普及鐵路軌道知識
在火車行駛的鐵軌下面,人們鋪上了很多小石子兒。這樣做難道不會導致火車在行駛中發生顛簸,甚至是出軌的危險嗎?而高鐵鐵軌上為什么又不用鋪呢?
普通鐵路采用的是有砟軌道,而沒有“碎石子”(鐵路上稱為“道砟”)的高鐵采用的是無砟軌道。
道砟的作用
承受枕木、鋼軌和列車的重量,將重量分散到路基上,以避免路基損壞。
傳統有砟軌道的優點、缺點
優點:
鋪設簡便、透水性好。
缺點:
1.需要經常維護(這里的“經常”是相對于無砟軌道而言)。換道砟和清篩等等是工務維護的重要工作之一。列車經過時會帶來震動,長期的震動會使路基上的泥土摻入道砟當中。不好理解的話,下完雨找塊泥地,用腳快速地踩兩分鐘,看是不是有水溢上來。摻入道砟的泥土會削弱路基的強度,導致軌面沉降、不平。因此,干線鐵路上,每年都需要進行清篩或換道砟、搗固作業。
2.平順度和道砟飛濺問題。道砟再平整,也不可能達到混凝土整體道床的水平。并且,由于枕木不是剛性地固定在道床上,列車駛過時,車輪之間的鋼軌會帶動枕木一起向上彎曲,這一彎曲在重載鐵路上肉眼可見。另外列車高速駛過時會出現道砟飛濺的問題。
高速鐵路不(大范圍)使用有砟軌道的原因
就是為了克服傳統有砟軌道的缺點。之所以括號中注明“大范圍”,是因為一些出站后的非高架區段等低速、地面區段,仍有少量采用有砟軌道的。
1.鐵路維護的時間稱為“開天窗”,普通鐵路可以開在白天,利用運行線的間隙進行,期間一些列車可能限速。
春末夏初,有時候坐火車可以看到路邊的養護人員。車一來,立刻撤下線路;車一過,繼續上。高鐵由于運行線密集,且幾乎全部是客運,調整運行線或限速運行影響很大,并且速度高,傳統作業方式不安全,因此需要易于維護的路基。(有的人可能會問為什么不夜間檢修?夜間施工畢竟不方便,高鐵的夜間檢修主要是信號、車輛、供電什么的,既然現在無砟軌道技術已經可以承受,就別再來給施工添亂了)。
2.為了更好的噪音控制、平順性和避免道砟飛濺。
補充:混凝土整體道床的缺點
混凝土整體道床也不是完全沒有缺點的,主要的缺點。例如:
1.道床太硬。比較硬的道床有助于減小列車運行時的阻力,提高列車運行的平順性,但是不利于吸收列車運行時帶來的沖擊,混凝土道床上扣件的壽命有時不及普通道床就是由于這個原因。
2.建設要求高。混凝土道床一旦建成,很難再對其幾何參數進行調整,因此對建設的要求很高。
3.維護困難。雖然混凝土道床的幾何參數不容易隨著列車運行而發生改變,但是一旦改變很難調整;而傳統道床可以通過增加或減少道砟進行調整。
4.噪聲高。由于缺乏對列車沖擊的吸收,列車在混凝土道床上運行時的噪聲高于傳統道床。
一些車站中使用了一種介于普通道床和混凝土整體道床之間的結構,叫做軌枕板。就是很多寬枕木連續鋪設,形成一種接近于整體道床的結構。