第16课　铺轨（续）

轨枕分布——准轨铁路线的轨枕平均间距为0.70～1m不等。

轨枕不是在轨道的整个长度上均匀分配的，轨缝处的轨枕总是比其他地方的轨枕靠得近些：轨缝处轨枕的间距缩小到0.60m左右。根据诸多经验，特别是维修的实践经验证明靠近轨缝地方的轨枕捣固得没有其他地方牢固，由此可以得出结论：尽管近些年使用的接头夹板，这个间距仍很大，但是很难把这个间距缩小，因为轨枕之间靠的太近，捣固时变得很困难。因此采用加强接头夹板的解决办法，现在的接头夹板比过去坚固多了。但人们仍然做着有利于减少轨缝轨枕间距的试验：目前已把轨枕的间距缩短到了0.40m或0.45m。

钢轨接头的对接和错接——当钢轨接头位于与轨道中心线相同的垂线位置时，这样的接头称作平行对接、对接接头或直角对接接头。接头的其他情况有交错接头或错接接头，错接接头有时出现在轨道的右边，有时出现在轨道的左边。错接接头方式的优点是轮对通过接缝时，避免了同一个轮对的车轮对钢轨接头冲击的同时性，使运行更平稳。

轨枕配置图——几乎所有的铁路都是依照线路等级使用好几种轨枕配置图。轨枕通常相对于轨道中央对称布置，但是巴黎—里昂—地中海铁路公司为其轨重47kg的铁轨采用的是非对称布置。许多法国铁路都有相当数量的轨枕配置图。

轨距——在谈到轨距的时候，首先要说明轨距是从钢轨的中线之间测量的，还是从钢轨内侧面之间测量的，这是很重要的。在阿尔及利亚，人们曾经希望轨距是一样的，有些线路的轨距1m是从钢轨的中线之间测量的；其他线路的轨距是1.06m，因为测量的1m轨距是从钢轨内侧面之间测量的。这样造成的结果是机车车辆不能在两种不同的线路上运行。但现在人们习惯于在钢轨内侧面之间测量轨距。

除了西班牙和俄罗斯之外，整个欧洲允许1.45m的轨距有少许非常小的修正量，以免阻碍机车车辆运行。在瑞士伯尔尼召开的一次为了能够互换机车车辆而确定线路和车辆技术统一组织基准的会议上制定了以下钢轨内侧面的轨距容许极限值：

最小值　　1.435m。

最大值　　1.465m。

轨距加宽——轮箍内侧凸出的轮缘把车轮固定在轨道里，阻止车轮脱轨；要使轮缘不摩擦钢轨，轮缘外侧间距应该小于轨头内侧距离；如果轮箍没有损耗的话，轨距的容差是2.5～3cm；如果轮箍损耗的话，轨距的容差是5cm。法国的某些铁路和德国铁路的曲线段轨距加宽，也就是说增加轨道的宽度以便于机车车辆通过弯道。一般来说，至少是在法国，只有半径小于500m的曲线段才加宽轨距，而轨距加宽始终没有超过2cm。占法国铁路总长一半多的法国西部和东部的巴黎—里昂—地中海铁路没有给轨距加宽，人们对此也感到满意。建立在轨距加宽实用性基础上的计算是不准确的，因为这种计算既没有考虑到车辆可能行走的方向，也没有考虑到轮对的横向间隙和纵向间隙。实际上，最近进行的关于机车在小半径曲线段运行的实验和理论研究证明：即使轨距没有加宽，车辆在这样的曲线段运行也没有任何困难。因此可以从中得出结论：之所以轨距加宽可能会有益，这仅适用于半径小于300m，甚至小于250m的情况。

钢轨的倾斜度（轨底坡）——如果钢轨踏面是水平的而且轮箍切削加工成圆柱形的话，车轮只能由擦着钢轨的轮缘来导向，由此会引起对线路和车辆有害的蛇形运动。为了避免这种缺陷，将轮箍做成圆锥形的。这样，轮对一旦偏离中心位置，由于车轮是连成一体的，有脱轨趋势的外侧车轮在靠近轮缘较大直径的车轮踏面上滚动，对置的内侧车轮在较小直径的车轮踏面上滚动，由此产生的摩擦力使车辆的走行部分回到中心位置。轮箍的锥度还有助于在弯道里运行，由于离心力把走行部分向外推移，所以车轮是在直径不同的曲线上滚动。当然曲线行车还有很多其他因素在起作用。

法国只采用1/20的锥度。某些国家的锥度达到了1/16，但是这种情况的锥度的确是太大了。

曲线外轨超高——在曲线段，离心力能使车辆的走行部分脱离轨道。车辆的走行部分由轮缘导向，如果轨道绝对不动的话，离心力产生的反力足以固定住车辆的走行部分，但是轨道的横向强度是有限的，如果没有任何其他的力抵消离心力作用的话，轨道就会变形和移动。

曲线超高的缓和曲线——不可以从直线轨道面突然驶入曲线外轨超高轨道面，应该有一条缓和曲线。这条缓和曲线是通过一个斜面获得的。

钢桥铺轨——在钢桥上要尽量避免在纵向轨枕上铺轨；用纵向轨枕铺轨，轨道的横向固定不好，因而钢轨会偏离。另外，如果桥很长的话，很难处理抄平方面的缺陷。如果纵向轨枕用穿过轨枕的螺栓固定的话，主要会发生轨距不一致：螺栓最终必定产生间隙。在不得已而采用纵向轨枕的情况下，最好用卡箍或角铁固定纵向轨枕，卡箍或角铁放在侧面，铆接在桥面系的横梁或纵梁上。在使用卡箍的情况下，卡箍的宽度要足以使之不能嵌入木料里。在这两种情况下，纵向轨枕应该配制准确，卡箍两侧之间的空隙或角铁之间的空隙里应该没有间隙。最好不中断铺轨的连续性，并且在桥上使用木枕或钢枕。从铺轨来看，在钢桥的桥面系上铺一层道砟可能有好处。但这样做会导致自重增加和高度增加。

在特大跨度的钢桥上，轨道随桥梁桁架的膨胀运动而发生变化。在这种情况下，设置在桥梁两端的伸缩缝在宽度上就发生了极大的变化。为了避免发生连续中断，采用了被称作钢轨伸缩调节器的特殊装置，这种装置由两根方形钢轨组成，每根钢轨在其一半左右的宽度上开槽，两根钢轨成对并置在一起使之能够一个靠一个的滑动。两根钢轨用螺栓连接，穿螺栓的螺栓孔是椭圆形的以便这两个部分能够相对运动。必要时，这种装置可接连设置几个。

参考资料

新型轨道

随着列车重量的不断增大，速度逐步提高，迫使钢轨朝现代化方向发展。研究改进的内容主要有四个方面：

（1）加大钢轨的重量。

（2）改进钢轨的材质。

（3）提高钢轨的工艺水平。

（4）采用取消接缝的长钢轨（称之为无缝线路）。

钢轨的重量一般分为四个等级：

（1）70kg（指每米钢轨的质量）以上的为“超重型钢轨”，美国制造了每米质量77kg的钢轨。

（2）66kg的为“重型钢轨”。

（3）57.5kg的为“中型钢轨”。

（4）50kg的为“轻型钢轨”。

改进钢轨的材质主要采用合金钢。在提高工艺方面，主要是淬火，全长淬火钢轨的使用寿命比普通钢轨要提高2～4倍。

无缝线路是适应高速平稳行车的重大革新内容之一。最早铺设钢轨的时候，是一根紧接一根地钉在一起。到了夏天和冬天，气温的变化引起钢轨热胀冷缩，互相挤胀，把钢轨挤得东扭西歪。

有了上述这种教训，在钢轨中间留有适当的轨缝，让钢轨有伸缩的余地。钢轨越长需要的轨缝也就越大，火车行驶就有危险。为了火车行车的安全，轨缝不允许太大，所以普通钢轨的长度为12.5m或25m，不能超过25m。

轨缝的存在也带来了不少的害处。轨缝使列车经常产生剧烈振动，并发出噪声，影响旅客的休息，同时也降低了车轮和钢轨的使用寿命，并且给养路维修工作带来很大的工作量。已经证实：钢轨接头处只要有0.5mm的不平，列车以120km/h速度行驶时造成的冲击力就要成倍增加。据统计，维护一条线路，花在接头处的费用要站全部养路费的40％左右，而破损有60％是发生在接头处。

长期以来，人们设法寻找最大限度地消灭轨缝的方法，于是出现了无缝线路。

无缝线路萌芽在20世纪初期。早在1915年，德国就在一条有轨电车道上采用电弧焊接方法，把钢轨焊接成100～120m。由于钢轨铺在地下，温差幅度较小，加之两端左右固定，均无伸缩余地，所以没有钢轨断裂、胀轨跑道、扣件拆损现象发生。这一现象给人们以新的启示。

1917年，美国首先在铁路的一些平交道口、站线、装煤线及过磅线上铺设了焊接长钢轨。1924年，德国发明了铝热焊，1926年铺设了120m的焊接钢轨。

到了20世纪30年代，焊接技术获得了飞速发展，1935年德国开始将普通钢轨连续焊接起来的无缝线路正式在铁路上使用。60年代进入大发展时期，1960年，世界各国共铺设了4万km左右的无缝线路。到了70年代初，世界无缝线路超过了20万km，占世界铁路总长度的16％左右。英国曾铺设了世界上最长的一根无缝钢轨，长度为30km。

无缝线路的铺设一般是先焊成125m或250m一根，运到工地后再焊接成1～2km长无缝线路。

无缝线路的钢轨，由于热胀冷缩的缘故，夏季要承受压力，冬季要承受拉力。比如每米50kg的钢轨，两端固定后，当轨温变化1℃时，一根长钢轨要承受1645kg的拉力或压力。为了使钢轨不因温度变化而自由伸缩，首先增大钢轨与轨枕间的摩擦阻力，使线路两端的扣件牢固地把钢轨固定住，使钢轨与轨枕间几乎没有相对移动的可能，将各种力有弹性地传给基础。同时，为了防止钢轨带动轨枕爬行，应安装足够的防爬设备，增强线路的刚度，使线路能抵抗纵向、横向水平力的作用；并且设置稳定的道床，使道砟饱满、坚实，轨枕紧紧嵌固在道床里，提高轨道的框架刚度。

在轨道现代化中，采用新型的轨下基础，以减少维修工作量。一种是有砟轨枕板，另一种是无砟的整体道床，大多铺设在隧道、桥梁、高架铁路及地下铁道内。

无缝线路的出现推广，可以减少线路维修工作量的30％左右，还可以减少机车车辆的维修费用，因此，在世界各国发展很快。