高鐵軌道熱脹冷縮，首先是一個高鐵鋼軌制作材料熱脹係數很小，滿足在設計允許的溫度範圍內變形。其次是靠鋼軌的彈簧扣件來解決。在溫度變化時，在垂直方向能夠提供一定的變形值，水平方向是不允許發生位移的。彈簧扣件的豎向變形範圍完全滿足溫度變化的需要。

無縫鋼軌

不是幾千公里沒有縫隙的,而是把25米長的

鋼軌焊接

起來連成幾百米長甚至幾千米長,然後在鋪在路基上,

無縫鋼軌

一段和一段之間還是有11毫米的空隙,現在滬寧線上是303公里長的超長

無縫鋼軌

,

無縫鋼軌

要解決熱漲

冷縮

光靠數量不多的縫隙是不夠的了。

現在解決熱漲

冷縮

有兩種方法,一種是長軌節自身承受全部溫度

應力

,即將長軌鎖定在枕木上,使其不因溫度變化而脹縮,這種方法適用於一年四季溫度相差不大的地區,例如在中國南方地區.在一些溫度相差較大的地區應就要採取另一種方法,即長軌節自身不承受溫度

應力

,而以自動放散

應力

或定期放散

應力

的方法,使長軌節隨溫度升降而自由收縮,在鋪設的時候也儘量選擇最佳溫度鋪設,使鋼軌的伸縮值在最小範圍內,這樣不管溫度上升還是下降,鋼軌的伸縮始終都控制在最小範圍內。

最主要的是焊接鋼軌的焊劑，這種特殊的焊劑採用了稀土元素，使焊劑具有熱縮冷脹，並且其熱縮冷脹的係數與鋼軌的熱脹冷縮係數近似於相等，再加上新一代的鋼軌彈簧扣件相配合，使得中國高鐵的無縫鋼軌技術領先於全世界

這個我專門研究過，使用的是特殊鋼材，熱脹冷縮係數低，僅僅靠材料還不行，有些地方還設定大彎道，讓熱脹冷縮在彎道彎曲。本來，安裝前鐵軌長度就是幾百米。不留縫隙

原理很簡單：無縫軌就是把鐵軌因為熱脹冷縮導致的溫度形變控制在兩個軌枕之間。具體做法就是用扣板和螺栓將鐵軌死死的摁在軌枕上。以前用的是枕木和道釘，壓力不夠，無法鎖定軌道，所以達不到這樣的要求。現在由於鋼軌材料的改進，以及預製鋼筋混凝土軌枕、高強度軌道扣件（學名叫防爬器）、軌道焊接技術的應用，超長無縫鋼軌已經普及了。不光是高鐵，普速鐵路也是無縫軌了。

施工的時候將長鐵軌先鋪設好，然後焊接起來，最後鎖定軌道溫度，扣緊螺栓。做個假設，現在的無縫軌如果把螺栓鬆掉，必定跟擰麻花一樣扭成曲線或者直接拉斷掉。

採用無縫軌以後，由於熱脹冷縮和其他因素產生的無縫軌應力還是一直存在的，並沒有消失，應力被鎖定存在於兩個軌枕之間。以前有縫軌應力是釋放的，釋放的空間就是軌縫。這無縫軌道的應力是被控制在安全的範圍內的。方法大家也有提到。一是在軌道鋼材上下功夫，選熱脹冷縮形變較小的材料製造鋼軌。二是用優質的軌枕和扣件，壓力足夠大，將鐵軌死死壓在軌枕上，在順著軌道方向上不會位移。所有的形變（應力）被鎖定在軌枕之間的一小段鐵軌裡，不會集中爆發出來。三是充分考慮鐵軌當地溫度的變化區間，選擇適中的溫度焊接無縫軌，壓緊扣件，專業上俗稱鎖定軌溫。這樣溫度正負變化所產生的應力都在可控制範圍內。

一個鋼軌的熱脹冷縮都花了這麼多年的研究才解決了問題，可笑的是現在有人在搞真空管道高鐵，真不知道這麼淺顯的道理怎麼就沒有多少人提出質疑。我是學機械的，明白這中間的巨大差距，一個鋼軌，截面小，而且是細長的軌道，即使受到熱脹冷縮的彎曲，也可以採取很多辦法來克服。但是管道不一樣，那麼大直徑的管道，動輒幾百公里長度的條件下，在熱脹冷縮的應力作用下怎麼保證管道不出現裂紋？出現裂紋就意味著真空失敗，可以這樣說，這個比太空梭上天的難度還要高得多。所以現在提出這樣的計劃，就是純粹在忽悠投資人的錢財。做個幾公里長的管道，是沒有問題的，畢竟熱脹冷縮的效應很小，還可以保證，一旦投入建設幾百公里，要想做到熱脹冷縮不導致管道出現裂紋，簡直就是工程上最大的難題。真以為這麼多年沒有人想到過這個設想？最可笑的是國內也有機構開始搞這樣的研究，用腦子想想都不可能，騙國家科研資金的騙子。。。

其實，宏觀看這個問題很簡單了，首先路基是一體化的，如果用是水泥枕木，敷設鐵軌，將無法抵抗是熱漲冷縮這一規律，一體路基就不一樣，能把他他他鐵軌冷熱應力均勻分佈在陸基上，敷設時，要考慮敷設鐵軌最佳溫度和鐵軌材質等因素。從而實現無縫連線。

這就要涉及到材料的線脹係數，就是材料隨著溫度的變化長度的收縮。高鐵的無縫連線首先要解決的就是鋼材的選擇，肯定是要儘量使用線脹係數小的。但是無論如何線脹係數一定無法避免，高鐵可以進行無縫連線就是利用了弧形。仔細點的會發現高鐵總是在拐彎，而且是很大的彎。這就可以解決微小的線脹係數的作用，在水平橫行上給了一個收縮膨脹的區間，避免在軌道方向上的擠壓。

都不要爭論了，都沒說到點子上都是外行，客運專線鋼軌鋪設時就考慮到所在地區的溫差，譬如蘭新線溫差很大所以設計時就要考慮它的伸縮量，在製造裝置時就把最大伸縮量計算好，根據溫度變化裝置自動調節。本人和道岔打了一輩子交道了退休後仍然是高鐵道岔製造的監理工程師。當然一些核心內容在此不便講。

這個問題只有懂機械的才會問出來。按鋼軌的熱膨漲係數，溫度每升高十度l米長的軌道會增長零點一毫米，十米長般鋼軌會增長1毫米，在幾千公里長的鋼軌溫差往往是幾十攝氏度，長度變化是個很大的數字，如何解決這個問題我也納悶，目前沒有一個答案我滿意。

直觀看：高鐵採用無砟軌道（又稱無碴軌道）技術，用混凝土、瀝青混合料等使路基形成一個整體，再將無縫長軌固定在這個整體上，使無縫長軌的熱脹冷縮無法自由進行。眼睛看不到的，是無縫鋼軌熱脹冷縮產生的應力傳遞給了整體路基，使自身無法伸縮變形。這對鋼軌自身的強度韌性有一定技術要求，對無砟軌道鋪設也有技術控制（涉及彈性係數、阻尼、參振質量、變形模量、動剛度、固有頻率以及與之相聯絡的壓實度和含水量等）；高鐵之所以稱為高科技產品，就因為具備了這些常人不知的科技秘密。

除一定溫度範圍內的水以外，大多數物體都具備熱脹冷縮的特性。高鐵行駛的軌道確實由一段一段焊接成無縫鋼軌的。熱脹冷縮不可避免，我們只能巧妙利用。首先要選擇膨脹係數小的鋼材。第二在鋪設鐵軌的時候每隔一定的間隔距離我們把軌道的一邊固定，保持兩個軌道間距不變的情況下，另外一邊讓他活動（連帶枕木）。這樣以小轉彎代替大轉彎就解決了這問題了。

用的是鋼釦，很密集，硬生生把鋼軌固定在軌道上，現在主要是這個辦法。在東北溫差大，所以採取的是每隔幾千米有一個伸縮縫，緩解過大的熱脹冷縮的問題，還有采取大半徑彎道，也可有效的減少熱脹冷縮的問題。綜合利用這幾種方式對付熱脹冷縮，效果還是很理想的。

參考架空的高壓電纜就很容易明白，為何高壓電纜受熱膨脹時不會拖到地？因為高壓電纜在架設時就把當地一年四季最高溫度（包括太陽照射）和最低溫度都考慮進去，最高溫度時電纜膨脹極限是多少，最低溫度時電纜收縮極限是多少，都要留有餘量。我猜測高鐵無縫鋼軌也是這樣做的，只是伸縮不是上下方向，而是橫向（可以在彎道路段的枕木設計成允許範圍的橫向移動），也有部分是縱向（由於高鐵站進站是變軌的，所以每條無縫鋼軌到站就可以斷開了，這裡可以允許伸縮了，加上枕木也允許小範圍的縱向移動）。還可以在鋼軌制造過程中選取合適的材料，儘量減少伸縮量。這樣就可以做到兩高鐵站之間的鋼軌無縫連線了。以上是我的猜想，不一定準確。

很多答案提到鋼軌材料的問題以及鉚釘的作用，那麼請問，鋼筋水泥的高樓怎麼沒有被鋼結構拉散架？現代高速公路怎麼沒有被粗大的鋼筋拉裂縫？這裡牽涉到一個重要常識——鋼鐵和混凝土具有同樣的膨脹係數！鋼筋水泥的基礎和支架，根本無需考慮鋼材料的膨脹效應。

普通鐵路是以石子和枕木為基礎的，鐵軌無依無靠地裸露於枕木上，與地表不接觸，溫差比地面大，任何膨脹收縮都是自己承擔，做成無縫必然造成隆起或斷裂。現在的高速鐵路都是高架結構、鋼筋混凝土材料，鋼軌與路面的溫度、膨脹係數都是一致的，無需對鋼軌的熱脹冷縮做特殊處理。列車經過時造成的升溫效應微乎其微，靠彎道以及彈簧和橡膠材料的輔助完全能夠消化。至於鉚釘，僅僅是起到防止脫軌的作用而已。

普通線路使用有縫軌道主要是是為了防止在溫度升降時鋼軌的伸縮，避免在軌道中產生溫度力。無縫軌道克服熱脹冷縮的原理就在於軌道採用強大的線路阻力來鎖定軌道，限制鋼軌的自由伸縮。正是如圖所示的高標準的扣件、軌枕以及道床對鋼軌進行了約束，採用了高強度鋼軌承受溫度力，確保了無縫鋼軌線路的使用安全。

先來說下軌道，軌道是由鋼軌，軌枕，連線零件，道床，道岔和其他附屬裝置等不同力學性質的材料組成的構築物。現代的軌道通常用兩根專門軋製的工字形截面的鋼軌固定在軌枕上而形成的。軌道是一個整體性工程結構，經常處於列車執行的動力作用下，其作用為直接承受車輪傳來的巨大壓力，並把它傳給路基及橋隧建築物，起著車輛執行的引導作用。

全國有二百多萬鐵路人，大多知道答案，但積極回答的偏偏是外行。其實很簡單，幾句話的事：解決無縫鋼軌熱脹的辦法是，在夏季高溫時段把鋼軌從中切下一小塊，然後重新焊住，反之，冬天最冷時段切開鋼軌加一塊再焊住。在什麼地方切、多少距離切，當然得經過計算。全世界只要是無縫鋼軌都這麼幹，在中國，工務系統專門有幹這個的部門。看點是，焊軌不是我們常見的電焊，而是專用焊包，把包夾在軌縫處，點燃熔劑，高溫將包裡的材料熔化，流進軌縫冷卻後和鋼軌連為一體，焊包技術含量高，之前靠進口（德、法），但太貴，後來中國也有了，效能雖稍差，但價格下來了，和汽車一樣。

一般物體都有熱脹冷縮的特性，鐵軌也不例外。為了減小由鐵軌造成的車廂震動，鐵軌常採用無縫軌道。這樣一來由於熱脹冷縮，鐵軌內會產生很大的溫度應力，溫度應力的計算公式是：σ＝αEΔt。溫度應力σ和鋼材的線膨脹係數α，彈性模量E，及溫度差Δt有關。例如當溫度變化60攝氏度，溫度應力會達到150兆帕。

如果軌道不加以約束，由於軌道內極大的應力，軌道就會產生我們不需要的彎曲變形。因此只有增強軌枕對鐵軌的約束，不但要增加軌枕的密度，還要增強禁錮件的剛度和強度。當然鐵軌內的溫度應力是不可避免的。

看了上百個無縫鐵軌的回答，總結來看不是採用一種技術來克服熱脹冷縮的影響，其中我認為比較靠譜的有：鐵軌用韌體死死摁住迫使其微微凸起來消除直線形變，證據就是彈簧韌體，顯然這個像蝴蝶一樣的彈簧允許鐵軌向上微弓，再一個是鐵路長度方向微微彎曲，靠弧度變化來吸收形變。我能想到的就是這兩種方法來克服熱脹冷縮的影響。