當你坐在綠皮火車上，是否注意到窗外那有節奏的“咣當”、“咣當”聲？這不僅影響了我們的舒適感，更會讓人感到煩躁。而且，這種無盡的噪聲還會對列車輪對和車體造成損傷及磨耗。

然而，高鐵卻與衆不同，在 2023 年 6 月，來自馬來西亞等 15 個國家的記者們在中國高鐵上親身體驗了一場立硬幣的挑戰。

在時速高達 304 公裏的列車上，盡管列車風馳電掣，硬幣卻穩如泰山般立在窗沿，這神奇的一幕引得圍觀群衆紛紛喝彩。爲何高鐵和普鐵會有如此大的差距呢？高鐵能讓硬幣穩穩站立的奧秘究竟是什麽呢？

【高鐵的平穩運行】

首先要明白不同鐵路的劃分，通常可以分成三個等級。設計時速在 250 公裏（含）至 350 公裏（含）的鐵路，我們稱之爲高速鐵路，簡稱高鐵；設計時速在 200 公裏以上到 250 公裏以下的則是快速鐵路，又名快鐵，或者亞高鐵；而設計時速在 200 公裏以下的就是普通鐵路，也叫低速鐵路。

在普鐵中，鋼軌容易受溫度等因素影響而變形，爲此特意留了鐵軌軌縫。火車速度慢時還好，但速度一快，車輪對軌縫的沖擊力會大增，危及行車安全。所以，必須減少軌縫，讓列車跑得更平穩。我國高鐵采用的辦法就是無砟軌道。

無砟軌道就像是有砟軌道的“升級版本”，與普通鐵路所使用的有砟軌道大不相同。有砟軌道，就是大家常見的將鋼軌固定在枕木上，枕木下是由小碎石鋪成的道砟。有砟軌道具有鋪設簡便、綜合造價低廉的特點。

但是它就像一個調皮的孩子，容易變形，還經常需要維修，維修費用也不低。而且它會限制列車的運行速度，安全性、舒適性和經濟性也相對較差。所以，爲了高鐵的發展，我們需要設計出一種新的無砟軌道。

以混凝土軌枕等整體基礎取代傳統軌道結構，摒棄碎石路基，讓鋼軌和軌枕直接鋪設在混凝土路基上。如此一來，列車時速可穩步突破 300km，且運行平穩、順暢，使用壽命長，還能杜絕道砟飛濺的現象。

無砟軌道由上至下分別是無縫鋼軌、軌道板、填充層、底座板和滑動層。這五個部分看似平平無奇，實則凝聚了技術人員整整四年的心血。

無縫鋼軌就像一條長長的巨龍，由許多 25 米長的標准鋼軌連接焊接而成。它可以長達 2 至 3 公裏，甚至上百公裏，爲列車的平穩行駛提供了堅實的基礎。

無縫鋼軌就像一個整體，沒有了普通鐵軌上那些惱人的接頭，也消除了接頭帶來的沖擊力。這不僅減少了鐵路線路的磨損，還能讓軌道維修費用節約 30X? 75??旅客們可以享受到更平穩、更舒適的旅程，火車也終于可以放心地提速了！

【如何克服熱脹冷縮？】

雖然被稱作無縫軌道，但其實還是有接頭的哦~只是因爲接頭數量少到可以忽略，所以人們才覺得這段鐵路無縫銜接罷了。實際上啊，每條無縫鋼軌之間都有 11 毫米的小空隙，而每個接頭處都會被工人叔叔們用斜面焊接法焊接，而且在鋼軌接口處的 1.5 米範圍內，平直度誤差都不會超過 0.2 毫米，相當于 2 根頭發絲的粗細呢。

和傳統軌道的垂直立面焊接不同，這樣能大幅減輕列車行駛時的震動和噪音哦！當車輪駛至兩根鋼軌的接縫處時，可以同時壓在鋼軌上，平穩過渡，同時受力，不會産生振動呢。

鋼軌焊接是鋪設無縫線路的關鍵步驟，焊接接頭質量直接影響高鐵的平穩運行。目前，國內外主要有 4 種無縫鋼軌焊接方式，包括鋼軌閃光電阻焊、鋼軌氣壓焊接技術、鋁熱焊接技術和電弧焊技術。

作爲中國人，我們平時使用的是獨具特色的鋁熱焊接工藝！它猶如一個神奇的魔術，運用鋁熱劑的強烈的氧化還原反應，把焊劑中的鐵元素還原爲熾熱的鋼水。接著，這份炙熱的鋼水就像岩漿一樣澆灌到鋼軌的端頭模型中。當鋼水凝固後，我們就會發現，令人驚歎的是，兩節鋼軌已經緊密地焊接在一起，成爲一條堅固的鐵路軌道，爲我們的交通出行提供安全和可靠的保障。

這種鋼軌有著複雜的端面和較高的含碳量，而鋁熱焊法的優點在于簡潔高效，成功率高，焊接處十分平整。

無縫線路也得經受熱脹冷縮的自然考驗，巨大溫差下，無縫鋼軌內部的溫度應力可不小，很容易讓鋼軌失去穩定。工程師們想到了幾個好辦法，首先是優化鋼軌質量，用性能更優異的新型鋼材，再通過先進技術減少內部雜質，對鋼軌進行預應力處理，降低熱脹冷縮的幅度。

接下來，匠心打造扣件系統，讓扣件充當分散應力的小能手，把鋼軌緊緊地固定在混凝土軌枕上。如此一來，鋼軌熱脹冷縮只會沿著軌道方向，而不會移位，從而確保軌道的穩定性。此外，鋼軌鋪設區域被劃分成固定區、伸縮區和緩沖區，並配備了特制的鋼軌伸縮調節器，實現了軌道的微調，防止變形。

還要注意科學焊接，依據鐵路線所經區域的最高和最低鋼軌溫度、無縫線路允許溫降和允許溫升，盡量平衡最高和最低軌溫時的溫度應力，再選擇最優溫度鋪設，保證將鋼軌伸縮值的影響控制到最小。若有必要，可通過加熱或冷卻軌道來調整溫度，以維護軌道的穩定。

最後是定時精心的檢修保養，在鋼軌上安裝的溫度傳感器和加熱元件，就像鋼軌的私人醫生和護理師，實時監測和控制著鋼軌的溫度變化，通過科學的數據收集、整理、計算，合理地釋放了軌道應力，確保了無縫軌道的良好運行狀態。

【中國高鐵：從零到世界第一】

在 1990 年之前，中國鐵路的速度只有八九十公裏每小時。然而，2008 年 8 月 1 日，京津城際高鐵開通運營，成爲我國第一條設計時速達到 350 公裏的高鐵線路，這也標志著中國正式邁入了高鐵時代。

截至 2024 年，我國高鐵總裏程成功突破 4.5 萬公裏，穩居世界首位，比其他國家高鐵裏程總和還要多。中國高鐵，作爲中國制造的傑出代表，已走向全球。

2023 年 10 月 17 日，印尼雅萬高鐵開通運營，不僅成爲印尼和東南亞首條高鐵，也是中國高鐵走向世界的起點。同年，匈塞鐵路也有了重大突破，塞爾維亞段開通運營，高鐵正逐漸改變當地人的生活方式，這也意味著中國高鐵正式進入歐洲市場。

拉合爾軌道交通橙線項目位于巴基斯坦第二大城市拉合爾，是“一帶一路”倡議下在巴基斯坦落地的首個大型軌道交通項目。

中泰鐵路是泰國的第一條標准軌高速鐵路，原定于 2026 年一期工程開通，建成後將與中老鐵路相連，最後將連接中國昆明。中國鐵路走出國門的步伐正不斷加快，成爲“一帶一路”合作共贏的一張亮眼名片。

【結語】

經曆了無數鐵路人的辛勤努力，熱脹冷縮等鐵路技術難題相繼被攻克，中國高鐵實現了從模仿到超越的驚人轉變，如今更是走出國門，以其高安全性和可靠性、極致的性價比，作爲國家名片走向世界。期待未來中國高鐵再鑄輝煌，爲人們的出行提供更多的便利和安全保障。

中國科技，讓高鐵飛速馳騁！中國設備工程，揭開中國鐵軌的神秘面紗！