鋼軌被切割成一段一段的主要是為了應對熱脹冷縮、分散應力、便于維修和更換等需求。以下是詳細的原因和工藝說明:
1. 熱脹冷縮的應對
鋼軌在溫度變化時會發生熱脹冷縮。如果鋼軌是連續鋪設的,溫度升高時鋼軌會膨脹,可能導致軌道變形甚至脫軌;溫度降低時鋼軌會收縮,可能產生過大的拉應力,導致鋼軌斷裂。
通過將鋼軌切割成一定長度的段,并在每段之間留出適當的縫隙(稱為“軌縫”),可以允許鋼軌在溫度變化時自由伸縮,避免因熱脹冷縮引起的應力集中。
2. 分散應力
列車在行駛時會對鋼軌產生巨大的動態載荷和沖擊力。如果鋼軌是連續的,這些應力會集中在某些區域,容易導致鋼軌疲勞、裂紋甚至斷裂。
分段設計可以將應力分散到多個截面上,減少局部應力集中,延長鋼軌的使用壽命。
3. 便于維修和更換
分段鋼軌的設計使得維修和更換更加方便。如果某一段鋼軌出現損壞,只需更換該段即可,而不需要更換整條軌道,大大降低了維護成本和時間。