發現最美鐵路·重走絲綢之路|火車“消音”背后的秘密

發布時間:2019-08-23 19:49   來源:央廣網  

  央廣網蘭州8月22日消息(記者王晶)曾經擁擠的綠皮車內,昏沉漫長的旅途,耳邊“咣當、咣當“響個不停。躺在臥鋪上,總覺得火車在來回晃動。相信這是許多乘坐火車的旅客都曾有過的感受。

  而這種坐火車的感受背后,也意味著普通火車“跑不快”。

  可如今,車輪與鐵軌間有節奏的“咣當”聲響卻很難再聽得到,甚至列車平穩的能讓硬幣直立在車廂窗臺上不倒。中國紅、琉璃金、海空藍、長城灰的動車行駛在祖國廣袤大地上,刷新著“中國速度”,高鐵時代下,根根軌道間不再有縫隙,車輛在時速300公里之下行駛平順。是何種技術使得高速列車在行駛中消弭聲響、平穩暢行?今日(22日),記者走進西北地區最大的焊軌基地——蘭州工務段河口南焊軌基地,帶你一探究竟。

  在蘭州工務段河口南焊軌基地,記者看到,軌排長得像蜈蚣,但正是這些密密麻麻的“腿”支撐你我出行的路。(央廣網記者王晶攝)

  釋疑:記憶中的“咣當”聲緣何消失誰是“功臣”

  “咣當”聲到底來自何處?其實,過去鐵路軌道標準長度(12.5米或25米)的鋼軌用夾板和螺栓連接而成,由于考慮熱脹冷縮,鋼軌之間必須預留一定的縫隙。這道不起眼的軌縫,不僅讓列車在運行時發出了“哐當”聲,更會縮短車輪使用壽命。

  為提高安全和舒適性,鐵路部門將25米或100米長標準軌的夾板接頭通過鋼軌焊接技術連接成一條500米的無縫長軌,再通過長軌專用車安裝。“哐當、哐當”聲也變成了“嗦嗦嗦”的行進節奏。0.2毫米,僅相當于兩三根頭發絲的直徑,這就是兩根高鐵鋼軌母材焊接后所允許的表面平直度誤差范圍。如此一來,除了道岔區和一些特殊地段外,線路上基本沒有了鋼軌連接縫隙,列車運行中更加平順。這種沒有接頭的長軌道,也就是中國高鐵平穩、高速運行的關鍵所在。鐵路沒有了軌縫,提高了平順性,消除了接頭病害,速度提升的同時,安全性也有所提高。

  焊接前的短軌(央廣網記者王晶攝)

  但在這其中還涉及到一個問題,如果鋼軌沒了縫隙,鐵軌的熱脹冷縮問題怎么解決?

  原來,軌道在焊接時必須根據線路通過地區的最高鋼軌溫度和最低鋼軌溫度以及無縫線路的允許溫降、允許溫升,計算確定線路的“鎖定軌溫”,盡可能平衡由最高和最低軌溫之間的溫差產生的溫度應力。另外,采用了高強度的彈性扣件,扣壓住鋼軌的軌底,防止其失穩和變形。

  正在處于焊接狀態的鋼軌(央廣網記者王晶攝)

  揭秘:從12.5米到500米鋼軌數十小時“修成正果”

  一根完整的高鐵鋼軌的長度達到500米,立起來比一棟80層的大廈還要高出一大截。可看似如此堅硬的鋼軌被起吊機抓起時,定睛觀看卻好比一根柔軟的面條。記者走進焊軌車間,追溯到高速軌焊接生產的源頭,也同樣驚訝于將5根100米鋼軌焊接成500米長軌,要經過12個車間廠房、十幾道工序,長軌的生產線串起了所有車間。

  一段長500米、重達30噸的鋼軌,緩緩吊入發往鐵路軌現場的運軌列車上。(央廣網記者王晶攝)

  軌端除銹、鋼軌焊接、焊縫時效、焊縫矯直、焊縫精銑……生產時,作業人員按下“啟動”鍵,鋼軌就通過軌道被運送到車間;每道工序間隔100米,正好是一根原材料鋼軌的長度,這樣,可對焊縫同時進行多道工序操作。但在所有工序中,焊接是極其重要的一環,學名“正火”,其實就是對每一個焊接點經過一次加熱后快速冷卻,相當于進行一番“淬煉”,使鋼軌表面形成一層堅硬的保護膜,增加軌道的耐磨性。

  記者現場看到,正火過程中,焊接部位通紅,最高溫度達到890攝氏度。

  焊工正在作業(央廣網記者王晶攝)

  長鋼軌的焊接工藝復雜,鋼軌接頭頂部行車面的平直度偏差,須控制在每米0.1~0.3毫米內,以減少列車車輪與鋼軌接觸面磨擦而產生的顛簸;接頭導向面平直度偏差,須控制在每米-0.2~0.1毫米內,這樣達到減少鋼軌側面輪緣與車輪接觸面的磨耗和列車左右蛇形晃動。但盡管焊接鋼軌的設備用的是自動化技術,有時還要靠工匠“手感”去感應焊縫平順度,而這個手感,就來自于長期工作所積累的經驗。

  鋼軌正在進行二次“美容”(央廣網記者王晶攝)

  其次,列車的車輪在高速運轉時,會對鋼軌產生巨大的沖擊,為確保每個焊頭百分之百放心上線路使用,要對每個焊接接頭的承載能力進行檢測——落錘試驗。記者在一旁觀看到,試驗處是一個高10米左右的鐵塔,一節1米長、有焊頭的鋼軌被送進底部,1噸重的鐵錘吊至半空后松開,重重砸向鋼軌接頭。其目的是要檢驗焊頭能否經受得住1噸重的鐵錘自由落體捶打。

  國際慣例,落槌實驗進行一次即可,但蘭州工務段往往要進行兩次反復查驗,最后做出“中國標準”。來,戳動圖,感受一下“震感”。(央廣網記者王晶攝)

  可即便通過錘打這一關,焊接好的鋼軌接頭還須接受長軌“B超醫生”的檢查,工作人員運用超聲波探傷儀,對接頭的全身進行無損檢測,通過超聲波波形的變化進行判別,驗證接頭是不是有“病”,“病情”輕重如何。

  有“病”就開刀,把不達標的接頭切掉,“無病”者給予健康證明,準許出廠。

  有意思的是,鋼軌也有“身份證”。工作人員告訴記者,長軌焊接時每一個焊接加工數據均有歷史記錄,憑此編碼,可追溯到該焊頭是誰焊接的、焊接參數是多少以及探傷情況如何。

  最后,“大長腿”鋼軌如何出門?如果以平常步伐行走,從500米鋼軌的這一端到另一端,要走近7分鐘。長軌運輸現場36臺龍門吊齊齊出動,在智能化集中控制系統操作下,整齊劃一地伸出鐵手,抓住鋼軌,起吊。

  現在明白火車咣當聲減少的秘密了吧?

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  責任編輯:肖佳藝

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