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全世界只有中國會!高鐵軌域有種「獨門絕技」,領先老外幾十年?

2024-01-08科學

高鐵鋼軌廢棄量遠超想象

隨著中國綜合國力等各方面的提高,中國的基礎設施建設在全世界範圍內可以說是較為優秀的存在。 中國高鐵在中國的基礎設施建設中,無疑是一張引人註目的「名片」。

中國高鐵的總建設距離達到了十幾萬 公裏, 與此相對應的鐵軌、檢修路段的站內軌域等部份,其長度可能會超過這一總長度。那麽這些廢棄的鋼軌會如何處理?

我們先來了解一下鋼軌的使用壽命。正常情況下, 鋼軌的使用年限在10-15年 左右。 然而使用壽命的長短還會受到鋼軌質素、路線的營運強度、車輛的速度和重量、氣候和環境等因素的影響。

在這些因素的綜合作用下,鋼軌會出現磨損、變形、裂紋等,會影響到鐵路執行的平穩性和安全性。因此, 鐵路部門會定期的對鋼軌進行檢查、維修和更換。

高鐵的鋼軌相較於普通鐵路的鋼軌有著更高的要求。 高鐵的時速可達250公裏 以上,為了承受住高速執行帶來的巨大壓力和沖擊, 便要求高鐵的鋼軌必須具有高強度、高韌性、高耐磨性、高穩定性等特點。

同時, 高鐵使用了電氣化牽引系統, 需要透過鋼軌進行電流傳輸。因此高鐵的鋼軌還需要具備一定的導電性。

即使高鐵的鋼軌對於材料和加工的要求非常高,用的都是高標準的高鐵鋼軌。然而, 長時間、高頻次的使用同樣給鋼軌帶來了老化和損壞的情況。

以全國最為繁忙的一條路線——京滬高鐵為例, 京滬高鐵的最大行駛速度為350公裏/小時 ,其最短的發車時間間隔僅為4分鐘 , 這使其成為目前全球最高執行速度的高速鐵路之一。

京滬高鐵的總執行列車數量接近120萬列, 日均執行列車數從最初的131列 增長到現在的568列 , 累計的行駛距離超出了15.8億公裏,這相當於繞赤道行駛了近4萬圈。

如此繁重的運輸壓力對於鋼軌來說是巨大的挑戰,因此, 京滬高速鐵路基本2年 左右的時間就需要進行一次大修換軌。

廢棄的鋼軌去哪兒了?

我們經常會看到廢棄的高鐵鋼軌被囤積在一片空地上,任由它們被風吹雨打腐蝕損壞,或者直接在軌域附近埋了。 那麽這些鋼軌為何不加以回收利用,反而讓它們直接報廢呢?

實際上,現有的鋼軌都采用了獨特的材質和制造工藝, 一般的工廠是根本無法進行回爐冶煉的。只有高價的電爐器材才有可能將其融解重鑄。

此外還要耗費大量的電力資源,搭上運輸成本,儲存成本,人力成本等, 全部加起來可能比重新冶煉一批鋼軌還要昂貴。

除成本外,技術也是一大壁壘。 目前國內二次加工鋼軌的技術還不成熟, 沒辦法支撐鋼軌再加工的全過程。

這時人們可能又有另一個疑問:就算不把這些鋼軌回爐重鑄, 難道不能賣給個人或企業再利用嗎?

要知道,鋼軌屬於國家特制鋼材, 是國有財產,是不允許個人或民間進行私下處理的。 如果有人偷拿鋼軌進行買賣交易的話,屬於犯罪行為,沒有人敢這樣做。

但這並不意味著所有鋼軌都被這樣白白「浪費」了。 有些質素較好的鋼軌經檢測、修復、加工後可以放到普速列車的鐵路上繼續使用, 或是被用作其他工廠運貨的軌域。

而那些損壞嚴重的鋼軌之後會被開發成刀具、工器具、鑄件等產品。 只有那小部份重新利用價值不高的鋼軌才會被就地掩埋或是在空地上閑置等。

怎樣更換鋼軌?

既然高鐵鋼軌需要定期維護和更換, 如此沈重碩大的鋼軌究竟是如何進行更換的? 為何我們幾乎從來沒有看到過有人在進行鋼軌更換?

首先, 鋼軌是由多個部份組合而成的,因此它是可以被拆解的。 但是,即便是被拆解,也不是簡單的人力可以移動的。

通常,鐵路部門的員工會使用起重機將鋼軌吊起, 然後再用同樣的方法將新的鋼軌重新吊起。 關於被拆下的鋼軌,部份被放置在附近,部份被運回站內,還有一部份被埋在軌域附近。

同時 ,中國還擁有一體化換軌技術 ,其原理是焊軌車和施工車到達指定的作業位置,將新鋼軌固定到作業終點,施工車組由作業終點向作業起點執行卸新軌, 過程中利用車載焊機將新軌焊接成一根長軌。

當作業車到達作業起點後, 將舊軌提起並匯入作業車鋼軌導槽內, 施工車組由作業起點向作業終點執行,同步將新軌換入、舊軌回收到車上,最後將作業起點和終點處的軌頭焊接形成無縫路線;完成鋼軌的運、卸、換、焊、收等工序。

在一次次的實踐過程中,不斷創新突破,為高鐵一體化換軌施工不斷提供新工法, 最佳化換軌方案,保證換軌作業更加標準化。

此外, 中國高鐵均采用了無縫鋼軌技術。 該項技術是由中國100%自主研發的,目前全球範圍內只有中國掌握了這門技術。

無縫鋼軌采用的是特種鋼鐵,不僅能夠承受住時速300公裏的高鐵,甚至在鋼軌上找不到一絲一毫凸起的部份,行駛起來十分平緩。 同時也延長了鋼軌的使用壽命,提高鋼軌的使用效率,減少鋼鐵資源的浪費。

實際上,不僅是鋼軌, 就算是高鐵到了使用年限也可能會面臨報廢。 造價一億多的高鐵列車在報廢時可能會被降級處理,用來運輸貨物或跑普通的鐵路。

至於沒有服役價值的則要回廠拆卸, 然後回收車內重要的零部件, 等拆到差不多時,保存較好的高鐵列車框架,還可以被放進博物館或特色公園進行展覽等。

對於廢棄材料的回收和再利用也體現出一個國家的智慧, 中國依靠自身強大的基建能力和技術,支撐建設起只有中國擁有的「無縫鋼軌」和「中國高鐵」, 相信未來會突破現有的技術壁壘,找到處理廢棄鋼軌更好的方法。