基本介紹
歷史,簡介,鐵路鋼軌,板式軌道,持續焊接,維修,材料,
歷史
1767年，英國的金屬大跌價，有家鐵工廠的老闆看到堆積如山的生鐵，既賣不出去賺不了錢，又占用了很多地方，就令人澆鑄成長長的鐵條，鋪在工廠的道路上，準備在鐵價上漲的時候再賣出去。
可是，人們發現車輛走在鋪著鐵條的路上，既省力，又平穩。這樣，鐵軌先於火車誕生了。 鐵條上行車畢竟不是很方便的，於是，鐵條得到了改進，做成凹槽形的鐵軌。這種軌道可以防止車輪滑出，但容易在凹槽中積上石子、煤屑，鐵軌很容易損壞。
於是，人們把鐵軌做成了上下一樣寬，中間略窄的形狀，這樣垃圾不易積起，鐵軌也不容易損壞。可是這種軌道不是很穩的，鐵軌受到衝擊容易翻倒而導致車輛出軌翻車。人們又把鐵軌的下面加寬，造成像漢字的“工”字形，這種形狀的軌道既穩定又可靠，一直沿用到今天。
簡介
鐵路鋼軌
最早期的路軌使用的。
板式軌道
用很薄的鐵片釘在木製的路軌上製成。但這種路軌的承重能力很低，所以雖然建造的成本很低，但長遠來說並不划算。
後來鐵路開始改用鐵軌，經過數十年的改進，使用的物料改成鋼，而鋼的質素亦得到很大的提高。鐵路上使用的鋼軌必須承受巨大的壓力，故此需要使用質素極高的鋼材。鐵路鋼軌對鋼的要求比其它的套用都為高。同樣的小瑕疵，在建築物使用的鋼筋內出現可能不會產生任何問題；但在鐵路鋼軌出現則隨時會導致路軌斷裂而引致列車出軌。
鋼軌並不便宜，占鐵路成本中相當重要的部分。
現代使用的鋼軌切面成”工”字形，分為與車輪接觸的軌頭、中間的軌腰及底部的軌底。不同的路線對鋼軌的強度、穩定性及耐磨性都有不同的要求。因此鋼軌亦有不同的規格。一條路線上應該選擇使用那一種，需要考慮經濟及技術等因素。
鋼軌的種類及強度以kg/m表示。每米越重的鋼軌所能承受的重量亦越大。
歐洲的鐵路常見的鋼軌有以下多種重量：
40kg/m
50kg/m
60kg/m
中國則為:
50kg/m
60kg/m
75kg/m
主要線路使用的是60kg/m 或75kg/m的鋼軌。
美國使用的鋼軌更重，某些運煤線路可重達77kg/m。接合魚尾板
把鋼軌連線成軌道的方法有多種。最傳統的做法會把二十米左右一截的鋼軌固定在軌枕之上，各截鋼軌之間有接頭（亦稱接縫）。英國的習慣，兩條路軌會在相同的地方有接頭，但美國則會放在不同的地方。接頭使用魚尾板接合，它是一塊約六十厘米長的鋼板，兩端有四或六口鋼栓，用來扣在鋼軌上的小洞。鋼軌之間特地留有間隙，約為6mm寬，稱為伸縮接縫。鋼軌讓魚尾板上鋼栓通過的小洞是橢圓形的，這樣鋼軌就可以在炎熱的天氣下有膨脹的空間。這對鋼軌是非常重要的：如果沒有膨脹的空間，每當溫度改變一度，鋼軌就需要承受1.6噸的壓力或拉力。如果一個地方每年最高及最低溫度相差三十度，這力可以達到五十噸。一條鋼軌可能會因而變得歪歪斜斜，影響行車安全。
雖然這樣可以解決冷縮熱漲的問題，但是路軌上留有的小接縫使列車駛過時產生”咔噠、咔噠”的聲音。除非路軌的保養得非常良好，否則這種有接縫的路軌不適宜讓高速列車行駛；乘客亦會覺得行車不平穩。很多鐵路發達的國家依然會在低速路線、非重要的路線或支線使用這種路軌接合。魚尾板亦常見於缺乏現代化投資的路線。美國大部分的路線都屬於這類，而且多數是還使用木製的枕軌(即枕木)；另外部分原因是美國的鐵路速度不高，木的價格亦很低。
持續焊接
另一種較新的連線鋼軌的方法是持續焊接軌道(Continuous Welded Rail, CWR)，亦稱無縫軌道或長焊軌。這種方法把數公里長的鋼軌以焊接接成連續的一條。由於沒有了接縫，於是路軌的強度獲得增加，需要的維修較少，車輛行駛亦更順暢。
以焊接接合軌道的成本較用魚尾板昂貴。但因為強度較高，車輛可以在持續焊接軌道上以更高速度行駛，摩擦力得到減少。
為解決無縫軌道在冷縮熱漲時可能會歪曲的問題，鋼軌需要被緊緊的鎖定線上路上，使它們的伸縮自由受到限制。一般的做法是使用混凝土製成的軌枕，用堅固的扣件把鋼軌扣上，下方再配以足夠的道碴。每次更換或敷設鋼軌時，鋼軌會被先被拉長使它們膨脹，然後才鎖定在軌枕上。這樣就算日後溫度增高，路軌的膨脹亦會減少。鎖定軌度的溫度亦很重要。一般每段軌道都會參考當地最高及最低溫度，然後計算出合適的溫度。如果日後溫度超出最初的預算，（例如出現歷史性的炎夏或寒冬），無縫軌道可能會彎曲或斷裂。
使用持續焊接的軌道仍然可以在需要的地方使用接頭。但這些接頭多數都不是九十度直線線打橫越過鋼軌，而是以很斜的角度接合。這樣車輪經過時的震動及噪音都會大大減少，但鋼軌仍然會有膨脹的空間。這種接頭被稱為調節道岔 (Adjustment Switch)。
維修
鐵路軌道必須經常維修以維持良好運作狀態。路軌維修是繁重的工作，以往要花費很多人力來完成，現已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養維修工作包括有：
打磨鋼軌 ，改善鋼軌的平面及縱面。
更換部分或全部鋼軌。
更換軌枕。
搗固、清理、更換及補充道碴。
在繁忙的線路上因為列車間距很短，因此鐵路營運者多數會以自動化的工程列車進行部分的維護工作，以提高工作效率。
材料
鋼軌是用高錳鋼製成的。錳鋼的脾氣十分古怪而有趣：如果在鋼中加入2-3%的錳，那么所製得的低錳鋼脆得就像玻璃一樣，一敲就碎。然而，如果加入>13%的錳，製成高錳鋼，那么它就變得既堅硬又富有韌性。 所以人們用錳鋼來製造耐磨的機器零件和鐵軌、橋樑等。 還有，在鋼軌的上部，也就是和車輪接觸的那一層，又是加入了另一種金屬－－銦，它的加入，使鋼軌上部分在保證硬度的情況下，更具有一些韌性，這對火車的車輪很重要，它和“輪箍”接觸、碰撞的時候，會有一定彈性，保證了火車的安全運行。
