發(fā)現(xiàn)最美鐵路·重走絲綢之路|火車“消音”背后的秘密
央廣網(wǎng)蘭州8月22日消息(記者王晶)曾經(jīng)擁擠的綠皮車內(nèi),昏沉漫長的旅途,耳邊“咣當(dāng)、咣當(dāng)“響個(gè)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(jié)奏的“咣當(dāng)”聲響卻很難再聽得到,甚至列車平穩(wěn)的能讓硬幣直立在車廂窗臺上不倒。中國紅、琉璃金、?账{(lán)、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(shí)代下,根根軌道間不再有縫隙,車輛在時(shí)速300公里之下行駛平順。是何種技術(shù)使得高速列車在行駛中消弭聲響、平穩(wěn)暢行?今日(22日),記者走進(jìn)西北地區(qū)最大的焊軌基地——蘭州工務(wù)段河口南焊軌基地,帶你一探究竟。
釋疑:記憶中的“咣當(dāng)”聲緣何消失 誰是“功臣”
“咣當(dāng)”聲到底來自何處?其實(shí),過去鐵路軌道標(biāo)準(zhǔn)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(yù)留一定的縫隙。這道不起眼的軌縫,不僅讓列車在運(yùn)行時(shí)發(fā)出了“哐當(dāng)”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(biāo)準(zhǔn)軌的夾板接頭通過鋼軌焊接技術(shù)連接成一條500米的無縫長軌,再通過長軌專用車安裝!斑旬(dāng)、哐當(dāng)”聲也變成了“嗦嗦嗦”的行進(jìn)節(jié)奏。0.2毫米,僅相當(dāng)于兩三根頭發(fā)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(qū)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(yùn)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(wěn)、高速運(yùn)行的關(guān)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(shí),安全性也有所提高。
但在這其中還涉及到一個(gè)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(shí)必須根據(jù)線路通過地區(qū)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(jì)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(chǎn)生的溫度應(yīng)力。另外,采用了高強(qiáng)度的彈性扣件,扣壓住鋼軌的軌底,防止其失穩(wěn)和變形。
揭秘:從12.5米到500米 鋼軌數(shù)十小時(shí) “修成正果”
一根完整的高鐵鋼軌的長度達(dá)到500米,立起來比一棟80層的大廈還要高出一大截?煽此迫绱藞(jiān)硬的鋼軌被起吊機(jī)抓起時(shí),定睛觀看卻好比一根柔軟的面條。記者走進(jìn)焊軌車間,追溯到高速軌焊接生產(chǎn)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(jīng)過12個(gè)車間廠房、十幾道工序,長軌的生產(chǎn)線串起了所有車間。
軌端除銹、鋼軌焊接、焊縫時(shí)效、焊縫矯直、焊縫精銑……生產(chǎn)時(shí),作業(yè)人員按下“啟動”鍵,鋼軌就通過軌道被運(yùn)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(shí)進(jìn)行多道工序操作。但在所有工序中,焊接是極其重要的一環(huán),學(xué)名“正火”,其實(shí)就是對每一個(gè)焊接點(diǎn)經(jīng)過一次加熱后快速冷卻,相當(dāng)于進(jìn)行一番“淬煉”,使鋼軌表面形成一層堅(jiān)硬的保護(hù)膜,增加軌道的耐磨性。
記者現(xiàn)場看到,正火過程中,焊接部位通紅,最高溫度達(dá)到890攝氏度。
長鋼軌的焊接工藝復(fù)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(nèi),以減少列車車輪與鋼軌接觸面磨擦而產(chǎn)生的顛簸;接頭導(dǎo)向面平直度偏差,須控制在每米-0.2~0.1毫米內(nèi),這樣達(dá)到減少鋼軌側(cè)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(shè)備用的是自動化技術(shù),有時(shí)還要靠工匠“手感”去感應(yīng)焊縫平順度,而這個(gè)手感,就來自于長期工作所積累的經(jīng)驗(yàn)。
其次,列車的車輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),會對鋼軌產(chǎn)生巨大的沖擊,為確保每個(gè)焊頭百分之百放心上線路使用,要對每個(gè)焊接接頭的承載能力進(jìn)行檢測——落錘試驗(yàn)。記者在一旁觀看到,試驗(yàn)處是一個(gè)高10米左右的鐵塔,一節(jié)1米長、有焊頭的鋼軌被送進(jìn)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(yàn)焊頭能否經(jīng)受得住1噸重的鐵錘自由落體捶打。
可即便通過錘打這一關(guān),焊接好的鋼軌接頭還須接受長軌“B超醫(yī)生”的檢查,工作人員運(yùn)用超聲波探傷儀,對接頭的全身進(jìn)行無損檢測,通過超聲波波形的變化進(jìn)行判別,驗(yàn)證接頭是不是有“病”,“病情”輕重如何。
有“病”就開刀,把不達(dá)標(biāo)的接頭切掉,“無病”者給予健康證明,準(zhǔn)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(shí)每一個(gè)焊接加工數(shù)據(jù)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(shù)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(yùn)輸現(xiàn)場36臺龍門吊齊齊出動,在智能化集中控制系統(tǒng)操作下,整齊劃一地伸出鐵手,抓住鋼軌,起吊。
現(xiàn)在明白火車咣當(dāng)聲減少的秘密了吧?