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轨距

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宽轨
  巴登大公国国家铁路 3,000毫米(9英尺10 18英寸)
  大西部铁路 2,140毫米(7英尺0 14英寸)
  南亚宽轨 1,676毫米(5英尺6英寸)
  伊比利亚轨距 1,668毫米(5英尺5 2132英寸)
  爱尔兰轨距 1,600毫米(5英尺3英寸)
  俄罗斯轨距 1,520毫米(4英尺11 2732英寸)

标准轨距(乔治·史蒂芬生)
  标准 1,435毫米(4英尺8 12英寸)

中轨距
  马车轨距 1,372毫米(4英尺6英寸)
  三六轨距 1,067毫米(3英尺6英寸)
  米轨 1,000毫米(3英尺3 38英寸)

窄轨
  三英尺 914毫米(3英尺)
  瑞典三英尺 891毫米(2英尺11 332英寸)
  五分 762毫米(2英尺6英寸)
  波斯尼亚 760毫米(2英尺5 1516英寸)

迷你轨距
  十五英寸轨距 381毫米(15英寸)

  • 过轨站
  • 三线导轨条
  • 改轨
    • 列表
  • 轮对交换
  • 轨间可变车轴

  • 北美
  • 南美
  • 欧洲
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铁路轨道是一种铁路设施德语Bahnanlage,简称路轨铁轨轨道等,也称钢轨股道。用于铁路上,并与转辙器道岔合作,令火车无需转向便能行走。轨道通常由两条平衡的钢轨组成。钢轨固定放在枕木上,枕木之下为道碴

以钢铁制成的路轨,可以比其它物料承受更大的重量。枕木亦称轨枕路枕,功用是把钢轨的重量分开散布,和保持路轨固定,维持路轨的轨距

一般而言,轨道的底部为石砾铺成的道碴道砟。道碴亦称路碴碎石道床,是为轨道提供弹性及排水功能。铁轨也可以铺在混凝土筑成的基座上(在上就相当常见),甚至嵌在混凝土里。

铁路路轨
无道砟铁轨

铁路钢轨

钢轨的切面。左边的属于平底型,可以稳定地放在枕轨上。右边的是凸头型,在英国曾经常用。最初设想是一个轨面磨损过后,还可以反转后使用另一面。

最早期的路轨使用的“板式铁轨”,用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重很低,所以虽然建造的成本很低,但长远来说并不划算,目前此类路轨仅在木制云霄飞车英语Wooden_roller_coaster上广泛使用。

后来铁路开始改用铁轨,经过数十年的改进,使用的物料改成钢,而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力,故此需要使用钢料质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其他的应用都为高。同样的小瑕疵,在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题;但在铁路钢轨出现则随时会导致路轨断裂而引致列车出轨。 

钢轨并不便宜,占铁路成本中相当重要的部分。

现代使用的钢轨切面成“工”字形,类似结构工程用的工字梁,其分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路线上应该选择使用那一种,需要考虑经济及技术等因素。

钢轨的种类及强度以kg/m表示。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大。现在欧洲的铁路常见的钢轨有以下多种重量:

  • 40kg/m
  • 50kg/m
  • 60kg/m

中国则有:

  • 50kg/m
  • 60kg/m
  • 75kg/m

主要线路使用的是60kg/m或75kg/m的钢轨。

美国使用的钢轨更重,某些运煤线路可重达77kg/m。

接合

鱼尾板

鱼尾板

把钢轨连接成轨道的方法有多种。最传统的做法会把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上,各截钢轨之间有接头(亦称接缝)。英国习惯两条路轨会在相同的地方有接头,但美国则会放在不同的地方。接头使用鱼尾板(亦称鱼尾钣)接合,它是一块约六十厘米长的钢板,两端有四或六口钢栓,用来扣在钢轨上的小洞。钢轨之间特地留有间隙,约为6mm宽,称为伸缩接缝。钢轨上鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的,这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨胀的空间。这对钢轨是非常重要的:如果没有膨胀的空间,每当温度改变一度,钢轨就需要承受1.6吨的压力或拉力。如果一个地方每年最高及最低温度相差三十度,这力可以达到五十吨。一条钢轨可能会因而变得歪歪斜斜,影响行车安全。 

虽然这样可以解决热胀冷缩的问题,但是路轨上留有的小接缝使列车驶过时产生噪音。除非路轨的保养得非常良好,否则这种有接缝的路轨不适宜让高速列车行驶;也会影响铁路运输的平稳性。很多铁路发达的国家依然会在低速路线、非重要的路线或支线使用这种路轨接合。鱼尾板亦常见于缺乏现代化投资的路线。美国由于车速不快,且木制枕木成本便宜,大部分的路线都使用鱼尾板木制轨枕

持续焊接

持续焊接轨道

另一种较新的连接钢轨的方法是持续焊接轨道(Continuous Welded Rail,CWR),亦称长焊钢轨。这种方法把数千米长的钢轨以铝热剂焊接接成连续的一条。由于没有了接缝,使得路轨的强度获得增加、需要的维修较少,车辆行驶时也更平稳、安静。

焊接接合轨道的成本较使用鱼尾板来的昂贵。但强度及平稳性较高,车辆可以在持续焊接轨道上以更高速度行驶,摩擦力亦得到减少。

为解决无缝轨道在冷缩热胀时可能会歪曲的问题,钢轨需要被紧紧地锁定在线路上,使它们的伸缩自由受到限制。一般的做法是使用混凝土制成的轨枕,用坚固的扣件把钢轨扣上,下方再配以足够的道碴或使用无道砟轨道。每次更换或敷设钢轨时,钢轨会被先被拉长使它们膨胀,然后才锁定在轨枕上。这样就算日后温度增高,路轨的膨胀亦会减少。锁定轨道的温度亦很重要。一般每段轨道都会参考当地最高及最低温度,然后计算出合适的温度。如果日后温度超出最初的预算(例如出现异常的炎夏或寒冬),无缝轨道可能会弯曲或断裂。

使用持续焊接的轨道仍然可以在需要的地方使用接头。但这些接头多数都不是九十度直线打横越过钢轨,而是以很斜的角度接合。这样车轮经过时的震动及噪音都会大大减少,但钢轨仍然会有膨胀的空间。这种接头被称为調節道岔(Adjustment Switch)。

铁轨检测

铁轨检测系统可装载于轨道检查车和列车上,这套系统可针对铁轨道,检测轨面,轨足,枕木,扣件,螺栓,道床,道碴等做检查。 此系统可提供实时跟踪图像记录和状态监测,并可以瑕疵分类和自动轨道裂纹和缺陷的位置报告功能。

维修

铁路轨道必须经常维修以维持良好运作状态。路轨维修是繁重的工作,以往要花费很多人力来完成,近年逐渐以机器取代。铁路轨道的主要保养维修工作包括有:

  • 打磨钢轨,改善钢轨的平面及纵面
  • 更换部分或全部钢轨
  • 更换轨枕
  • 捣固、清理、更换及补充道碴

相关题目

外部链接

  1. ^ 徐鹤寿. 秦沈客运专线建造技术. 中国铁道科学. 2003, (2): 4-10.

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