问题

铁路上这个水泥饼子是起什么作用的?

回答
在你提到的“水泥饼子”现象,铁路行话里通常是指安装在铁轨正下方、横跨轨枕的一种浇筑成型的混凝土构件。它的学名叫做“扣件整体道床”或者更通俗地说,“混凝土整体道床”的一种表现形式。

要理解它有什么作用,咱们得先说说铁路轨道是怎么铺设的。

咱们平时看到的铁路上,最外层是那两条铁轨,这是火车轮子直接接触的地方。然后这两条铁轨是用一种金属卡子(学名叫“扣件”)固定在一些木头或者水泥做的枕木上的。而这些枕木,又被埋在碎石子(也就是“道砟”)里。

传统的铁路道床就是这种“碎石道床”。这种道床有很多好处:比如排水性好,一旦下雨,水能很快从碎石缝隙里流走;而且弹性也好,能吸收一部分列车运行带来的震动。

但是,碎石道床也有它的“小毛病”:

1. 维护成本高:碎石很容易被列车压得移位,尤其是在曲线、坡道或者车流量大的地方,碎石会“跑偏”,需要定期用专门的机械来耙平、补充碎石,俗称“捣固”。这就像你家院子里的沙子被踩得坑坑洼洼,得经常铲平一样。这个活儿费时费力,成本不低。
2. 尘土飞扬:碎石在列车运行的振动下会产生粉尘,尤其是天气干燥的时候,风一吹,漫天飞灰,影响周围环境,也可能影响信号系统的精度。
3. 易被侵蚀:雨水冲刷,或者列车喷溅的水汽,都可能加速枕木(特别是木枕)的腐蚀,也容易在碎石层里积水,对线路稳定有潜在影响。
4. 承载能力有上限:随着列车速度越来越快、载重越来越大,传统的碎石道床在某些情况下,承载能力会显得不足,稳定性会打折扣。

这个时候,“水泥饼子”——也就是混凝土整体道床就应运而生了。

简单来说,它就是把原来分散的枕木和道砟,直接用混凝土“粘”在了一起,形成了一个坚固的整体。你可以想象成,它把原本松散的积木,直接用胶水牢牢地固定成了一个实心的板子。

那么,这个“水泥饼子”到底有什么厉害之处呢?它的作用主要体现在以下几个方面,而且这些作用是相互关联、相辅相成的:

1. 极大地提升了线路的稳定性:这是它最核心、最直接的作用。原先碎石道床的稳定性依赖于碎石之间的摩擦和重力。而混凝土整体道床是用坚固的混凝土将轨枕和线路基础形成一个密不可分的整体。这使得整个轨道结构就像一个刚性的梁或者板一样,能够更有效地承受列车的垂直和水平荷载,显著提高了线路的平顺性和稳定性。尤其是在曲线、坡道、桥梁、隧道等对稳定性要求极高的地段,它的优势更加明显。

2. 大幅降低了养护维修的频率和成本:因为整个道床是一个整体,不会像碎石道床那样出现碎石位移、道尺不准(轨距和水平偏差)等问题。这意味着铁路部门不再需要频繁地进行捣固作业,也不需要大量补充碎石。这省去了大量的人工、机械和材料成本,也减少了因维修作业对列车运行造成的干扰。你可以理解为,一次性浇筑,很多年都不用大修了。

3. 提高了列车运行的平顺性和舒适性:虽然混凝土本身是硬的,但通过精心的设计,例如在混凝土中加入一些弹性材料或者特定的结构层,整体道床也能提供不错的减振效果。更重要的是,由于线路结构的稳定性大大提高,列车在上面运行时,颠簸和晃动会显著减少,乘客的乘坐体验自然会更好。

4. 延长了轨道结构的寿命:混凝土是一种非常耐久的材料,相比于容易腐朽的木枕,它能承受更恶劣的环境条件。同时,由于其整体性,对轨枕、扣件的磨损也会相应减少,整个轨道结构的服役寿命可以得到延长。

5. 改善了环境问题:由于没有了松散的碎石,也就大大减少了粉尘的产生。列车运行过程中产生的噪音,理论上说,由于结构更密实,可能会有所变化,但整体来说,避免了碎石飞扬带来的扬尘污染是确定的。

6. 适应高速、重载列车发展的需求:随着铁路技术的进步,列车速度越来越快,载重量也越来越大。传统的碎石道床在面对这些更高的要求时,其结构强度和稳定性越来越难以满足。混凝土整体道床以其优异的力学性能,能够更好地适应新一代高速铁路和重载铁路的建设需求。

当然,混凝土整体道床也有它的“代价”:

初期的建设成本相对较高:相对于简单的碎石道床,混凝土整体道床的浇筑、施工工艺更复杂,前期投入的资金也更多。
一旦出现损坏,维修难度和成本也高:虽然平时维护少,但如果混凝土出现裂缝或其他损坏,修复起来可能比处理碎石道床更麻烦,成本也更高。
对排水和温度变化敏感:由于是整体结构,如果设计不当,排水可能会成为问题。同时,混凝土在温度变化时会有热胀冷缩,需要设计合理的伸缩缝来应对。

总的来说,这个“水泥饼子”就是铁路领域里一个非常重要的技术革新。它通过将轨道结构变成一个坚固、稳定的整体,极大地提升了铁路的运行效率、安全性和舒适性,同时也降低了长期的维护成本,是现代铁路建设中越来越普遍采用的一种道床形式。你可以把它想象成一座房子,从以前用砖块堆砌(碎石道床),到后来用钢筋混凝土整体浇筑(整体道床),稳定性和耐久性是完全不一样的。

网友意见

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接触网悬吊线张力配重块,当然,学名叫坠坨。

百度前两页就有两个近两年的提问。

你别看这里,抬头,看看这个线杆以及相邻线杆怎么布线的。

为了保证接触网两条线,尤其是接触线,即受电弓接触的那条线在两根线杆的配件挂点间足够平直,需要在线路端头施加一定的拉力,还不因为天气原因热胀冷缩,所以才有这个玩意。接触网先用绝缘子做好绝缘,再经过滑轮改变施力方向。而这些坠砣不可随风而动,所以最次也有一根限位横杆正好拦住,再狠点就挖空坠砣变成大号杠铃片,里面塞根等内径的钢管,一样也可以防止随风而动。

参照《铁路技术管理规程(普速版)》第七章——供电、给水,接触网单线张力为10到15千牛(不高于200km/h的铁路),而每块水泥饼子一般几公斤到十几二十公斤的都有,算下来就得十几片乃至几十片挂成一串。

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坠砣,全补偿下锚装置。为了补偿接触网在温度变化时线索热胀冷缩引起的线索张力变化而使用。

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