第一百二十八章 伟大的南华铁路事业（二）

在共和国初创的日子里，工业各个部门还没有充分的分化，流行一号机车的车体实际上是在机械厂车辆车间总装马车的生产线上制造的，就是在一般的2轴平板车上边加装鲁班一号锅驼机。而所谓鲁班一号锅驼机，也是共和国机械厂制造的第一批蒸汽机，其下部是一个兰开夏型锅炉，属于烟道式锅炉，主要部件由熟铁制成，管道之间采用铆接，只能产生常压蒸汽，热效率很低。蒸汽机结构安装在锅炉上方，汽缸固定在锅炉上部的铸铁底座上，蒸汽在气缸内推动活塞运动，而通过连杆曲轴结构将活塞的往复运动转变为主轴的转动。主轴固定在底座的轴承上——当时还没有滚动轴承，甚至滑动轴承上的白合金**面都没有，只能靠液体润滑油脂，因而磨损是比较严重的。在主轴上设置两个偏心轮，来带动主滑阀和膨胀阀，前者控制蒸汽的进出，而后者在调节器的控制下通过调整进气量来适应不同的负载条件。而如何将锅驼机的动力传到平车的车轴上是一个很困难的问题。为了不改动平车的车体结构，最后决定在平车的前轴上增加一个皮带轮，在平车的底板上挖一个洞，传动皮带由此通过将锅驼机的主轴与车轴上皮带轮直接相连。这个结构，和百仞城工厂里通过皮带将动力由蒸汽机的主轴引入到机床的驱动轴上是非常相似的。今天的铁路机车学里边绝对不会给出这样一个匪夷所思的传动方式的，但是在条件简陋的当时，能想到这一点，也不得不让人佩服当年首长们的智慧。

而二轴平车的制造也并不是简单的马车车体换上铁路车轮那么简单。经过计算，直接将共和国当时生产的红星马车的底架作为铁路车辆底架，其抗拉强度偏低，因而将纵向结构的材料厚度增加了一倍，来增加车体强度。车辆同样采用简陋的滑动轴承结构，采用导框结构对轴箱进行定位。由于是2轴车，并不需要转向架，因而导框直接固定在车体的底架上。本来，在设计的时候，导框和轴箱间应安装钢板弹簧作为悬挂机构，但是当时悲剧的现实是，能承载铁路车辆载荷的钢板弹簧也暂时无法生产，所以只能用一个纯刚性的铸铁结构来临时代替，等到弹簧生产出来之后进行替换。不少熟悉共和国初年历史的朋友们可能知道，当时有一种思想流派叫做“多铆蒸刚”——多就是在作战单位上安装多炮塔，铆就是采用铆接，蒸就是蒸汽动力，刚就是指这种刚性悬挂——部分首长是这种思想的信众，但是即便是最忠诚的“多铆蒸刚”的支持者也不愿意坐这时的铁路车辆，想想纯刚性悬挂的车辆跑在平顺度一般的轨道上，那是何等骨酥肉麻的体验？也正是因为刚性悬挂对轨道的冲击实在很大，本来设计能够承载轴重10吨的线路，不得不临时限制在轴重5吨，以保证不至于经常发生断轨事故。

制造铁路车辆的车轴和车轮在当时也并非易事。由于轮轴是比较关键的结构，采用了钢材进行制造，车轴采用了制造炮管的工艺——将钢坯加热，进行锻打，之后车削成设计的几何尺寸，还要镗出空心轴的结构来降低自重。而车轮是有轮辐和轮毂两部分构成，轮辐采用辐条结构——这也是为了降低自重，采用铸钢法生产的，由于这部分对结构强度要求不高，铸造产生的一些缺陷是可以容忍的。而轮毂是通过锻压之后进行切削制造的。在组装时，通过加热使得轮辐膨胀，将轮辐套在车轴的指定位置；之后对轮毂进行加热，再将轮毂套在轮辐上。今天，我们的动车组使用的车轮和车轴都是加工的；货车的车轮也是采用整体碾钢工艺，都是在计算机控制下由专用机械加工而成的。而共和国机械厂在初创之时通过粗糙的通用设备加工并装配这些需要精细几何尺寸的工件，其心血和劳力，是值得钦佩的。

在各种简易当中，为数不多的和我们当代铁路车辆近似的结构当属自动车钩。自动车钩由由钩头，钩身、钩尾三个部分组成、车钩前端粗大的部分称为钩头，在钩头内装有钩舌、钩舌销，锁提销，钩舌推铁和钩锁铁。车钩后部称为钩尾，在钩尾上开有垂直扁锁孔，以便与钩尾框联结。为了实现挂钩或摘钩，使车辆连接或分离，车钩具有以下三种位置，也就是车钩三态：锁闭位置——车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。开锁位置——即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置。摘钩时，只要其中一个车钩处在开锁位置，就可以把两辆连挂在一起的车分开。全开位置——即钩舌已经完全向外转开的位置。当两车需要连挂时，只要其中一个车钩处在全开位置，与另一辆车钩碰撞后就可连挂。其中除了销部件是钢材料，剩下都是铸铁制造的。车钩通过螺栓安装在车辆底架的端部。

其实，可能最令人惊讶的，还是车辆本身是没有制动机构的，只有机车上安装了制动机构——其结构也是非常简单，在机车锅驼机边上安装了两个手把，下部通过连杆直接连接闸瓦，对应于机车的前轴和后轴。在需要制动的时候，司机和司炉将两个手把向后拉，闸瓦就贴上车轮的踏面，产生制动力，制动力的大小取决于手把上的拉力，尤其是在紧急制动时，司机和司炉要拼命用力拉才可以。而制动缓解，只需要将手把向前推即可。这也是在没有钢圈弹簧的情况下不得也为之的方法。经过计算，在当时铁路的限制坡度和牵引定数的情况下，仅仅依靠机车的制动力还是可以保证安全的。但是，在停车后，必须向车轮下塞用于止轮的铁鞋，否则很容易发生溜逸事故。

共和国铁道的这批车辆的长度为5米——这个长度被成为是“换长”，也就是说，对于编组为10辆车的列车，通过换长就可以简单的计算出列车的**度为50米。随着共和国铁道车辆种类的丰富，显然不同车辆的长度是不一样的。比如第二年生产的大件平车，其长度是12.5m，折算之后就是2.5个换长。如果3辆这样的大件平车编组，整列车的“计长”就是7.5，同样能很容易的算出实际长度是37.5米。您可能认为多此一举，但是实际上换长起到了一个“标准车”的作用——通过这个可以估算铁路的到发线和列车能容纳多少辆标准车，从而估计铁路的运能或者列车的重量等。实际上自此往后，共和国铁道的通用车辆基本上都是等长和等重的，而随着铁路技术的进步，通用车辆的长度也经过几次大的调整，相应的，“换长”这个单位表示的长度也进行了调整。与车辆长度相对应，车辆的轴距，也就是两个车轴之间的距离，确定为2.6m——轴距太短，车辆的稳定性会收到影响；车辆在通过曲线的之后，车轮的轮缘会与轨道形成一个夹角，叫做“攻角”，轴距太大，攻角就比较大，容易导致轮缘爬上轨道而发生颠覆事故。这个轴距是考虑到这两个因素之后进行的平衡。

铁路机车车辆的车轮、车轴是在兵工厂制造的，车体的主要配件是在机械厂的零配件车间制造的，蒸汽机是在国家工业和科技委员会直属的车间制造的（多少首长在一起经历了很多个昼夜），车辆的总装是在机械厂的车辆车间进行的。同共和国初期光辉伟大的854造船工程相比，铁路的机车车辆对加工制造、材料、设计能力等生产力要素的拉动力并不是那么明显，但是，如果除开854工程而和其他项目相比，共和国铁道的机车车辆制造仍然是数一数二的大项目，直接考验了跨部门的协作和组织能力。得益于共和国伟大的**体制，所涉及的各个部门基本达到了预期的目标，但随着铁路的不断发展，在部分首长的推动下，共和国铁道的相关工业逐渐从通用制造部门分离，形成了一个相对独立的部门。

在负责机械工业的首长们带领工程师和工人为机车车辆呕心沥血的同时，负责铁路线路建设的共和国建筑总公司遇到了更大的麻烦。共和国**杜化芯先生亲自确定了要将铁轨嵌入到地坪的混凝土中的方案，显然，这样能够避免轨道成为其他官道车辆——当时主要是手推车、牛车等，通过的障碍，但是直接将轨道排成轨距后浇混凝土是不行的，这样根本无法有效的进行固定，很快混凝土就会在应力作用下开裂破碎，而必须采用特殊的结构设计。

共和国铁道最早的无砟轨道就是在这样的情况下诞生的。现在有些对历史不甚了了的唯高速铁路爱好者认为，在高速铁路上广泛使用的无砟轨道就是“高人一等”，是先进的代表，不是很多货运线路上铺设的有砟轨道能够相比的，这种看法是错误的。实际上，正如当年很多致力于科技的首长指出的：不同的技术路线并没有绝对的优劣之分，采用何种，要综合考虑环境条件、性能需求、成本等因素进行确定。正是基于这种考虑，经过建筑总公司与铁道、工业等部门的首长进行协商之后，决定采用长枕埋入式无砟轨道结构，轨枕采用中空方形铸造熟铁，在安装轨道的位置有两个突出的底座，铁轨直接通过钢制的扣件和螺栓固定在长轨上。

在浇筑地坪的时候，在需要铺设轨道的地方预留出来，铺入用于加强的铁筋或者竹筋，将安装了长枕的长度为10米的短轨轨排依次放入，用鱼尾板和螺栓将铁轨接头进行连接，并调整轨道的平面形状使之平顺，并且轨面高度和地坪表面一致，塞入木楔固定线路位形，并逐段进行浇筑。浇筑时留出轨道内侧容纳轮缘通过的槽道。这种工法很好的实现了之前提出来的将钢轨嵌入到混凝土中的方案，其缺点在于调整轨道的位形比较繁琐，加上初期招聘的工人，或者按照之后提出来的一个专有名词，“农民工”的劳动素质较差，在施工的初期负责铁道和建筑的首长亲自在工地进行了手把手式的帮教，终于使得这些工人能够进行合格的施工。另一方面就是由于采用铁质长轨，对熟铁的消耗量较大，不过尚在企划院能够容忍的范围内。这种方案还有一个问题，就是混凝土将固定的扣件、螺栓都覆盖了，一旦需要更换轨道，必须对铁轨附近的混凝土进行凿除，更换铁轨之后再对混凝土进行恢复，不过在当时的技术条件下，也只能容忍了这个问题。

轨道出了车间后就改为有砟的形式。将地面夯实作为路基，在路基上铺设采石场生产的道砟——也就是粒径在一定范围内的碎石，来构成梯形的道床，在到床上铺设轨枕和铁轨。轨枕是圆木做成的，采用的圆木是挑选出来的，直径在25cm到40cm之间。太细的圆木作为轨枕不足以承重，太粗的另有其他用途，用来做轨枕浪费材料，而且会使得下部刚度变化大，造成铁轨内部的应力集中，容易引发断轨。圆木被在长度方向上截成2.4米长的木段，之后上下个切两刀，形成上下两个表面，之间的高度为15cm。将轨枕抬到道床上摆好，间距为0.67m，也就是每两米放3根轨枕。之后将铁轨抬到线路上，定好轨距，在枕木上安放垫板，用道钉将钢轨和垫板进行固定，使用鱼尾板将各节铁轨连在一起。之后用橇杠等工具对线路的几何位置形态进行调整，同时，对道床进行捣固。捣固是工人手拿钢钎反复**道床并晃动，使得虚浮的道砟下落，形成较为稳定密实的堆积状态，以有效承重。

当时，共和国的钢铁工业还并不完整，甚至没有独立的生铁冶炼的能力，只能从前明国广东地区进口生铁，并独立将生铁进一步冶炼成熟铁和钢。此时钢产量非常有限，而需要用钢材的地方比比皆是，而相比钢，熟铁要富裕得多。因而经过权衡，采用了熟铁作为制造轨道的材料，所以上文，我称之为铁轨，而不是现在普遍的称呼“钢轨”。铁轨采用铸造工艺生产，其横截面与今天的钢轨类似，都是经过圆角处理的变体工字形，每米重30公斤，每段轨道5m，在轨道两端钻孔，用来和鱼尾板相连接；中间也有钻孔，工人在抬轨道的时候便于穿绳固定。因为铁轨的接头处会收到车轮的冲击，因而对局部采用淬火工艺，加强轨头的硬度。铁轨之间用鱼尾板和螺栓相连接。相比今天的钢轨，铁轨的承重能力是很差的，对这一点当时首长颇有怒其不争的感情。经过实地实验，确定这种轨道能承受轴重10吨的车辆以20公里的速度行驶；然而正如前文所说，考虑车辆是全刚性悬挂，所以还是限速到轴重5吨。

就这样历史上的第一台火车头在南华诞生，虽然粗大缓慢丑陋，但是它有着广阔的未来。