【铁道知识ABC】5-钢轨(下)
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发布时间：2024-04-20 18:21
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时间：2024-07-12 15:29
深入探讨钢轨世界：受力与连接的艺术
在上一章节中，我们追忆了钢轨的历史足迹和制造工艺。今日，我们将聚焦于钢轨在实际运行中的受力机制和连接技术。钢轨，作为铁道的灵魂，由轨头、坚实的轨腰和底部构成，其型号以重量区分，如中国常见的43公斤、50公斤、60公斤和75公斤轨，以及美国的115RE系列，每一种规格都承载着铁路的稳健与韧性。
钢轨在承受着形变、弯矩、剪切应力和拉压应力等多种复杂力的作用下，其结构设计与力学性能显得尤为重要。1867年诞生的钢轨受力模型，以纵置轨枕为基础，通过杨氏模量和轨枕弹性系数来计算弯矩，尽管存在一些局限性，但其预测结果已接近实际工况。然而，剪切应力不容忽视，它可能导致轨头的疲劳裂纹，甚至形成贝壳状开裂，因此在生产和维护中，必须严密监控并采取措施防止这种损害的发生。
温度的变化对钢轨应力的影响也不容小觑，无缝钢轨的锁定轨温至关重要。为了防止因温度波动引发的断裂或胀轨问题，需要在设计时精确设置锁定温度，并在必要时进行应力放散，尤其是在春秋季节的温差变化大时。
锁定轨温的确定，是在扣件紧固时钢轨的实际温度。施工过程中，可能需要灵活调整以匹配理想锁定状态，以确保无缝钢轨的稳定性能。无缝钢轨的焊接技术，如电弧闪光对焊和气压焊，旨在减少列车运行中的动态冲击，提升行车舒适度。而在钢轨接头的设计上，鱼尾板根据位置和形式分为支撑、悬空、对置和交替等，确保连接的稳固与灵活。
无缝轨道的优势在于大幅度降低冲击，提高了运行平顺性，但同时也带来了更高的应力要求和对绝缘技术的特殊需求。相比之下，普通轨道虽然较为传统，但在某些场景下，其平易近人的特性使得它在某些特定应用中依然占据一席之地。
深入理解这些细节，无疑将提升我们对铁路工程的理解，让我们更加敬佩这看似平凡却承载巨大力量的铁轨。更多专业信息和精美图片，请在文末的参考资料中探索。
