1  简介                

铁路钢轨

最早期的路轨使用的

板式轨道

用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重能力很低，所以虽然建造的成本很低，但长远来说并不***。

后来铁路开始改用铁轨，经过数十年的改进，使用的物料改成钢，而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力，故此需要使用质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其它的应用都为高。同样的小瑕疵，在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题；但在铁路钢轨出现则随时会导致路轨断裂而引致列车出轨。

钢轨并不便宜，占铁路成本中相当重要的部分。

现代使用的钢轨切面成”工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。一条路线上应该选择使用那一种，需要考虑经济及技术等因素。

钢轨的种类及强度以kg/m表示。每米越重的钢轨所能承受的重量亦越大。

欧洲的铁路常见的钢轨有以下多种重量：

40kg/m

50kg/m

60kg/m

中国则有:

50kg/m

60kg/m

75kg/m

主要线路使用的是60kg/m 或75kg/m的钢轨。

美国使用的钢轨更重，某些运煤线路可重达77kg/m。

接合鱼尾板

把钢轨连接成轨道的方法有多种。最传统的做法会把二十米左右一截的钢轨固定在轨枕之上，各截钢轨之间有接头(亦称接缝)。英国的习惯，两条路轨会在相同的地方有接头，但美国则会放在不同的地方。接头使用鱼尾板接合，它是一块约六十厘米长的钢板，两端有四或六口钢栓，用来扣在钢轨上的小洞。钢轨之间特地留有间隙，约为6mm宽，称为伸缩接缝。钢轨让鱼尾板上钢栓通过的小洞是椭圆形的，这样钢轨就可以在炎热的天气下有膨胀的空间。这对钢轨是非常重要的：如果没有膨胀的空间，每当温度改变一度，钢轨就需要承受1.6吨的压力或拉力。如果一个地方每年及***温度相差三十度，这力可以达到五十吨。一条钢轨可能会因而变得歪歪斜斜，影响行车安全。

虽然这样可以解决冷缩热涨的问题，但是路轨上留有的小接缝使列车驶过时产生”咔哒、咔哒”的声音。除非路轨的保养得非常良好，否则这种有接缝的路轨不适宜让高速列车行驶；乘客亦会觉得行车不平稳。很多铁路发达的国家依然会在低速路线、非重要的路线或支线使用这种路轨接合。鱼尾板亦常见于缺乏现代化投资的路线。美国大部分的路线都属于这类，而且多数是还使用木制的枕轨(即枕木)；另外部分原因是美国的铁路速度不高，木的价格亦很低。

持续焊接

另一种较新的连接钢轨的方法是持续焊接轨道(Continuous Welded Rail, CWR)，亦称无缝轨道或长焊轨。这种方法把数公里长的钢轨以焊接接成连续的一条。由于没有了接缝，于是路轨的强度获得增加，需要的维修较少，车辆行驶亦更顺畅。

以焊接接合轨道的成本较用鱼尾板昂贵。但因为强度较高，车辆可以在持续焊接轨道上以更高速度行驶，摩擦力亦得到减少。

为解决无缝轨道在冷缩热涨时可能会歪曲的问题，钢轨需要被紧紧的锁定在线路上，使它们的伸缩自由受到限制。一般的做法是使用混凝土制成的轨枕，用坚固的扣件把钢轨扣上，下方再配以足够的道碴。每次更换或敷设钢轨时，钢轨会被先被拉长使它们膨胀，然后才锁定在轨枕上。这样就算日后温度增高，路轨的膨胀亦会减少。锁定轨度的温度亦很重要。一般每段轨道都会参考当地及***温度，然后计算出合适的温度。如果日后温度超出最初的预算，（例如出现历史性的炎夏或寒冬），无缝轨道可能会弯曲或断裂。

使用持续焊接的轨道仍然可以在需要的地方使用接头。但这些接头多数都不是九十度直线线打横越过钢轨，而是以很斜的角度接合。这样车轮经过时的震动及噪音都会大大减少，但钢轨仍然会有膨胀的空间。这种接头被称为调节道岔 (Adjustment Switch)。

2  材料                  

钢轨是用高锰钢制成的。 锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入2-3%的锰，那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入>13%的锰，制成高锰钢，那么它就变得既坚硬又富有韧性。 所以人们用锰钢来制造耐磨的机器零件和铁轨、桥梁等。 还有，在钢轨的上部，也就是和车轮接触的那一层，又是加入了另一种金属－－铟，它的加入，使钢轨上部分在***硬度的情况下，更具有一些韧性，这对火车的车轮很重要，它和“轮箍”接触、碰撞的时候，会有一定弹性，***了火车的安全运行。