曾有一名外国游客在中国的高铁上做了一个实验，在飞驰的列车上，他小心翼翼地将一枚硬币竖立在桌面上，等待着硬币倒下的瞬间。让他想不到的是这枚硬币竟然保持了竖立姿态，长时间纹丝不动，造成这一切的关键技术是什么？
中国高铁为什么能立硬币？钢轨作为金属，也是要“面子”的，因为金属在温度变化时会出现热胀冷缩，高温下钢轨可能会膨胀，导致轨道弯曲变形；而在低温下，轨道可能会收缩，出现断裂的风险。
例如长度100米的传统铁轨，温度每变化1摄氏度，会拉伸或缩减约1.18毫米。传统铁路的设计为了应对这一问题。
通常一根钢轨多设定为25米长，每两根钢轨连接处会预留8毫米左右轨缝给轨道一点“伸展空间”，以应对钢轨热胀冷缩。
通常会用鱼尾板这种连接方式为了把轨道两端牢牢固定住，延伸到中心位置，能够在保持强度的同时消除膨胀缝的影响。
不过也正是有了这些接头的存在，每当列车经过时，铁轨的接缝处都会产生大约1000到2000牛顿的冲击力。这种冲击力不但会让轨道和列车发出震耳欲聋的噪音，也会让列车上的硬币失去平衡无法竖直站立。
相比传统轨道， 以京沪高铁为例，京沪高铁全长为1318公里，整条线路的钢轨都是无缝连接的。由于没有了接缝，列车在这种“丝滑”轨道上飞驰时，噪音降低了5到10分贝，震动也减少了20%到30%。
这就是为什么列车在300-350公里/小时的高速运行下仍能保持极高的平稳性，成为硬币竖立的关键原因。
更为关键的是据有关部门统计，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。
无缝轨道很简单？安装无缝轨道可不是简单地把钢轨焊接在一起这么简单，施工时首先将钢厂生产的100米定尺长钢轨焊接成500米。
然后将500米长钢轨运到现场焊接为2公里长，形成一个管理单位，最后再将相邻2公里长钢轨焊联起来，形成无缝线路。
为了攻克这个难题，中国高铁建设采用了最先进的焊接技术，比如现场的铝热焊和闪光焊，通过这些工艺将一段段钢轨完美连接，形成连续的无缝轨道。
在这个过程中，温度的细微变化都可能影响焊接效果，因此需要极其精密的控制和丰富的经验。
无缝轨道同样面对热胀冷缩这一问题，只是解决方法和传统轨道有本质的不同，有一个预应力拉伸技术，就是在铺设无缝轨道之前，钢轨会被拉伸到特定的应力状态，提前补偿可能由于温度变化带来的应力。
另一种让钢轨“听话”的方法是连续焊接轨道技术（CWR），这种技术通过极高的纵向阻力将钢轨牢牢“锁住”，限制它的自由伸缩。
当温度变化时，钢轨不会像普通的金属那样随意变长或缩短，而是把这些变化内化为内部的应力变化。
研究表明，即使在极端温差环境下，比如零下40摄氏度到零上50摄氏度之间，CWR轨道依然能保持稳定，不会因为温度剧烈变化而影响列车的行驶安全。
为了让这种稳定性成为现实，工程师们也需要对钢轨的材料进行优化，现代无缝轨道使用的钢材含碳量大约为0.7%，经过一系列工艺处理，比如脱硫、炉外精炼和真空脱气，钢材中的杂质被降到百万分之几十。
这明显提升钢轨的强度和耐久性。另外，扣件系统的设计也非常巧妙，能将钢轨牢牢固定在混凝土轨枕上。
这些扣件的纵向阻力通常在50-80千牛顿之间，确保钢轨在温度变化时只能在轨道方向上进行微小移动，不会出现明显位移。
无缝轨道线路通常还会被设计成三个部分：固定区、伸缩区和缓冲区。在固定区，钢轨被牢牢锁住，寸步难移；在伸缩区，钢轨则可以适度伸展收缩，以适应温度的变化。
两手都要抓但光有“硬件”还不够，软件也要过硬。为了让高铁的安全性和稳定性更上一层楼，中国打造了一个全面的检测和评估技术体系。
这个体系就像是高铁的“健康监护人”，包括高速综合检测车、沿线检测传感装置等设备，能够对线路状况进行定期和实时的“体检”。
具体来说就是在每一列动车组上布置了超过1100个传感器，检测点多达1800多项，实时跟踪列车的运行状况。
比如传感器可以收集大量数据，并通过无线通信系统传输到控制中心进行分析处理，
使用的设备如imc CRONOSflex-400和imc CRONOS SL等，可以对外部传感器数据进行实时监控和分析，确保列车在复杂地形中也能保持安全和效率。
高铁检测列车内部装备了各种专业检测设备，能够对轨道、动力学、接触网、信号和通信等多个领域进行全面检测，帮助运营人员及时发现并处理各种潜在的安全隐患。
高铁还采用了智能感知系统，使得列车具备自我检测、自我诊断、自我决策和自我健康管理的能力。一旦出现异常情况，系统会自动发出警报或预警，并根据设定的安全策略采取限速或停车等应对措施。
截至2024年，截至2023年底，中国高铁营业里程达4.5万公里，占世界高速铁路总里程的70%以上。如此庞大的建设规模和技术积累，也使中国成为高铁技术输出的领先国家。
中国高铁在东南亚穿过热带雨林，连接起如雅加达和万隆这样的繁华都市。在非洲穿越了广袤的草原、沙漠和绿洲，成为连接内陆与沿海的重要交通走廊。
在欧洲穿越巴尔干半岛的山脉河谷，连接起塞尔维亚和匈牙利的历史名城。在南美洲，中国高铁穿越安第斯山脉、亚马逊雨林以及广袤的潘帕斯草原。
这些不止连接的是地理上的距离，更是各国之间的经济和文化纽带，可以说是中国推动着一个更加紧密相连的世界的形成。
参考资料：
澎湃新闻:钢轨也要"测体温"？是真的!百度文库:钢轨温度力、伸缩位移与轨温变化的关系新华网:火车的“哐当”声是怎么消失的？——钢轨应力调整施工见闻
