職場苦樂 – 軌道(上)

 輪軌火車的技術自十九世紀發展至今,雖面對磁浮的挑戰,卻仍屬是成熟的技術。中國決定以輪軌技術來構建全國的高速鐵路系統,可謂間接地否定了以磁浮列車大規模商業運作的可能性。

軌道是輪軌技術中最重要的一環,但一般鐵路迷對其興趣不大。在各大鐵路論壇中,談列車的甚多,但深入地談軌道的卻寥寥無幾。小臣曾在軌道維修組待過一段時期,對軌道有一定認識,希望借這篇簡介,讓大家瞭解一下承托著各位每天乘坐的火車/地鐵的軌道。

軌道(track)有幾個組成的元件:鋼軌(rail),軌枕(sleeper)及路基(formation)。鋼軌成工字型,和「工字鐵」的原理一樣,上下的頭/腳凸緣用以承受折曲,而中間的軌腰則承受剪力。

車輪壓在鋼軌的內則,而輪外有凸緣以保持車輪不會跳出軌面以外。轉向的時候輪的凸緣磨在鋼軌上,故此轉急彎時會發出「吱吱」的響聲。鋼軌和車輪的接觸點對行車舒適度及安全有很大的影響,故此必須經常打磨至指定的形狀。車輪的打磨在車廠內進事,而打磨鋼軌則以專用的打磨車在非行車時間中進行,打磨車付有磨石,可以自動地把鋼軌磨成輸入的形狀。

鋼軌以焊接的方法連接在一起,而焊接的方法則有兩種。一種是鋁熱焊(thermit welding),把鋁粉和氧化鐵以還原反應把氧化的鐵粉變為鐵溶液,再注入模中把鋼軌的兩端連起來(這裡有各步驟的照片),是無需使用重型機器的方法。另一種焊接的方法是閃光對桿法(flash butt welding),即是把兩條鋼軌通上大電流後碰在一起,短路產生的高熱把鋼溶掉並接合兩端,由於沒有加入新鋼材,焊接處和鋼軌的質地是一致的。而鋁熱焊產生出來的「鋼水」和原鋼軌有差別,會造成焊位較硬的問題。一般的做法是在工場以閃光對桿法把鋼軌接成較長的一段,再運到工地以鋁熱焊方式把一段段的鋼軌接合。

常見的軌枕是一條條的枕木,近代則以較耐用的混凝土軌枕代替木枕。軌枕只在道碴軌道(即一般人稱的「石仔路」)上使用,無碴軌道則以連續混凝土基座(continuous plinths,下次乘地鐵時可看一看)、靴型基座或浮板等低震盪軌枕。

枕木配道碴最常見,因為是最經濟的建造方式,道碴較混凝土便宜,又有天然去水的功能,用來承托軌道很理想。不過道碴軌道會沉降,在高溫差的情況下會移位,需要經常進行加碴、搗固(以震盪的方式插實道碴)等的維修作業。在隧道裡由於列車和隊道壁只有很少的空位,軌道一旦移位便不堪設想,所以在地鐵及鐵路隧道裡一般只會用混凝土承托軌道。

建造道碴軌道的速度很快,首先把地基壓實,鋪上防水布後便可放上第一層道碴,然後用重型機械把一整列扣上軌枕的綱軌放下,最後放上頂層的道碴後再搗固即可。

下次再談維修軌道的詳情。

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職場苦樂 - 地鐵路線演變史(下)
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7 Comments

  1. 回覆
    HY 2007 年 07 月 04 日

    打磨車運作時會產生很大聲音嗎?
    邊行車邊打磨,速度準不會太快。那麼,是否只會打磨一部份的鐵軌,而不會打磨全線呢?
    版主回覆:(07/04/2007 12:28:36 AM)
    問得好.聲音不算大,但火花四濺.
    每晚只能磨一段軌道,因要反覆在同一位置來回數次,每次變換磨石角度,才可磨出所須的形狀(profile).

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    galaxy 2007 年 07 月 05 日

    點解沒有無軌火車 ?
    版主回覆:(07/04/2007 10:49:54 PM)
    火車沒有軌便要由人手操縱轉向.

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    阿茄 2007 年 07 月 05 日

    其實一直我都想問有關列車車輪在路軌上的轉線問題,車輪壓在鋼軌上,轉線時如何由一條直的路軌跳過另一條路軌上?我有觀察過路軌,好像直的一條路軌沒有斷口,咁車輪壓在鋼軌上又如果過線? 希望你明白的想問咩,或者下次劃出來問你。
    版主回覆:(07/05/2007 12:57:55 PM)
    明!轉線要用道岔,請看下面的網頁:
    http://www.thmalex.com/railway/chi/turnout.html
    都係唔明?下次見面當面解釋會容易一些.

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    有涯 2007 年 07 月 07 日

    我見過巴黎地鐵有部份線段的車是有輪呔的,那是甚麼回事?據說港島南區的鐵路也會用這個設計,是真的嗎?
    版主回覆:(07/05/2007 01:09:20 PM)
    有些中型鐵路系統是用輪呔,不用鋼輪,因為輪呔friction大,煞車距離短,可以攀爬較斜的路段.機場的無人駕駛列車,台北的木柵線等都是這種系統,南港島線也考慮用這種設計.

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    方潤 2007 年 07 月 07 日

    「無軌火車」,有呀﹗
    大陸就有「無軌電車」,上半似電車,下半是單層巴士。
    版主回覆:(07/07/2007 06:20:52 AM)
    但那是電車(tram),不是火車(train)呀 ^^

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    有涯 2007 年 07 月 07 日

    我對於香港機場的無人駕駛列車很感興趣,那次搭飛機才知道存在著一個這樣的系統。你會說說這個系統的故事嗎?
    版主回覆:(07/07/2007 03:02:09 PM)
    這種是中型鐵路系統,在很多比較大的機場都有,也用在客量不高的地方,例如上面說過的台北木柵線,東京台場的百合海鷗號等.以後有機會再談一談這些.

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    琳儿 2007 年 09 月 16 日

    你的关于铝热剂焊接钢轨的照片对我的帮助非常大!非常感谢!你自己拍的吗?
    版主回覆:(07/08/2007 12:26:47 AM)
    不是啊,是在網上找的.

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