当出入青藏火车路过可可西里路段时,会被路边的一幕惊讶到!人家路边都是植树,这路边咋有这么多铁棒?而且间隔很近,这到底是干啥的呢?
了解青藏铁路的人都知道,全长1956千米的青藏铁路,自1958年启动,2006年才全线通车,跨度48年!而且是有着基建狂魔支撑的中国建造,难度可想而知!高原缺氧、生态脆弱、甚至还要穿过550公里的千年冻土!
千年冻土,困难重重
冻土简单地来说就是含水量较高的土地因严寒而被冻结。我们知道水结冰时会膨胀,熔化成水时又会收缩,这是水的特性。当水与土结合也是一样的。在此上修路,就会面临着,路基的膨胀、收缩反反复复,其寿命可想而知!冬天时影响不大,主要是夏天天热,冰熔化后,再坚硬的路,路基变成松软泥泞时,路面也会受到极大影响。
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20世纪50年代,我国计划修建青藏铁路时,工程师发现了一个令人头疼的问题。随机成立了冻土大队,专门研究冻土问题及解决方法。耗资上亿元进行科学研究,获得大量的宝贵数据。以桥代路、片石通风路基、通风管路基、碎石和片石护坡、保温板、热棒等都在青藏铁路上使用过。
其中要数热棒最为壮观,每隔一米一根,可可西里路段共用1.5万根,如优秀的士兵一样守卫者青藏铁路的安全与稳定。据传言每根热棒造价约为20万元,真实性不详,但却是解决了在千年冻土上修建铁路的难题。
神奇的热棒
在可可西里地区,铁路和公路两旁都可以看到很多竖立的铁棒,这就是具有高效导热性能的热棒。在青藏铁路沿线起到处理冻土病害、保护冻土的作用。
这些低温热棒长7米是由中圣研制开发的,曾获得过“中国标准创新贡献奖”。热棒上部装有一圈圈像铁片和线圈一样的散热片,可以带走地面的热量;下部有5米都深埋在冻土里。中空的热棒里面装有大量的液氨。我们知道液氨的沸点只有-33.5℃,当冻土中温度升高时,液氨就会汽化吸热,使得永冻土层全年都能保持在一个极低的温度下。转变成的氨气会上升,热棒里的氨气在温度转凉的时候液化放热,这些热量通过散热片散发到空气中去。到冬天外界温度低氨气又会完全变成液氨,流到热棒的底部存储起来。
如此循环,就如同土冰箱一样,更神奇的是热棒不需要额外消耗能量。设计人员郭宏新利用散热片和氨气这一对组合,设计出的单向散热器。有效的解决高原冻土层融化这个世界问题上。而且为了提高热棒的寿命,在生产时都做了防腐处理,确保寿命可达30年以上。热棒的使用也避免了地表开挖、铲除植被、修筑路堤取土等人为工程活动对脆弱的生态资源的破环。
有的小伙伴会不会想,热棒看起来这么高级,难道不怕被盗吗?其实安装热棒的这段青藏线,处于可可西里无人区,没有人会傻到跑到无人区,偷个铁棒,热棒只有在解决冻土问题时才能体现出其价值。卖废铁值不了多少钱!
为什么一定要用热棒呢?
这主要是由于青藏高原特殊的地形和气候条件决定的。作为“世界屋脊”的青藏高原,平均海拔在4000米以上。其全年平均气温很低,高原冻土层密布。在冬季时路基十分坚硬,但一到夏天,太阳直接照射到地面时,气温上升速度很快,冻土就会变得异常柔软,不利于车辆在路面上行驶。在冻土的冻结和融化反复交替作用下,路基很容易出现翻浆、冒泥、沉降变形现象。钢轨的扭曲变形使得上百亿的投入用不了今年就会报废。
冻土问题是青藏高原的道路的通病。如果不解决冻土问题,就想要修建好铁路无异于天方夜谭。
热棒虽好 成本太高
热棒除了可以用在路基上,矿山、地下室和冻土建筑上也是可以使用的。但这种土冰箱的使用也好考虑兜中银两是否够用,毕竟一根的造价已是不菲,想要达到效果还要多用几根!
青藏铁路550公里的冻土层,如果都用热棒降温,其造价也是天文数字,国家也造不起啊。好钢还需用在刀刃上,特殊路段用用,可以保护当地的脆弱的生态。其他路段还需采用稍微便宜点的方法。好在我国已有很丰富的经验,以桥代路、片石通风路基、通风管路基、碎石和片石护坡、保温板等都是可以解决冻土危害的。
您有没有想乘坐青藏铁路上的列车冲动,去体验下世界上海拔最高、线路最长的高原铁路,看看守护铁路的热棒的壮观呢?
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