中國高鐵這幾年發(fā)展得飛快,運營里程已經(jīng)超過4萬公里,覆蓋了全國大部分城市。很多人坐高鐵的時候,看著窗外那些高高架起的橋墩,總會納悶:明明下面是平坦的土地,為什么不直接把軌道鋪在地上,非要花大把錢建這些高架橋?建一座高架橋的成本可不低,單是一個橋墩就能花上百萬甚至更多,全國加起來那是天文數(shù)字。說實話,剛開始我也覺得這有點多此一舉,但查了查資料,才明白這背后有不少實際原因。不是為了炫技,而是為了安全、效率和長遠考慮。
先說最基本的一點,高鐵的速度太快了,時速動不動就300公里以上,甚至更高。這么快的速度,對軌道的要求特別嚴苛,必須保持絕對的平直和順滑。假如軌道有點小彎道或者起伏,列車就容易出問題,輕則顛簸,重則可能脫軌。想想開車的時候,高速上遇到個小坑都覺得晃蕩,高鐵那速度是汽車的好幾倍,對路面的平整度要求高到什么程度可想而知。地面上鋪軌道的話,土地本身就不是鐵板一塊,總有自然沉降或者地形變化,尤其是東部平原那些軟土地區(qū),土層松軟,雨水一泡就容易下陷。
資料顯示,有些地方的自然沉降能達到幾十厘米,這對高鐵來說是致命的。建高架橋就不一樣了,橋墩的樁基可以打得很深,最深能到六七十米,直達堅硬的巖層,這樣就能有效避免沉降問題。橋墩相對于地面只是一個個點,而不是大面積的路基,穩(wěn)定性強多了。專家說,高架橋能把沉降控制在毫米級,這在地面上是很難做到的。
中國地形復雜多樣,不是到處都是平坦的田野。西部有山脈,東部有河流湖泊,中部還有丘陵。假如全走平地,在山區(qū)就得挖隧道或者繞彎,那成本更高,線路也更長。河流多的地方,直接鋪地面軌道還得建大壩或者填土,工程量巨大不說,還容易受洪水影響。高架橋就能直接跨過去,不用改動地形。舉個例子,京滬高鐵全長1300多公里,其中橋梁部分占了很大比例,就是因為沿線有不少河流和濕地。
如果全走平地,得征多少地,拆多少房子?高架橋直接架起來,下方河流照流,農(nóng)田照種,一舉兩得。數(shù)據(jù)顯示,京滬高鐵通過這種“以橋代路”的方式,節(jié)省了上萬畝土地,這在土地資源緊張的中國來說,意義重大。咱們國家有18億畝耕地紅線,保護耕地是大事,高架橋橋下空間還能繼續(xù)種地或者建路,不耽誤農(nóng)民干活。
成本方面,別以為高架橋一開始貴就整體不劃算。初期投資是高,橋墩一個150萬起步,跨河跨海的更貴,能到500萬以上。但長遠看,全生命周期的維護成本低得多。高架橋用混凝土建,壽命能到百年,基本不用大修小補。地面軌道呢?暴露在外,風吹日曬雨淋,路基容易損壞,每年鐵路部門都得花錢維護。資料顯示,高架橋的維護成本能比地面低30%以上。占地面積也小,只有地面路基的三分之一,征地費省一大筆。東部地區(qū)地價貴,農(nóng)田多,高鐵線路一過,假如是地面,得征寬寬一條帶子,影響周邊發(fā)展。高架橋窄窄一條,橋下還能通車通人,不堵城市交通。像一些大城市周邊,高鐵高架橋和公路平行,互不干擾,規(guī)劃起來方便多了。
安全是另一個關(guān)鍵因素。高鐵速度快,容不得半點閃失。地面軌道容易受外部干擾,比如動物闖入、車輛橫穿,或者極端天氣。建高架橋就把這些風險隔離了,橋上封閉運行,下面圍欄保護。地震多發(fā)的地區(qū),高架橋設計有抗震能力,橋墩能吸收震動,不像地面路基那么脆弱。日本就是前車之鑒,早期的東海道新干線1964年開通時,路基占比53%,結(jié)果沒幾年就出現(xiàn)軌道下沉,維修花了不少錢。
后來東北新干線1982年開通,橋梁占比升到71%,樁基深挖50米以上,問題少多了。德國的ICE高鐵1991年起步,早期地面線路有40‰的陡坡,列車得降速跑,后來也轉(zhuǎn)向高架方案。中國學聰明了,從一開始就大量用高架,避免重蹈覆轍。洪水來了,高架橋高高在上,不怕淹;地震時,結(jié)構(gòu)靈活,不易崩塌。這些都是實打?qū)嵉慕?jīng)驗教訓,不是拍腦袋想出來的。
生態(tài)保護也得提一提?,F(xiàn)在建工程不能只顧速度,還得考慮環(huán)境。高架橋?qū)σ吧鷦游镉绊懶。瑯蛳驴梢粤敉ǖ?,讓動物遷徙。地面軌道的話,得圍欄擋住,分割棲息地,動物過不去就麻煩。一些生態(tài)敏感區(qū),比如濕地或者森林,高架橋架過去,地面基本不動,破壞最小。資料上說,高架橋還能減少噪音和振動對周邊的干擾,因為列車在高空跑,地面振動小。相比地面鋪軌,高架橋在環(huán)保上更友好,尤其在中國這么大國家,線路長,涉及的生態(tài)區(qū)多。
技術(shù)層面,中國高鐵高架橋建設已經(jīng)很成熟。早期從國外學來,現(xiàn)在自己有成套標準。橋墩預制化,現(xiàn)場組裝快,質(zhì)量控得住。渝萬高鐵的蔡家溝雙線特大橋,15號墩高150.5米,相當于50層樓;宜涪高鐵的蔡家溝特大橋9號墩165米,這些都是工程奇跡,但背后是嚴謹?shù)脑O計。丹昆特大橋也是典型,長橋連綿,跨過河流平原。建這些橋不是為了好看,而是為了線路順直。坡度控制嚴格,中國高鐵最大坡度比日本德國低,確保乘客舒適。時速超300公里,曲線半徑至少7000米,地面上很難保證這么大半徑而不繞遠路,高架橋就能直來直去。
從發(fā)展歷程看,中國高鐵起步晚但進步快。2008年京津城際開通,是第一條時速350公里的線路,就用了不少高架。2011年京滬高鐵通車,橋梁占比高,證明了高架的優(yōu)勢。之后哈大高鐵2012年開通,適應東北寒冷天氣,高架防凍效果好。國家規(guī)劃越來越完善,2020年高鐵里程3.79萬公里,現(xiàn)在2025年已經(jīng)超4.8萬。八縱八橫網(wǎng)絡成型,覆蓋面廣。技術(shù)還輸出海外,像印尼雅萬高鐵2015年啟動,中國企業(yè)建的,也用了高架方案,適應當?shù)氐刭|(zhì)。
高架橋不是萬能的,也有些缺點。比如初期投資大,對資金壓力不小。一些地方建橋時,噪音和揚塵影響居民,得協(xié)調(diào)好。但總體上,好處遠大于壞處。相比印度高鐵,他們高架橋看起來簡單些,是因為工程標準和地質(zhì)不同。中國橋墩粗壯,抗震強,適合多地震區(qū)。
高鐵高架橋推動了城市發(fā)展。橋下空間利用好,能建公園或者停車場,不浪費。客運量大,億級乘客受益,經(jīng)濟拉動明顯。維護省心,運營效率高,票價控制得住。假如全走平地,維修頻繁,速度上不去,整體效益差。專家說,一切為了安全和效率,這話沒錯。
中國高鐵選高架橋不是心血來潮,而是綜合了地形、安全、成本、環(huán)保等多方面因素。借鑒國際經(jīng)驗,避免坑,結(jié)合自家實際,建出世界一流網(wǎng)絡。坐高鐵時,看著那些橋墩,別覺得貴,值這個價。未來高鐵還會擴展,高架比例估計還高,因為證明有效。希望大家多了解這些背后的道理,不是白花錢,而是聰明投資。
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