從青藏鐵路上經過的人,都發現一個奇怪的現象,一根根鐵棍插在了鐵路的兩邊。青藏鐵路旁有超過1.5萬根鐵棍,它們像是青藏鐵路兩側的兩排皇家衛隊“禁衛軍”。這個看似不起眼的鐵棍,一根就要二十萬,那到底有什麼用?
青藏鐵路是中國新世紀四大工程之一,它是通往西藏腹地的第一條鐵路,也是世界上海拔最高、線路最長的一條高原鐵路。從青海省西甯市出發,途徑格爾木市,昆侖山口,沱沱河沿,唐古拉山,經西藏安多,那曲,當雄,羊八井,西藏拉薩市,全程1956公裡。西藏發展所需的大量重要物資都是從這裡運送到西藏的,所以被沿途的各族人民稱為團結線,運輸線,幸福線,生命線。
青藏鐵路工程存在多年凍土、高寒缺氧、生态脆弱三大問題,而凍土問題是我國目前最大的問題。凍土是一種由水、固體和礦物質構成的複雜地質體。由于凍土的凍脹、融沉等原因,造成了地面變形,從而對青藏鐵路的運行和維修造成極大的影響。
青藏鐵路在海拔4500米以上,終年氣溫較低。由于土壤中含有一定程度的水分,所以當溫度在零度以下或者零度以下,土壤中的水分就會凝結成冰,使土壤結冰。其物理性質的特殊性,導緻對氣溫變化極為敏感,具有“凍漲融沉”的特點。
由于凍土含有大量的冰,一旦氣溫上升,凍土就會融化、下沉,從而導緻路基的沉降;但在冬季,當氣溫下降時,路基會被凍結,這樣的變化就會引起鐵路的塌陷。
中國剛剛開始建設青藏線,就受到了很多人的質疑,青藏地區的氣候條件十分惡劣,要在這裡建造一條鐵路并不容易。如何在凍土上建造鐵路?全球都找不出一個可以解決的辦法!甚至有專家表示,中國根本不可能把青藏線修好。而中國用實際行動狠狠地抽了他們一記耳光。
如何解決凍土問題
為了解決這一問題,我們的鐵道兵們在青藏線兩側安裝了一根根金屬管子,足足插了1.5萬根金屬管子。事實上,這種金屬管子被稱為熱棒,用于冷卻凍土。這些熱棒的作用遠比一般人想象的要大得多,正是因為有了這些熱棒,避免鐵路的塌陷。
整個熱管長度可以達到7~8米,裸露在外的也就2米,而另一大半則被泥土掩埋。熱棒深入路基5米,整根柱子都是中空的,裡面裝滿了液氨。
熱管的降溫原理
整個熱管大緻可以分成三個部分,第一部分是“吸熱段”,埋藏在凍土中,當溫度上升時,管道内的工作液會被汽化。氣流通過“絕熱段”,抵達了“散熱段”,這裡不僅氣溫低,而且還刮着大風,冷風從散熱器中穿過,可以輕而易舉地将管道中的熱量帶走,同時,這些氣體也會在重力的作用下,重新回到底部,這樣循環下去,路基就會一直處于一個較低的溫度。
夏天的時候,空氣中的熱量就不會被熱棒送到凍土裡,所以它就像是一個簡單的“然制冷機”。 在冬天氣溫下降的情況下,液氨會借助沸點低的特性,從凍土深處吸取熱量,再由管道内部的壓力将其推動至頂端,再由散熱器将熱量輸送至大氣。當管道冷卻時,它會變成液态,然後回到吸熱區域,然後再被蒸發,如此反複。利用凍土的溫度變化,通過其本身的特點,将熱量輸送到凍土中,從而确保凍土的穩定性。
美國阿拉斯加地區的礦産資源非常豐富,為了開采和運輸這些寶貴的物資,必須要修建鐵路,不過這裡的土地百分之八十五都是凍土,所以修建鐵路并不容易,美國人面對着嚴酷的環境也束手無策,當得知中國青藏鐵路解決了凍土問題,美國人羨慕中國的技術,所以他們開出了幾百萬的高價,但都被中國毫不留情的拒絕了。我們國家為了研制出這樣一根神奇的金屬棒,花費了數十億的人力、物力、财力,他們以為花個幾百萬就能一勞永逸,哪有那麼容易?
在青藏鐵路凍土地帶應用熱管,既能保證土壤的穩定,又能防止對周圍環境的損害。通過青藏鐵路多年凍土技術的研究實踐,确立了主動降溫、冷卻地基、保護凍土的設計思想,提升了高原凍土鐵路設計水平。時至今日,凍土問題仍然是一個全球性的難題。中國更是憑借着自己獨特的技術創造了一個又一個的奇迹。
在欣賞青藏鐵路的壯麗風光的同時,也别忘記了那些為高原鐵路而努力,為之奮鬥的科學家、工程師們。正是他們的努力,我們才能取得今天的發展和進步。我們要堅定地捍衛我們的科學和技術,保衛我們的國家和民族的利益。
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!