坐过青藏铁路火车的朋友可能会发现,这里的铁路和其他的地方的不一样,在青藏铁路的两旁矗立着一根根铁棒,这些铁棒究竟是用来做什么的呢?

在土木老哥的口中这个铁棒的叫做“热棒”,正是因为有了它,横贯在青藏高原的铁路才能顺利通车。

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青藏铁路修建困难,冻土成为拦路虎。

早在建国初期就有人提议修建一条连通西宁与拉萨的铁路,但是当时国际环境复杂,中央政府无暇顾及青藏铁路的事情。一直到1956年,青藏铁路前期勘探工作才正式开始。

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在勘测过程中,工程师发现了一个令人头疼的问题,青藏高原的冻土在夏季会松动,而冬季又重新冻起来,这冬夏之间的变化对于铁路来说是致命的。有物理常识的人都知道,一碗水结成了冰,那么这些冰的体积要大于原来液态时的水,青藏铁路的冻土也是这样。在冬季时冻土变的坚硬,体积也膨胀起来,一到了夏天冻土里的冰又融化了,这时铁路的路基变的松软泥泞起来。更严重的是,路基的沉降使得枕木与铁轨之间产生缝隙,这些缝隙严重降低了铁轨的使用寿命。

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当时有人算了一笔账,修建青藏铁路需要花费50亿元,冻土问题解决不了,那么修完之后顶多只能使用十年。以我们现在的眼光来看50亿好像并没有多少,但是当时的中国,一年财政总收入不过才280亿元,这50亿的建设成本等于当年财政收入的20%!花这么多的钱修一条铁路只能用10年,这对于上世纪50年代百废待兴的中国而言是不能接受的。

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美国现代火车旅行家保罗·索鲁在《游历中国》一书中写道:“有昆仑山脉在,铁路就永远到不了拉萨!”而我国政府的态度很坚决:“一定要将火车开进西藏!”

为了避免高原冻土在夏季融化,一些铁路工人想到了一个土办法,给铁路盖被子。当然这个被子并不是我们所说的棉被,当时使用的是石棉材料,这种盖被子的方法缓解了冻土的问题,使得铁路得以修建。

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1958年青藏铁路一期工程正式动工,然而盖被子的方法还是不能彻底解决问题,火车行驶在冻土层上方的铁轨上还是很不安全。

时间来到了21世纪,江苏一家名叫中圣科技公司研发出了一种散热管,这种管子可以用来给冻土层散热是,它还有个俗名叫做热棒。

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热棒的诞生让路基变成土冰箱,“冬冷夏用”让冻土不再融化!

中圣科技的热棒主要由碳纤维无缝钢管制造而成,一根热棒的长度有7米,我们在可可可西里路段看到的热棒有5米都插在冻土里。露出地面的2米热棒上面,焊接着一层层散热片,这些散热片可以带走地面的热量。

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热棒的中心是空的,里面有大量的氨气。热棒里的氨气在温度转凉的时候液化放热,这些热量通过散热片散发到空气中去。到了冬天热棒里的氨气会完全变成液氨,这些液氨流到热棒的底部存储起来。来年开春的时候温度升高,储存在热棒底部的液氨会慢慢的汽化,而汽化会吸收冻土层里的热量,液氨汽化完后带着冻土层里的热量一起上升到热棒顶部,这样一来,夏季冻土层里的热量就会源源不断的被吸出。设计人员郭宏新利用散热片和氨气这一对组合,巧妙地构造出了一个单向散热器。

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有人把这种装置比喻成“高原上的空调”,其实这些热棒要比空调更加先进,空调制冷需要额外的提供能量,而热棒则完全不用。热棒利用氨气液化放热的原理将可可西里冬天的冷储存起来,再用汽化放热的原理将冻土里的热带走。这个循环不需要人工操作,也不需要额外提供能量,整个过程是全自动的,这个设计构思真的是非常巧妙。

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热棒虽好,奈何成本过高!

据中圣科技的创始人郭宏新介绍,这种热棒不仅可以用在铁路的路基上,还可以用在矿山、地下室和冻土建筑上。

家里有地下室的小伙伴可以购买热棒来降温,让自家的地下室更加凉爽。不过在购买之前需要确认一下兜里有多少钱,热棒的价格可不便宜。青藏铁路两旁锈迹斑斑的铁棒看起来虽然“很低调”,但是它们的制造成本一点也不低。每根热棒的出厂价大约为20万元,一根热棒可以换一台中档家用轿车。

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青藏铁路全长1956公里,其中有550公里的铁路位于冻土层上,如果都要使用热棒来降温的话,那花费将大得惊人。有人做过计算,3米的铁路两边需要立四根热棒,按每根热棒20万来计算,那么一公里就需要花费2.8亿元。550公里的铁路,光保温就需要花费1540亿元,这么高昂的成本在别的地方够修五条铁路了。

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所以青藏铁路只在可可西里路段使用热棒,而在别的冻土路段使用的是“以桥代路”的方法解决冻土层问题。这种方法想比于安装热棒要简单许多,价格也非常昂贵,但是能一劳永逸地解决冻土层问题,感兴趣的小伙伴可以去搜一搜。