简单的比喻,钢轨有三个面,钢轨不可以向长的面(即两端)伸长了,但可以向考虑向上(高度方向)、向横向(宽度方向)这两方向释放能量的】,这样,当不会影响列车的行进。
注意,这不是控制热胀冷缩或不让钢轨膨胀,而是用工具令钢轨在指定的方向有序的膨胀,热胀冷缩是绝对存在的,但方向可转变,如果热胀冷缩不令钢轨局部形变过大,或如能够均匀温和有序的形变,还是可接受的。中间扣件就是为了使钢轨没因热胀冷缩产生过大的相对位移。局部形变稍大的地方,晚上即有打磨列车修复。
回答于 2019-09-11 08:43:50
物体有热胀冷缩的性质。不同材质,在相同温度下的热胀冷缩系数不同。物体的热胀冷缩,本质上是物质有记忆功能,它会记住它在不同温度时的形状。血管支架,杭天器的天线等,就是利用了合金材料的记忆功能。
高铁铁轨之所以无缝,关键是生产铁轨时,在其内加入了一定量的其它元素,或金属或非金属,使道轨在一定的温度范围内,热胀冷缩系数趋于最小值。也就是说,让道轨记住了在某温度区间宝的长度、宽度、高度及其形状。就这样,铁轨在此温度范围内的热胀冷缩也就趋于最小值。
改变铁轨材料的原子组成,从而改变其内铁原间的距离,使其物理和化学特性发生变化。
如同向一盆爆米花里,撒了把小米。我们看不到爆米花增多,只能秤出其混合后的重量增大。
铁轨的热胀冷缩是绝对的,对于气温变化导致的其内应力的变化,可通过轨下垫、固定垫的锣丝等方法抵消。
回答于 2019-09-11 08:43:50
一是高铁轨道采用高韧性钢材,膨胀系数很低很低,我国已经掌握的很好;二是高铁轨道被紧紧夹在基石中间,有略微膨胀也不会有变形
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