小藥師在太平山上,被朋友問到鐵軌邊邊為何要放石頭,一開始小藥師也不是很清楚,現在整理一下,為大家解說:


1.鐵軌架設在土地上,因為鐵軌與火車車輪的接觸面積小,然而火車非常重,因此鐵軌所承受的壓力相當地大(壓力=重量 ÷ 接觸面積),因此鐵軌下面必須鋪設枕木及石頭,以分散火車的重量,防止鐵軌因壓力太大而下陷到泥土裡,也可以從鐵軌的左右邊固定鐵軌。
2.為什麼鐵軌底下要鋪石頭(道碴)呢?
因為鐵軌和枕木必須長期承受火車的重量,而碎石頭的一個任務就擔任著防止鐵軌下陷的緩衝工作。
另外火車高速通過鐵軌,會產生噪音和高熱,而碎石頭的另外兩個重要工作就是吸收噪音和吸熱。
大家如果注意,會發現鐵軌間鋪的石頭都是鑿碎的,形狀非常不規則,這樣的石頭容易碎裂,如此一來,就可以因為石頭的碎裂而吸收掉火車通過時所產生的高熱;如果鋪的是圓潤光滑的石頭,因為不容易碎裂,吸熱的效果就不好了!
3.碎石頭遇到水,會讓水分滲到下面去,不會滯留在鐵軌上面,讓火車打滑。
4.相同的道理,一些小灰塵或是塵土等細小物體,也會掉落在小石頭下面,才不會影響火車行進。
5.碎小石頭也可以分散火車行進所產生的震動,讓火車的乘客感覺比較舒適。
那是不是所有的鐵軌都有石頭呢?
當然不是,最容易想到沒有石頭的,就是磁浮列車,當然不可能有石頭,那台灣高鐵呢?
高鐵有輪子,大多數部分是採用道版軌道,但是少部分還是用道碴鐵軌

 

 

另外補充一點,青藏鐵路,就是非常長的那一條(1956公里),因為會經過一段永凍土,所以部分路段也是使用了碎石來作為散熱的基底。

台灣高鐵主線採用之五種軌道系統

 

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日本版式軌道:
已鋪設於日本新幹線超過三十年以上,具有良好運行及少維修記錄。此系統主要鋪設於車站間的主線道,約佔高鐵全線軌道80.9%。

其主要構造由上而下分別為鋼軌、日本直8R型扣件系統、預鑄混凝土軌道版、CA砂漿、路盤混凝土與防動塊等單元組成;此種軌道構造之特點是以預鑄混凝土軌道版與CA砂漿,代替傳統道碴軌道之軌枕與道碴功能。

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Rheda版式軌道:
為滿足在高架橋上設置道岔系統的需求,故採用具有實績的高速道岔系統及最佳版式軌道設計組合,主要鋪設於列車進出而需設置道岔的車站區間,約佔高鐵全線軌道14%。

Rheda軌道係由兩個預鑄混凝土枕塊以桁架連接,鋼軌固定於枕塊形成軌框,枕塊間的桁架與軌道混凝土之鋼筋綁紮一起,經由混凝土澆注結合成一體。Rheda軌道主要組件包括JIS60鋼軌、扣件(Vossloh 300型)、Rheda軌枕、道床混凝土(Slab Concrete)、彈性膜(Elastomeric Foil)、剪力榫(Cam Plate)與橡膠墊片(Elastomeric Bearing)、以及保護層(Protection Layer)。

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道碴軌道:
考量原地面因列車載重而產生的沉陷問題,採用道碴軌道具有最大的調整性。此一傳統軌道形式主要鋪設於左營地區之地面路段,約佔高鐵全線軌道1.2%。

高速鐵路臨近左營基地之高架橋終點(里程343K+103至左營站尾端止(里程約346K+300),約有3.2公里長為道碴軌道,另六家、烏日、左營基地與燕巢總機廠之廠房外軌道亦採用道碴軌道。道碴軌道之主要構造由下而上分別由路基、道碴基層(Prepared Subgrade Layer)、道碴次層(Subballast Layer)、道碴層(Ballast Layer)、軌枕(Sleeper)、鋼軌墊片(Rail Pad)、扣件及鋼軌等構件所組成。

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低振動LVT軌道:
考量減緩台北地下隧道段噪音、振動對鄰近住戶影響,採用低振動軌道,約佔高鐵全線軌道3.6%。高鐵於大台北都會區低速隧道路段,除道岔及台北車站站區外採用LVT軌道系統,由兩個混凝土枕塊所組成,每個混凝土枕塊下方置有彈性墊片,及以橡膠靴包覆之混凝土枕塊,固定於長銲鋼軌下方,一併澆置道床混凝土,使混凝土枕塊固著於道床混凝土中。整個LVT軌道構件包括:JIS60鋼軌、Vossloh W14扣件、混凝土枕塊、彈性橡膠墊、橡膠靴及軌道混凝土

 

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嵌入式軌道:
此軌道形式可解決既存台北車站月台淨空過低的問題,約佔高鐵全線軌道0.3%。

使用荷蘭Edilon公司發展之連續支撐軌道型式,將鋼軌埋入具有彈性之填充材料(Edilon Corkelast VA-60)中,以填充材料包覆固定鋼軌,並於鋼軌下方舖設條狀橡膠彈性墊,而此種軌道型式於高鐵正線軌道中,僅用於高鐵台北站地下月台區之四個股道總長1832公尺之路段,另於各基地廠房區亦局部使用本軌道型式。埋入式軌道主要組件包括JIS 60鋼軌、填充材料、條狀橡膠彈性墊及道床混凝土等。

 


那日本呢?
日本的新幹線用不用石頭?
其實日本的新幹線也是用輪子的,所以跟台灣高鐵差不多,有部分是用
道碴軌道。

不過日本還有一項新科技,是
軌距可變列車(Free Gauge Train,FGT)(如下圖),就沒有石頭啦。
軌距可變列車(FGT).jpg

其實西班牙也有

西班牙國鐵120型電力動車組.jpg

(這是西班牙國鐵120型電力動車組,四節全動力(Mc+M+M+Mc),最大功率4000KW,最高速度250KM,可使用DC3KV及AC25KV 50Hz。)

看到這邊,好奇寶寶又問了,磁浮列車有沒有輪子呢?

答案是肯定的,磁浮列車還是需要輪子的,就好像飛機一樣,起飛和降落總是需要有個載具吧

這是上海的磁浮列車

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磁浮列車的鐵軌


(轉自
http://blog.xuite.net/betty.eric/betty/9486457小蟹子的流浪

 

這是我們的高鐵鐵軌了:

HSR 

這就是捷運的鐵軌了:

捷運鐵軌 

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