也许你会发现:中国的高速铁路大多都是架设在高架桥上,比如京沪高速铁路正线全长约1318公里,仅桥梁长度就约1140公里,占到正线长度的86.5%。其实不只是京沪高铁,全球各国的高铁方案都类似,为什么大家都选择高架线而非地面线,难道不会增加成本吗?

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一、高速铁路直接建地面上也有,德国的ICE早期线路就是

一、高速铁路直接建地面上也有,德国的ICE早期线路就是

所谓它山之石可以攻玉,作为传统工业强国德国,早期的高速铁路建设就是选择直接建设在地面上的,只是它的后果就是:欢迎来到Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main体验40‰坡度向下后立马转成40‰向上的酸爽。

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  • 虽然看到这张图,里面也是有高架的,但那是实在没办法的。其中最大亮点就是靠近图中的这一段是个很陡的上坡,而远离图中的那一段则是个很陡的下坡。

要知道,这个上下坡换坡的地点在50°37‘24·9”N 7°23‘28·1”E,如果我们把它具体放大则是这样的:

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  • 可以说,这种线路在中国高铁这边修的话,基本就是会弄成一段很长很平的高架桥 + 一小部分隧道就能解决的。

当然,当初的德国人也不是不知道这种修法是有问题的,当时还真是为了省钱而已,后来等到DB有钱的时候,比如这些年,德国的新线基本会都会尽量选择这么干的:

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  • 可以看出,Schnellfahrstrecke Erfurt–Leipzig/Halle的全程最大坡度只有12.5‰,全程各种长高架桥不说,甚至还有过在相对比较平的,也同时没有太多建筑物的地区,只是为了避免走大坡度而修隧道的事情。总的来说,这已经和国内高铁差不多了。
二、高速铁路选择高架线而非地面线,的确是好处颇多的

二、高速铁路选择高架线而非地面线,的确是好处颇多的

高速铁路建设高架线好处颇多,在这里,我就具有相对关键价值的要点给大家做个列举的说明,具体如下:

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1、沉降。高铁对地面沉降要求极为严格。如果以桥代路的话,不仅可以减小沉降,而且还可以通过动态调控把沉降控制在规定范围内。不仅仅是高铁,普铁也一样会用这种办法,最极端的一条普铁就是青藏铁路,全线冻土路段有500多公里,只能采用以桥代路。

2、曲率半径。以350km/h时速运行的动车组列车曲率半径不得小于7000米。行进途中难免会出现障碍物或者坡度过大的路段。绕过去不现实,爬过去更不现实,只能在地面上架桥。同时把坡度和曲率半径控制在标准之内。

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3、拆迁占地。高铁沿线会经过大量的农田。如果全都修在地面上,对耕地的占用量会达到一个很可怕的数字。如果采用以桥代路的方法,占地面积只不过是桥墩的横截面积。

4、震动。如果高铁直接修在了地面上,动车组列车在高速穿过市区的时候会对周边的住户产生极为严重的噪音和震动。如果采用以桥代路,外加隔音板,可以很有效的减少对周围环境的影响。

5、生态保护。高铁修建途中难免会穿过一些生态保护区或者国家保护动物的栖息地。采用以桥代路,不仅不会影响野生动物的迁徙,而且可以避免野生动物在横穿铁路时发生事故。其实不仅避免动物横穿铁路,同时也可以避免行人进入。

三、高架线的建设“标准化”,就是成本的一道“护城河”

三、高架线的建设“标准化”,就是成本的一道“护城河”

  • 上面罗列建设高架线的好处,比如沉降、平直、省地、动物迁徙等,都没有涉及成本,其实成本背后的一个原因,也许是大家没有想到的,那就是:标准化。

要知道,我们国内成功研发了架桥机后,架桥变成了一件相对简单的事情。比如这个架桥机:

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这种情况下,在野外,我们只需要依标准流程按一定距离修建桥墩,剩下的事情就能够交给架桥机完成了。

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  • 而且,这种桥梁标准化生产后,误差控制还能够在1毫米以内。其他的东西,如桥梁,都可以在厂房里按最严格标准来批量化生产。误差得以精确控制,成本可以严格把控,效率可以大幅提高。

试想,如果是传统土方作业,通常是这么一番场景如下:

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可见,路基每一处的形状尺寸、压实程度、含水量、材料均一性,施工时的温度等,都无法做到严格控制。不仅如此,施工进度也会饱受天气、周边的地理条件、人员素质等的影响。

  • 换句话说,用土工作业方式修出来的路基跟高架桥工业化、标准化建造的桥基相比,精度、强度、均一性、稳定性等,都差很多,成本角度更是不言而喻的。

因此,我国高铁相比别的国家在速度更高的情况下,运行得更平稳,原因就在于突破高架桥技术后,采用更严格、更标准化、精度更高更可控的工厂化生产模式,取代了传统的土工作业模式。

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简而言之,建桥是综合各方面因素而选择的一个好方法

简而言之,建桥是综合各方面因素而选择的一个好方法

要知道,中国有18亿亩耕地红线,耕地控制非常严格,是不能乱占的,架桥方案可以节约大量耕地,架桥也不会阻塞交通,成本往往也是更低。

  • 其实不仅是高铁,近年新建的高速公路一样也有很大比例是高架方案,不过像不用考虑耕地的大西北地区,高铁一样会用高填土方案而非架桥。