当你坐在绿皮火车上，是否注意到窗外那有节奏的“咣当”、“咣当”声？这不仅影响了我们的舒适感，更会让人感到烦躁。而且，这种无尽的噪声还会对列车轮对和车体造成损伤及磨耗。

然而，高铁却与众不同，在 2023 年 6 月，来自马来西亚等 15 个国家的记者们在中国高铁上亲身体验了一场立硬币的挑战。

在时速高达 304 公里的列车上，尽管列车风驰电掣，硬币却稳如泰山般立在窗沿，这神奇的一幕引得围观群众纷纷喝彩。为何高铁和普铁会有如此大的差距呢？高铁能让硬币稳稳站立的奥秘究竟是什么呢？

【高铁的平稳运行】

首先要明白不同铁路的划分，通常可以分成三个等级。设计时速在 250 公里（含）至 350 公里（含）的铁路，我们称之为高速铁路，简称高铁；设计时速在 200 公里以上到 250 公里以下的则是快速铁路，又名快铁，或者亚高铁；而设计时速在 200 公里以下的就是普通铁路，也叫低速铁路。

在普铁中，钢轨容易受温度等因素影响而变形，为此特意留了铁轨轨缝。火车速度慢时还好，但速度一快，车轮对轨缝的冲击力会大增，危及行车安全。所以，必须减少轨缝，让列车跑得更平稳。我国高铁采用的办法就是无砟轨道。

无砟轨道就像是有砟轨道的“升级版本”，与普通铁路所使用的有砟轨道大不相同。有砟轨道，就是大家常见的将钢轨固定在枕木上，枕木下是由小碎石铺成的道砟。有砟轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点。

但是它就像一个调皮的孩子，容易变形，还经常需要维修，维修费用也不低。而且它会限制列车的运行速度，安全性、舒适性和经济性也相对较差。所以，为了高铁的发展，我们需要设计出一种新的无砟轨道。

以混凝土轨枕等整体基础取代传统轨道结构，摒弃碎石路基，让钢轨和轨枕直接铺设在混凝土路基上。如此一来，列车时速可稳步突破 300km，且运行平稳、顺畅，使用寿命长，还能杜绝道砟飞溅的现象。

无砟轨道由上至下分别是无缝钢轨、轨道板、填充层、底座板和滑动层。这五个部分看似平平无奇，实则凝聚了技术人员整整四年的心血。

无缝钢轨就像一条长长的巨龙，由许多 25 米长的标准钢轨连接焊接而成。它可以长达 2 至 3 公里，甚至上百公里，为列车的平稳行驶提供了坚实的基础。

无缝钢轨就像一个整体，没有了普通铁轨上那些恼人的接头，也消除了接头带来的冲击力。这不仅减少了铁路线路的磨损，还能让轨道维修费用节约 30X? 75??旅客们可以享受到更平稳、更舒适的旅程，火车也终于可以放心地提速了！

【如何克服热胀冷缩？】

虽然被称作无缝轨道，但其实还是有接头的哦~只是因为接头数量少到可以忽略，所以人们才觉得这段铁路无缝衔接罢了。实际上啊，每条无缝钢轨之间都有 11 毫米的小空隙，而每个接头处都会被工人叔叔们用斜面焊接法焊接，而且在钢轨接口处的 1.5 米范围内，平直度误差都不会超过 0.2 毫米，相当于 2 根头发丝的粗细呢。

和传统轨道的垂直立面焊接不同，这样能大幅减轻列车行驶时的震动和噪音哦！当车轮驶至两根钢轨的接缝处时，可以同时压在钢轨上，平稳过渡，同时受力，不会产生振动呢。

钢轨焊接是铺设无缝线路的关键步骤，焊接接头质量直接影响高铁的平稳运行。目前，国内外主要有 4 种无缝钢轨焊接方式，包括钢轨闪光电阻焊、钢轨气压焊接技术、铝热焊接技术和电弧焊技术。

作为中国人，我们平时使用的是独具特色的铝热焊接工艺！它犹如一个神奇的魔术，运用铝热剂的强烈的氧化还原反应，把焊剂中的铁元素还原为炽热的钢水。接着，这份炙热的钢水就像岩浆一样浇灌到钢轨的端头模型中。当钢水凝固后，我们就会发现，令人惊叹的是，两节钢轨已经紧密地焊接在一起，成为一条坚固的铁路轨道，为我们的交通出行提供安全和可靠的保障。

这种钢轨有着复杂的端面和较高的含碳量，而铝热焊法的优点在于简洁高效，成功率高，焊接处十分平整。

无缝线路也得经受热胀冷缩的自然考验，巨大温差下，无缝钢轨内部的温度应力可不小，很容易让钢轨失去稳定。工程师们想到了几个好办法，首先是优化钢轨质量，用性能更优异的新型钢材，再通过先进技术减少内部杂质，对钢轨进行预应力处理，降低热胀冷缩的幅度。

接下来，匠心打造扣件系统，让扣件充当分散应力的小能手，把钢轨紧紧地固定在混凝土轨枕上。如此一来，钢轨热胀冷缩只会沿着轨道方向，而不会移位，从而确保轨道的稳定性。此外，钢轨铺设区域被划分成固定区、伸缩区和缓冲区，并配备了特制的钢轨伸缩调节器，实现了轨道的微调，防止变形。

还要注意科学焊接，依据铁路线所经区域的最高和最低钢轨温度、无缝线路允许温降和允许温升，尽量平衡最高和最低轨温时的温度应力，再选择最优温度铺设，保证将钢轨伸缩值的影响控制到最小。若有必要，可通过加热或冷却轨道来调整温度，以维护轨道的稳定。

最后是定时精心的检修保养，在钢轨上安装的温度传感器和加热元件，就像钢轨的私人医生和护理师，实时监测和控制着钢轨的温度变化，通过科学的数据收集、整理、计算，合理地释放了轨道应力，确保了无缝轨道的良好运行状态。

【中国高铁：从零到世界第一】

在 1990 年之前，中国铁路的速度只有八九十公里每小时。然而，2008 年 8 月 1 日，京津城际高铁开通运营，成为我国第一条设计时速达到 350 公里的高铁线路，这也标志着中国正式迈入了高铁时代。

截至 2024 年，我国高铁总里程成功突破 4.5 万公里，稳居世界首位，比其他国家高铁里程总和还要多。中国高铁，作为中国制造的杰出代表，已走向全球。

2023 年 10 月 17 日，印尼雅万高铁开通运营，不仅成为印尼和东南亚首条高铁，也是中国高铁走向世界的起点。同年，匈塞铁路也有了重大突破，塞尔维亚段开通运营，高铁正逐渐改变当地人的生活方式，这也意味着中国高铁正式进入欧洲市场。

拉合尔轨道交通橙线项目位于巴基斯坦第二大城市拉合尔，是“一带一路”倡议下在巴基斯坦落地的首个大型轨道交通项目。

中泰铁路是泰国的第一条标准轨高速铁路，原定于 2026 年一期工程开通，建成后将与中老铁路相连，最后将连接中国昆明。中国铁路走出国门的步伐正不断加快，成为“一带一路”合作共赢的一张亮眼名片。

【结语】

经历了无数铁路人的辛勤努力，热胀冷缩等铁路技术难题相继被攻克，中国高铁实现了从模仿到超越的惊人转变，如今更是走出国门，以其高安全性和可靠性、极致的性价比，作为国家名片走向世界。期待未来中国高铁再铸辉煌，为人们的出行提供更多的便利和安全保障。

中国科技，让高铁飞速驰骋！中国设备工程，揭开中国铁轨的神秘面纱！