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这些造价20万元的铁棒每隔一米就要插上一根 , 全程共计约有1.5万根 。 它们全部伫立在青藏铁路两侧 , 像无数名坚韧不拔的战士一样 , 坚守和保护着青藏铁路 , 从不动摇 。
“热棒”其实 , 这些铁棒有一个更加专业的名字 , 叫做“热棒” 。 从外形来看 , 热棒全身缠满了一圈圈像铁片和线圈一样的散热片 , 这是一种用碳素无缝钢管制作而成的高效导热装置 , 非常适合于青藏高原的环境 。 尤其是在解决高原冻土层融化这个世界问题上 , 热棒发挥了不可替代的作用 。 所以 , 无论是在青藏铁路还是青藏公路上 , 热棒几乎都是随处可见的 。
那么 , 为什么在青藏高原地区修建道路一定要用热棒呢?这和青藏高原特殊的地形和气候条件有很大关系 。
青藏高原又被称为“世界屋脊” , 它是我国最大 , 也是世界上海拔最高的高原 , 平均海拔在4000米以上 。 高海拔导致青藏高原的平均气温很低 , 高原冻土层密布 , 冻土指的是土壤温度低于0℃且含有冰屑的特殊岩土体 。
在冬季气温较低的时候 , 冻土层中的冰晶和土壤紧密结合在一起 , 让路基显得十分坚硬 。 但是一到夏天 , 由于高原上缺少云层遮挡 , 太阳直接照射到地面时 , 气温上升速度很快 , 就会导致部分冻土层内的冰屑融化 , 冰水与泥土变得异常柔软 , 不利于车辆在路面上行驶 。
尤其是 , 冰融化成水的时候 , 体积会缩小 , 导致路基和钢轨随之产生凹陷;而等到冬天 , 这些泥泞的土地再次因为低温冻结时 , 体积又会膨胀 , 导致建在上面的路基和钢轨被膨胀的冻土顶起 。 在冻土的冻结和融化反复交替作用下 , 路基就会出现翻浆、冒泥、沉降变形现象 , 使得钢轨扭曲变形 , 用不了几年 , 花费几十上百亿元修建的铁路就会报废了 。
据统计 , 青藏公路有85%的路基病害是冻土融化造成的;有15%是土壤冻结造成的;桥梁和涵洞的病害主要由冻胀引起 。 由此可见 , 青藏高原的道路问题几乎都是冻土导致的 。 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”破解半个世纪的铁路难题自上世纪60年代以来 , 冻土工程问题就一直是一项世界性难题 , 而为了解决这个问题 , 科学家们才特意研制出了“热棒” 。
别看“热棒”的外表好像就是一根普普通通的铁棒 , 但其实在它朴素的外表下 , 却蕴藏着常人不知道的精巧设计 , 它们凝聚了科学家半个世纪的心血 。 虽说名字叫热棒 , 但其实它更像是一个“冷冻器” , 只要插入冻土层下 , 就能让冻土不再融化 , 在地表形成永冻层 。
那么热棒是怎么做到这一点的呢?来看看它的内部结构你就清楚了 。
【青藏铁路两边插上1.5万根铁棒??一根造价高达20万元!】热棒的整体构造分为三部分 。
露出地表长约2米的部分叫散热段 , 它的外部缠绕着一圈散热片 , 可以让热棒内部的热量散发到空气中 。 埋在地底的部分长约5米 , 内部又分为吸热段和绝热段 。
吸热段位于热棒的最底端 , 里面储存着大量液氨 。 由于液氨的沸点只有-33.5℃ , 所以即使深处永冻土层中 , 它也随时在吸收热量变成氨气上升 , 使得永冻土层全年都能保持在一个极低的温度下 。
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