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发现最美铁路·重走丝绸之路|火车“消音”背后的秘密

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  央广网兰州8月22日消息(记者王晶)曾经拥挤的绿皮车内,昏沉漫长的旅途,耳边“咣当、咣当“响个不停。躺在卧铺上,总觉得火车在来回晃动。相信这是许多乘坐火车的旅客都曾有过的感受。

  而这种坐火车的感受背后,也意味着普通火车“跑不快”。

  可如今,车轮与铁轨间有节奏的“咣当”声响却很难再听得到,甚至列车平稳的能让硬币直立在车厢窗台上不倒。中国红、琉璃金、海空蓝、长城灰的动车行驶在祖国广袤大地上,刷新着“中国速度”,高铁时代下,根根轨道间不再有缝隙,车辆在时速300公里之下行驶平顺。是何种技术使得高速列车在行驶中消弭声响、平稳畅行?今日(22日),记者走进西北地区最大的焊轨基地——兰州工务段河口南焊轨基地,带你一探究竟。

  在兰州工务段河口南焊轨基地,记者看到,轨排长得像蜈蚣,但正是这些密密麻麻的“腿”支撑你我出行的路。(央广网记者王晶 摄)

  释疑:记忆中的“咣当”声缘何消失 谁是“功臣”

  “咣当”声到底来自何处?其实,过去铁路轨道标准长度(12.5米或25米)的钢轨用夹板和螺栓连接而成,由于考虑热胀冷缩,钢轨之间必须预留一定的缝隙。这道不起眼的轨缝,不仅让列车在运行时发出了“哐当”声,更会缩短车轮使用寿命。

  为提高安全和舒适性,铁路部门将25米或100米长标准轨的夹板接头通过钢轨焊接技术连接成一条500米的无缝长轨,再通过长轨专用车安装。“哐当、哐当”声也变成了“嗦嗦嗦”的行进节奏。0.2毫米,仅相当于两三根头发丝的直径,这就是两根高铁钢轨母材焊接后所允许的表面平直度误差范围。如此一来,除了道岔区和一些特殊地段外,线路上基本没有了钢轨连接缝隙,列车运行中更加平顺。这种没有接头的长轨道,也就是中国高铁平稳、高速运行的关键所在。铁路没有了轨缝,提高了平顺性,消除了接头病害,速度提升的同时,安全性也有所提高。

焊接前的短轨(央广网记者王晶 摄)

  但在这其中还涉及到一个问题,如果钢轨没了缝隙,铁轨的热胀冷缩问题怎么解决?

  原来,轨道在焊接时必须根据线路通过地区的最高钢轨温度和最低钢轨温度以及无缝线路的允许温降、允许温升,计算确定线路的“锁定轨温”,尽可能平衡由最高和最低轨温之间的温差产生的温度应力。另外,采用了高强度的弹性扣件,扣压住钢轨的轨底,防止其失稳和变形。

正在处于焊接状态的钢轨(央广网记者王晶 摄)

  揭秘:从12.5米到500米 钢轨数十小时 “修成正果”

  一根完整的高铁钢轨的长度达到500米,立起来比一栋80层的大厦还要高出一大截。可看似如此坚硬的钢轨被起吊机抓起时,定睛观看却好比一根柔软的面条。记者走进焊轨车间,追溯到高速轨焊接生产的源头,也同样惊讶于将5根100米钢轨焊接成500米长轨,要经过12个车间厂房、十几道工序,长轨的生产线串起了所有车间。

  一段长500米、重达30吨的钢轨,缓缓吊入发往铁路轨现场的运轨列车上。(央广网记者王晶 摄)

  轨端除锈、钢轨焊接、焊缝时效、焊缝矫直、焊缝精铣……生产时,作业人员按下“启动”键,钢轨就通过轨道被运送到车间;每道工序间隔100米,正好是一根原材料钢轨的长度,这样,可对焊缝同时进行多道工序操作。但在所有工序中,焊接是极其重要的一环,学名“正火”,其实就是对每一个焊接点经过一次加热后快速冷却,相当于进行一番“淬炼”,使钢轨表面形成一层坚硬的保护膜,增加轨道的耐磨性。

  记者现场看到,正火过程中,焊接部位通红,最高温度达到890摄氏度。

焊工正在作业(央广网记者王晶 摄)

  长钢轨的焊接工艺复杂,钢轨接头顶部行车面的平直度偏差,须控制在每米0.1~0.3毫米内,以减少列车车轮与钢轨接触面磨擦而产生的颠簸;接头导向面平直度偏差,须控制在每米-0.2~0.1毫米内,这样达到减少钢轨侧面轮缘与车轮接触面的磨耗和列车左右蛇形晃动。但尽管焊接钢轨的设备用的是自动化技术,有时还要靠工匠“手感”去感应焊缝平顺度,而这个手感,就来自于长期工作所积累的经验。

钢轨正在进行二次“美容”(央广网记者王晶 摄)

  其次,列车的车轮在高速运转时,会对钢轨产生巨大的冲击,为确保每个焊头百分之百放心上线路使用,要对每个焊接接头的承载能力进行检测——落锤试验。记者在一旁观看到,试验处是一个高10米左右的铁塔,一节1米长、有焊头的钢轨被送进底部,1吨重的铁锤吊至半空后松开,重重砸向钢轨接头。其目的是要检验焊头能否经受得住1吨重的铁锤自由落体捶打。

  国际惯例,落槌实验进行一次即可,但兰州工务段往往要进行两次反复查验,最后做出“中国标准”。来,戳动图,感受一下“震感”。(央广网记者王晶 摄)

  可即便通过锤打这一关,焊接好的钢轨接头还须接受长轨“B超医生”的检查,工作人员运用超声波探伤仪,对接头的全身进行无损检测,通过超声波波形的变化进行判别,验证接头是不是有“病”,“病情”轻重如何。

  有“病”就开刀,把不达标的接头切掉,“无病”者给予健康证明,准许出厂。

  有意思的是,钢轨也有“身份证”。工作人员告诉记者,长轨焊接时每一个焊接加工数据均有历史记录,凭此编码,可追溯到该焊头是谁焊接的、焊接参数是多少以及探伤情况如何。

  最后,“大长腿”钢轨如何出门?如果以平常步伐行走,从500米钢轨的这一端到另一端,要走近7分钟。长轨运输现场36台龙门吊齐齐出动,在智能化集中控制系统操作下,整齐划一地伸出铁手,抓住钢轨,起吊。

  现在明白火车咣当声减少的秘密了吧?

  不过瘾?!可以戳此视频

  

  央广网兰州8月22日消息(记者王晶)曾经拥挤的绿皮车内,昏沉漫长的旅途,耳边“咣当、咣当“响个不停。躺在卧铺上,总觉得火车在来回晃动。相信这是许多乘坐火车的旅客都曾有过的感受。

  而这种坐火车的感受背后,也意味着普通火车“跑不快”。

  可如今,车轮与铁轨间有节奏的“咣当”声响却很难再听得到,甚至列车平稳的能让硬币直立在车厢窗台上不倒。中国红、琉璃金、海空蓝、长城灰的动车行驶在祖国广袤大地上,刷新着“中国速度”,高铁时代下,根根轨道间不再有缝隙,车辆在时速300公里之下行驶平顺。是何种技术使得高速列车在行驶中消弭声响、平稳畅行?今日(22日),记者走进西北地区最大的焊轨基地——兰州工务段河口南焊轨基地,带你一探究竟。

  在兰州工务段河口南焊轨基地,记者看到,轨排长得像蜈蚣,但正是这些密密麻麻的“腿”支撑你我出行的路。(央广网记者王晶 摄)

  释疑:记忆中的“咣当”声缘何消失 谁是“功臣”

  “咣当”声到底来自何处?其实,过去铁路轨道标准长度(12.5米或25米)的钢轨用夹板和螺栓连接而成,由于考虑热胀冷缩,钢轨之间必须预留一定的缝隙。这道不起眼的轨缝,不仅让列车在运行时发出了“哐当”声,更会缩短车轮使用寿命。

  为提高安全和舒适性,铁路部门将25米或100米长标准轨的夹板接头通过钢轨焊接技术连接成一条500米的无缝长轨,再通过长轨专用车安装。“哐当、哐当”声也变成了“嗦嗦嗦”的行进节奏。0.2毫米,仅相当于两三根头发丝的直径,这就是两根高铁钢轨母材焊接后所允许的表面平直度误差范围。如此一来,除了道岔区和一些特殊地段外,线路上基本没有了钢轨连接缝隙,列车运行中更加平顺。这种没有接头的长轨道,也就是中国高铁平稳、高速运行的关键所在。铁路没有了轨缝,提高了平顺性,消除了接头病害,速度提升的同时,安全性也有所提高。

焊接前的短轨(央广网记者王晶 摄)

  但在这其中还涉及到一个问题,如果钢轨没了缝隙,铁轨的热胀冷缩问题怎么解决?

  原来,轨道在焊接时必须根据线路通过地区的最高钢轨温度和最低钢轨温度以及无缝线路的允许温降、允许温升,计算确定线路的“锁定轨温”,尽可能平衡由最高和最低轨温之间的温差产生的温度应力。另外,采用了高强度的弹性扣件,扣压住钢轨的轨底,防止其失稳和变形。

正在处于焊接状态的钢轨(央广网记者王晶 摄)

  揭秘:从12.5米到500米 钢轨数十小时 “修成正果”

  一根完整的高铁钢轨的长度达到500米,立起来比一栋80层的大厦还要高出一大截。可看似如此坚硬的钢轨被起吊机抓起时,定睛观看却好比一根柔软的面条。记者走进焊轨车间,追溯到高速轨焊接生产的源头,也同样惊讶于将5根100米钢轨焊接成500米长轨,要经过12个车间厂房、十几道工序,长轨的生产线串起了所有车间。

  一段长500米、重达30吨的钢轨,缓缓吊入发往铁路轨现场的运轨列车上。(央广网记者王晶 摄)

  轨端除锈、钢轨焊接、焊缝时效、焊缝矫直、焊缝精铣……生产时,作业人员按下“启动”键,钢轨就通过轨道被运送到车间;每道工序间隔100米,正好是一根原材料钢轨的长度,这样,可对焊缝同时进行多道工序操作。但在所有工序中,焊接是极其重要的一环,学名“正火”,其实就是对每一个焊接点经过一次加热后快速冷却,相当于进行一番“淬炼”,使钢轨表面形成一层坚硬的保护膜,增加轨道的耐磨性。

  记者现场看到,正火过程中,焊接部位通红,最高温度达到890摄氏度。

焊工正在作业(央广网记者王晶 摄)

  长钢轨的焊接工艺复杂,钢轨接头顶部行车面的平直度偏差,须控制在每米0.1~0.3毫米内,以减少列车车轮与钢轨接触面磨擦而产生的颠簸;接头导向面平直度偏差,须控制在每米-0.2~0.1毫米内,这样达到减少钢轨侧面轮缘与车轮接触面的磨耗和列车左右蛇形晃动。但尽管焊接钢轨的设备用的是自动化技术,有时还要靠工匠“手感”去感应焊缝平顺度,而这个手感,就来自于长期工作所积累的经验。

钢轨正在进行二次“美容”(央广网记者王晶 摄)

  其次,列车的车轮在高速运转时,会对钢轨产生巨大的冲击,为确保每个焊头百分之百放心上线路使用,要对每个焊接接头的承载能力进行检测——落锤试验。记者在一旁观看到,试验处是一个高10米左右的铁塔,一节1米长、有焊头的钢轨被送进底部,1吨重的铁锤吊至半空后松开,重重砸向钢轨接头。其目的是要检验焊头能否经受得住1吨重的铁锤自由落体捶打。

  国际惯例,落槌实验进行一次即可,但兰州工务段往往要进行两次反复查验,最后做出“中国标准”。来,戳动图,感受一下“震感”。(央广网记者王晶 摄)

  可即便通过锤打这一关,焊接好的钢轨接头还须接受长轨“B超医生”的检查,工作人员运用超声波探伤仪,对接头的全身进行无损检测,通过超声波波形的变化进行判别,验证接头是不是有“病”,“病情”轻重如何。

  有“病”就开刀,把不达标的接头切掉,“无病”者给予健康证明,准许出厂。

  有意思的是,钢轨也有“身份证”。工作人员告诉记者,长轨焊接时每一个焊接加工数据均有历史记录,凭此编码,可追溯到该焊头是谁焊接的、焊接参数是多少以及探伤情况如何。

  最后,“大长腿”钢轨如何出门?如果以平常步伐行走,从500米钢轨的这一端到另一端,要走近7分钟。长轨运输现场36台龙门吊齐齐出动,在智能化集中控制系统操作下,整齐划一地伸出铁手,抓住钢轨,起吊。

  现在明白火车咣当声减少的秘密了吧?

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