铁路轨道

 

最早期的路轨使用的“板式铁轨”，用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重很低，所以虽然建造的成本很低，但长远来说并不划算，目前此类路轨仅在木制过山车（英语：Wooden_roller_coaster）上广泛使用。

后来铁路开始改用铁轨，经过数十年的改进，使用的物料改成钢，而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力，故此需要使用钢料质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其他的应用都为高。同样的小瑕疵，在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题；但在铁路钢轨出现则随时会导致路轨断裂而引致列车出轨。　

钢轨并不便宜，占铁路成本中相当重要的部分。

现代使用的钢轨切面成“工”字形，类似结构工程用的工字梁，其分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路线上应该选择使用那一种，需要考虑经济及技术等因素。

钢轨的种类及强度以kg/m表示。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大。现在欧洲的铁路常见的钢轨有以下多种重量：

• 40kg/m
• 50kg/m
• 60kg/m

中国则有：

• 50kg/m
• 60kg/m
• 75kg/m

主要线路使用的是60kg/m或75kg/m的钢轨。

美国使用的钢轨更重，某些运煤线路可重达77kg/m。

 

把钢轨连接成轨道的方法有多种。最传统的做法会把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上，各截钢轨之间有接头（亦称接缝）。英国习惯两条路轨会在相同的地方有接头，但美国则会放在不同的地方。接头使用鱼尾板（亦称鱼尾钣）接合，它是一块约六十厘米长的钢板，两端有四或六口钢栓，用来扣在钢轨上的小洞。钢轨之间特地留有间隙，约为6mm宽，称为伸缩接缝。钢轨上鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的，这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨胀的空间。这对钢轨是非常重要的：如果没有膨胀的空间，每当温度改变一度，钢轨就需要承受1.6吨的压力或拉力。如果一个地方每年最高及最低温度相差三十度，这力可以达到五十吨。一条钢轨可能会因而变得歪歪斜斜，影响行车安全。　

虽然这样可以解决热胀冷缩的问题，但是路轨上留有的小接缝使列车驶过时产生噪音。除非路轨的保养得非常良好，否则这种有接缝的路轨不适宜让高速列车行驶；也会影响铁路运输的平稳性。很多铁路发达的国家依然会在低速路线、非重要的路线或支线使用这种路轨接合。鱼尾板亦常见于缺乏现代化投资的路线。美国由于车速不快，且木制枕木成本便宜，大部分的路线都使用鱼尾板木制轨枕。

 

另一种较新的连接钢轨的方法是持续焊接轨道（Continuous Welded Rail，CWR），亦称长焊钢轨。这种方法把数公里长的钢轨以铝热剂焊接接成连续的一条。由于没有了接缝，使得路轨的强度获得增加、需要的维修较少，车辆行驶时也更平稳、安静。

焊接接合轨道的成本较使用鱼尾板来的昂贵。但强度及平稳性较高，车辆可以在持续焊接轨道上以更高速度行驶，摩擦力亦得到减少。

为解决无缝轨道在冷缩热胀时可能会歪曲的问题，钢轨需要被紧紧地锁定在线路上，使它们的伸缩自由受到限制。一般的做法是使用混凝土制成的轨枕，用坚固的扣件把钢轨扣上，下方再配以足够的道碴或使用无道砟轨道。每次更换或敷设钢轨时，钢轨会被先被拉长使它们膨胀，然后才锁定在轨枕上。这样就算日后温度增高，路轨的膨胀亦会减少。锁定轨道的温度亦很重要。一般每段轨道都会参考当地最高及最低温度，然后计算出合适的温度。如果日后温度超出最初的预算（例如出现异常的炎夏或寒冬），无缝轨道可能会弯曲或断裂。

使用持续焊接的轨道仍然可以在需要的地方使用接头。但这些接头多数都不是九十度直线打横越过钢轨，而是以很斜的角度接合。这样车轮经过时的震动及噪音都会大大减少，但钢轨仍然会有膨胀的空间。这种接头被称为调节道岔（Adjustment Switch）。

铁轨检测系统可装载于轨道检查车和列车上，这套系统可针对铁轨道，检测轨面、轨足、枕木、扣件、螺栓、道床、道碴等做检查。此系统可提供实时跟踪图像记录和状态监测，并可以瑕疵分类和自动轨道裂纹和缺陷的位置报告功能。

铁路轨道必须经常维修以维持良好运作状态。路轨维修是繁重的工作，以往要花费很多人力来完成，近年逐渐以机器取代。铁路轨道的主要保养维修工作包括有：

• 打磨钢轨，改善钢轨的平面及纵面
• 更换部分或全部钢轨
• 更换轨枕（混凝土道枕基座除外）
• 捣固、清理、更换及补充道碴（无砟导轨除外）

• 轨距

^[1]

• 科普铁路馆 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

1. ^ 徐鹤寿. 秦沈客运专线建造技术. 中国铁道科学. 2003, (2): 4-10.