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“高速铁路”为什么大多修建在高架桥上?

时间:2016-11-14 23:36:37  来源:  作者:
  [问题]:如今中国的“高速铁路”建设可以说是如火如荼,我们伟大的祖国只用了几年的时间就建成了世界上覆盖面积最大、运营里程最长的“高速铁路网”,让世界为之惊叹。然而很多朋友发现,这些“高速铁路”除了横海跨江的桥梁之外,铁路大多都是在高架桥的基础上修建的,这是为什么呢?这些“高速铁路”修建在高架桥上的比例为什么会那么高?这样会不会大大增加“高速铁路”的建设成本?
  
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  [回答]:之所以中国的“高速铁路”桥梁占比高,主要是为了解决技术标准的问题,为高速列车的平稳快速运行提供保障。
  
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  首先,采取高架桥修建是为了线路的平直和平顺。所谓平直,就是线路尽量采用直线或者大半径的圆曲线,尽可能的避免过多的弯道。如时速为350公里的高速铁路要求线路的曲线半径不小7000米。在很多时候为了截弯取直,所以采用桥梁建设。所谓平顺,就是线路不能有过多太大的起伏,这里主要涉及到一个坡度的问题,如果高速列车频繁的起伏运行,不但会降低旅客乘坐的舒适度,还有可能造成安全事故。
  
  (这里提一下“向心力”,大家应该都知道过弯的轨道都会有一定的倾斜,这样列车的过弯的时候,倾斜的轨道会用一部分重力来提供向心力。而一旦垫高了一部分,就必须对速度有所限制,否则容易震荡,甚至脱轨。对高速运行的列车我们更要重点考虑这个问题。)
  
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  其次,为了避免线路因为地质等问题而出现的沉降。高速铁路对线路沉降的要求很高,不然会影响高铁安全平稳运行。(高速铁路高架桥的桩基很深,最深的能达到六七十米,这样可以有效防止线路沉降。)如果直接是在路基上建设的话,由于列车运行速度过快,丝毫的起伏都会让人感觉剧烈颠簸;而在郊区建设中,如果坚持使用地基,那么开挖填补的费用加上施工设计周期的延长导致的工程造价提高不会比建高架来的便宜。相比之下,一路高架能非常有效地解决很多列车运行问题。
  
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  这里说个题外话,很多专家都曾说过国外修建一条高速铁路需要10到20年的时间,而我们只需要5年左右的时间,没有足够的时间验证线路的沉降就开始运营,这是为了让线路更早的投入运营而牺牲安全。其实可以说这纯粹是一种无知的胡搅蛮缠,大家想想,我们的设计人员会为了让线路早几年运行连乘客的安全都不考虑了?安全始终是中国铁路的最高法则,没有安全便没有一切。
  
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  我国高铁之所以建设快,一个很重要的原因就是我们的线路大多采用高架桥。普通的填方路基是由特定的填料(粘土、碎石土等)填筑而成的,这些填料填筑时是较为松散的,需要依靠机具压实到一定程度。但是由于填料本身的固有性质,即便是机具压实后,填土也会继续发生一定程度的固结沉降;在软土路基上填筑的路堤,还会附加有软土层的沉降。但是高架桥则不会,桥梁是建立在桩基之上的。根据地质情况不同,桩基的深度也不一样,一般要打到岩石层,有些深度达六七十米深。这样高架桥的沉降问题基本解决了。
  
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  第三点,目的是为了节约宝贵的土地资源,有效的降低铁路投资成本。高速铁路大多要经过城市和乡村,采用高架桥可以避免像传统铁路的路基和路界那样占用很大面积的土地资源;并且采用高架桥,可以满足桥上行车,桥下耕种或者修建道路。这样既不影响居民正常生活,也可以避免拆迁带来的巨大投资。
  
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  举个例子,京沪高铁桥梁占比达到80%,与传统路基相比少用土地3万亩。虽然桥梁建设的成本比较高,但是考虑到拆迁的成本节约,其实高出的数量非常有限。当年京沪高铁建设成本一公里只有约1.3个亿,到如今看来,投入的成本相当低了,现在再建至少翻一番。
  
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  第四点,减弱地形、地质对铁路的限制。传统铁路受地形、地质限制的影响较大,遇到地形复杂、地质多样的地带就不得不绕开。而高速铁路建立在高架桥之上,那么受地形地质的影响也就减小了。这样就能保证线路的平直和列车的安全快速运行。
  
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  第五点,除了上述的四点之外,还有其他一些原因如减少线路的养护成本;提高线路的安全性;解决线路与其他道路交叉通过问题;减少管理风险等等。
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