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轨道的前世今生
作者:xxhxgk    发布于:2012-03-07 10:47:26    文字:【】【】【
摘要:轨道的前世今生

有火车必然有轨道,火车与轨道是一对密不可分的“兄弟”。可是你知道吗?轨道的诞生远比火车早得多,它经历了从木轨到铁轨再到钢轨的过程。轨道是保证火车安全运行的“根基”。在过去漫长的岁月里,人们不知花费了多少心血,不断总结经验和教训,才使轨道成为今天这个样子。
原始的木头轨道
早在16世纪中叶,英国的钢铁工业兴起,到处都在采矿。可是,当时矿山运输还很落后,铁矿石全靠马拉、人背,劳动效率极低。为了多运铁矿石,有位公司老板想出一个法子:从山上向坡下平放两股平行的圆木,一根接一根地摆到山下。当装满矿石的斗车顺着两股圆木下滑的时候,山上的人大声喊叫着:“注意,车下来啦!”山下的人也大声回应:“车到啦,好!”
这就是初期的木头轨道。
木头轨道制作简单,由上向下运送重物也很省力,一时受到欢迎。不过,如果在平地上使用木头轨道效果不大,省力也不多。而且,这种木头轨道不耐用,磨损大。
早期的生铁轨道
到了1767年,有人试着用生铁制成轨道,以取代木头轨道,使之成为真正意义上的“铁路”。这比司蒂芬孙于1825年发明火车早了半个多世纪。铁轨比木头轨道的体积小许多,可直接放在地面上,斗车的轮子也是铁制的,推起来“当当”作响,运煤、送货省力省时。但是,斗车内装的东西不能过重。有一回,一辆斗车装货多了,把铁轨压到了地面下,结果车翻货出,差点伤了人。
怎么办?看来,必须解决地面的承受力问题,同时还要考虑铁轨的长度问题。就是在解决这些问题的过程中,逐渐形成了今天的铁路。
熟铁代替生铁
随着火车头牵引的车厢越来越多、载重越来越大,为了解决轨道承受力不足的问题,人们便用轧制的熟铁代替生铁。这种轨道比原先的轨道好,不发脆,在重压下不致断裂。因此,轨道的制作又大大改进了一步,虽然形状照旧,可强度大为提高。后来,人们又发明了钢轨,从根本上解决了轨道承受力问题。
巧解压力难题
火车自身的重量很重。有人想到:如果把这个重量分散到枕木上,再由枕木分散到道床上,道床所受的力再均匀地分散到路基上,这个力量就变得小了许多。经过这样的传递过程,接触面积逐渐增大,单位面积的压力就相应降低,路基就不会被压坏了。
这个思路是很科学的。可以说,今天的铁路仍然是根据这个原理建成的。可是具体地说,道床应该铺成什么样子?使用什么材料?此外,枕木尺寸多大适宜?这一系列的问题需要解决。19世纪初,英国铁路公司征求新的轨道设计方案,并设数万英镑重奖。一时间,英国、法国、比利时等国的应征者蜂拥而至,图纸、模型堆积似小山。经过专家们筛选,***终形成******方案:把枕木铺在用石子堆成的道床上,再把钢轨钉在枕木上。这样一来,道床上的石子可以调整钢轨顶面的高低不平,防止枕木移动,而且利于排水。
钢轨怕冷又怕热
火车行驶的路程很长,钢轨则不可能无限长,一般一根为12米~25米。早期的轨道是一根紧接一根,之间的接缝没有一点空隙。夏天酷热,钢轨受热膨胀,把笔直的铁路“顶”得弯成个凸肚子,火车无法行驶;冬天寒冷,钢轨又收缩,发生断裂,火车同样无法行驶。这件事教育了铁路建筑者,他们想:如果在钢轨的接头之间留点缝隙,还怕它热胀冷缩吗?
无缝钢轨诞生
旧的问题解决了,又出现新的问题:钢轨的缝隙接头越多,火车运行中的震动就越剧烈,发出的噪声也就越大。而且,钢轨的裂损有60%是产生在接头处。于是,人们又开动脑筋,设法解决钢轨的缝隙问题。


 

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