温度的“力量”

太阳每天的东升西落、四季的交替变换，都会引起温度变化。温度的变化看似稀松平常，却在生活及生产中不经意间展现着它的力量。比方热胀冷缩。

　　热胀冷缩使得温度在同一物体内分布不均匀，会引起内部很大的作用力，这种现象在桥梁上也会出现。正午阳光直射桥面，桥梁梁体上侧的温度高，越往下温度逐渐降低。对于沥青路面的梁体，上下最大温差可达14摄氏度以上。上侧的桥面就会发生膨胀变形，但梁体下侧的部分会限制其变形。于是桥梁梁体的上下部之间形成一定的作用力。这种作用力对梁体产生的不利效应，甚至有可能超过汽车荷载对桥梁产生的效应。所以在桥梁设计过程中，温度的作用从来都不容小觑。

　　我国铁路钢轨的标准长度为12.5米和25米。如果直接把标准钢轨架设在轨枕上，会形成大量的钢轨断缝接头。这对于钢轨的热胀冷缩来说是有利的：温度引起的变形可以在各节钢轨断缝的地方释放掉；但是对于行车速度、舒适度、安全性都是不利的。所以，高速铁路采用了无缝钢轨技术。无缝钢轨把25米长的钢轨焊接成几百米甚至几千米长，例如京津高速铁路采用500米的无缝钢轨，沪宁线则使用长达303千米的超长无缝钢轨。钢轨变长之后，热胀冷缩的影响也更为突出。为了控制钢轨的变形，采用扣件将钢轨牢牢地固定在轨枕上。当钢轨随环境温度变化发生变形时，钢轨内部、扣件以及轨枕都会承受很大的作用力。温度升高时，钢轨本来会变长，但实际受扣件的约束，钢轨内部普遍受到挤压作用而没有发生变形；钢轨温度降低时，则普遍受到拉伸作用。为了保证钢轨正常工作，避免高温胀轨和低温断轨，就得对钢轨的材质、焊接的工艺、扣件的加工和施工安装提出更高的要求——不必担心，自然的力量固然强大，但人类的科技是在不断进步的。

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