青藏铁路柱子的作用(铁路旁边的金属棒)

郎朗晴空,寥寥白云,在一片蓝天绿水间,青藏铁路搭设于此。青藏铁路又被称为青藏线,是我国独具特色、意义非凡的铁路建设之一。

青藏铁路柱子的作用(铁路旁边的金属棒)(1)

这一铁路起于青海,终于西藏,全长1956千米,直通西藏腹地,这条铁路不仅是连通我国腹地与西藏的重要道路,也是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。

是我国发展的证明。这条铁路的建设也进一步的推动了地方经济的发展,引得无数旅人乘坐游玩,而只要细心观察就不难发现。

在铁路的两旁有着一个个直插在地上的金属棒,这些金属棒背后又有怎样的故事呢?本期子牙童趣知识局带大家探寻下。

青藏铁路柱子的作用(铁路旁边的金属棒)(2)

想要了解青藏高原两侧金属棒的由来,就先要看一看青藏铁路从修建到运行所遇到的难题。

青藏高原的气候环境自然不必多说,这里被称为世界屋脊,有着特殊的地理环境和地理特点,其中最引人注目就是过高的海拔所引起的温度变化问题。

这也使得青藏高原的部分地区存在着大量的冻土。虽然被称作是冻土,但其中又含有坚冰或者各种类型的岩石,又可以从不同的冻土融化的时间来将其进行细致的划分。

青藏铁路柱子的作用(铁路旁边的金属棒)(3)

包括了永久冻土、多年冻土、季节冻土等,这些冻土的存在将会让整体青藏铁路的修建和运行面临大量的难题,甚至有可能会造成人员的伤亡,最为常见的情况就是冻土的融沉与冻胀问题。

冻土的融沉是指冻土在融化的时候出现的下沉现象,这一情况出现的原因就是土壤体积和内部水分的变化,这种路面下沉的问题本身就较为致命,是引起各种灾害的原因之一。

而在实际的青藏高原冻土层中,还存在着冻胀的问题,这一问题的形成原因也可以归结为土壤水分的变化和冻结,这些变化将会导致土壤的体积变化,继而出现膨胀问题。

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青藏高原地区的冻土较为容易出现此类问题,而一旦出现融沉和冻胀问题,就会不可避免的导致路面的断裂、分层、开裂问题,严重时还会出现路面塌陷问题。

这无疑会造成重大的经济损失和人员伤亡。因此,青藏铁路修建的重要难题之一就是冻土稳定性。

这一点即使是行驶在青藏高原公路上的车辆也有所感受,看上去一马平川的高速公路行驶起来却略显颠簸,这就是冻土变化在作怪。

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可以说这一问题不解决,青藏铁路即使修建了也无法保证质量和行驶安全,于是参与青藏铁路设计的工程师开始着手解决这个问题,最后经过多种设想。

在青藏铁路两旁安插“热棒”的设计开始着手实施。“热棒”其实是一种高效率、高质量的热传导装置,其主要的材质就是碳素无缝钢。

这一类产品在多个不同的工业领域都有着一定的应用空间,尤其是冻土工程、矿业工程等,青藏铁路工程师们也从其中得到了灵感,选择了依靠“热棒”来帮助青藏铁路进行平稳、安全的应用。

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这样也就引出了新的问题,这些看似不起眼的金属“热棒”究竟有着怎样的魔力,能够解决这青藏高原上的冻土问题。

首先,要先看到真正的“热棒”,无论是现实里见到的,还是视频图片里展示的“热棒”,都只有一两米高。

很多人都不理解为什么这么一根小小的“热棒”就能帮助青藏铁路高质量运行,其实这只是“热棒”的冰山一角。

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每一根“热棒”实际上都有七米长,露出地表的部分连实际“热棒”长度的一半都不到,而这样的独特设计就是为了进一步的增加“热棒”的功效。

这一根总长七米的热棒在实际的应用中可以被分成两个不同的部分,分别是散热部分和吸热部分,这两部分的拼装与组合让整体的“热棒”在实际的工作中可以实现循环。

继而达到稳定冻土的目的。从材质上来看,热棒的外部主要由碳素无缝钢组成,其内部并非是实心结构。

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而是特殊的空心结构,其中又存有一定的液态氨,可别小瞧了这些液态氨,“热棒”能发挥出自身的作用,液态氨有着极大的功劳。

上面我们说过,“热棒”应用的原因之一就是要解决青藏高原特殊的冻土问题,而此类问题出现的原因可以总结为冻土层温度变化引起的结构变化和体积变化,“热棒”的作用就是借助于自身的特性来进行热量的疏导,继而保证冻土层的稳定。

在实际的应用过程中,“热棒”中的液态氨将会承担起热量传输的作用。“热棒”地下五米的部分均含有液体氨,当“热棒”周围的多年冻土发生温度升高的情况时。

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热量就会透过碳素无缝钢传导进“热棒”内部,这时液态氨开始吸收热量,因为液态氨的熔点极低,在温度上升后,液态氨就会发生气化反应。

经由“热棒”内部的通道传递到地上的散热部分,因为青藏铁路地理位置和海拔的特殊,这里冬季室外的温度足以冷却液态氨,使其再次冷凝,重新回到“热棒”的地下部分。

参与下一次的散热工作。而想要长时间、高效率的让“热棒”进行工作,只依靠单一的“热棒”还不够,因此工程师在经过严密的测量和计算后。

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在整体的青藏铁路上设计除了大量的“热棒”工作区,这些工作区一同协作,最终确保了青藏铁路的平稳运行。这就是“热棒”的工作原理。

如此一来,也有很多人会担心“热棒”的“副作用。因为“热棒”具有热量传递的功能,因此在外部气温较高的夏季,温度便会随着“热棒”传导至地下的冻土层。

从而导致冻土层发生变化,继而影响夏季青藏铁路的运行。但实际上,这些担心都是多余的。

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在设计之初,工程师们就考虑到了热量传递的问题,因此将“热棒”设计成了单向热量传递的工具,热量只可以从地下传往地上,不能够从地上反流向地下。

因此从严格意义上来说,“热棒”虽然名字里有了热字,但实际上更像是一种地下制冷设备,通过其内部的特殊构造实现冻土结构的稳固,不由得令人感叹科学的巧妙力量。

更值得一提的是,这种集功效、美观、实用性于一体的“低温热棒”实际上是我国自主研发的一种冻土治理技术。

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这一技术一经问世便让困扰我国学术与工程多年的问题得到解决,是我国无数科研人员日夜辛勤的结果,同时也为我国的青藏铁路建设提供了巨大的帮助。

在具体的建设过程中,工作人员还对具体的“热棒”架设距离进行了实验,从最开始的不了解到最终的熟练运用都是无数工作人员的劳动所换来的。

此刻遥遥望去,一条蜿蜒铁路的两旁,两排“热棒”就好似尽忠职守的守卫一般紧紧的看护着青藏铁路,它们是中国劳动人民和知识分子智慧与勤劳的结晶。

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也是我国科技与工业水平的重要体现,我国青藏铁路的建设本就是惊世之举,而这些“热棒”又是这一壮举成功的重要因素。

小小的“热棒”虽然可以用几分钟来了解,但却更要看到这背后科技与知识的力量,正是在这样一个又一个“小巧”设备的不断发展中,科技与文明才可以不断进步。

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