从青藏铁路上经过的人,都发现一个奇怪的现象,一根根铁棍插在了铁路的两边。青藏铁路旁有超过1.5万根铁棍,它们像是青藏铁路两侧的两排皇家卫队“禁卫军”。这个看似不起眼的铁棍,一根就要二十万,那到底有什么用?

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(1)

青藏铁路是中国新世纪四大工程之一,它是通往西藏腹地的第一条铁路,也是世界上海拔最高、线路最长的一条高原铁路。从青海省西宁市出发,途径格尔木市,昆仑山口,沱沱河沿,唐古拉山,经西藏安多,那曲,当雄,羊八井,西藏拉萨市,全程1956公里。西藏发展所需的大量重要物资都是从这里运送到西藏的,所以被沿途的各族人民称为团结线,运输线,幸福线,生命线。

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(2)

青藏铁路工程存在多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大问题,而冻土问题是我国目前最大的问题。冻土是一种由水、固体和矿物质构成的复杂地质体。由于冻土的冻胀、融沉等原因,造成了地面变形,从而对青藏铁路的运行和维修造成极大的影响。

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(3)

青藏铁路在海拔4500米以上,终年气温较低。由于土壤中含有一定程度的水分,所以当温度在零度以下或者零度以下,土壤中的水分就会凝结成冰,使土壤结冰。其物理性质的特殊性,导致对气温变化极为敏感,具有“冻涨融沉”的特点。

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由于冻土含有大量的冰,一旦气温上升,冻土就会融化、下沉,从而导致路基的沉降;但在冬季,当气温下降时,路基会被冻结,这样的变化就会引起铁路的塌陷。

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(5)

中国刚刚开始建设青藏线,就受到了很多人的质疑,青藏地区的气候条件十分恶劣,要在这里建造一条铁路并不容易。如何在冻土上建造铁路?全球都找不出一个可以解决的办法!甚至有专家表示,中国根本不可能把青藏线修好。而中国用实际行动狠狠地抽了他们一记耳光。

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如何解决冻土问题

为了解决这一问题,我们的铁道兵们在青藏线两侧安装了一根根金属管子,足足插了1.5万根金属管子。事实上,这种金属管子被称为热棒,用于冷却冻土。这些热棒的作用远比一般人想象的要大得多,正是因为有了这些热棒,避免铁路的塌陷。

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整个热管长度可以达到7~8米,裸露在外的也就2米,而另一大半则被泥土掩埋。热棒深入路基5米,整根柱子都是中空的,里面装满了液氨。

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热管的降温原理

整个热管大致可以分成三个部分,第一部分是“吸热段”,埋藏在冻土中,当温度上升时,管道内的工作液会被汽化。气流通过“绝热段”,抵达了“散热段”,这里不仅气温低,而且还刮着大风,冷风从散热器中穿过,可以轻而易举地将管道中的热量带走,同时,这些气体也会在重力的作用下,重新回到底部,这样循环下去,路基就会一直处于一个较低的温度。

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(9)

夏天的时候,空气中的热量就不会被热棒送到冻土里,所以它就像是一个简单的“然制冷机”。 在冬天气温下降的情况下,液氨会借助沸点低的特性,从冻土深处吸取热量,再由管道内部的压力将其推动至顶端,再由散热器将热量输送至大气。当管道冷却时,它会变成液态,然后回到吸热区域,然后再被蒸发,如此反复。利用冻土的温度变化,通过其本身的特点,将热量输送到冻土中,从而确保冻土的稳定性。

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美国阿拉斯加地区的矿产资源非常丰富,为了开采和运输这些宝贵的物资,必须要修建铁路,不过这里的土地百分之八十五都是冻土,所以修建铁路并不容易,美国人面对着严酷的环境也束手无策,当得知中国青藏铁路解决了冻土问题,美国人羡慕中国的技术,所以他们开出了几百万的高价,但都被中国毫不留情的拒绝了。我们国家为了研制出这样一根神奇的金属棒,花费了数十亿的人力、物力、财力,他们以为花个几百万就能一劳永逸,哪有那么容易?

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(11)

在青藏铁路冻土地带应用热管,既能保证土壤的稳定,又能防止对周围环境的损害。通过青藏铁路多年冻土技术的研究实践,确立了主动降温、冷却地基、保护冻土的设计思想,提升了高原冻土铁路设计水平。时至今日,冻土问题仍然是一个全球性的难题。中国更是凭借着自己独特的技术创造了一个又一个的奇迹。

青藏铁路热棒内部结构(青藏铁路两旁插1.5万根)(12)

在欣赏青藏铁路的壮丽风光的同时,也别忘记了那些为高原铁路而努力,为之奋斗的科学家、工程师们。正是他们的努力,我们才能取得今天的发展和进步。我们要坚定地捍卫我们的科学和技术,保卫我们的国家和民族的利益。

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