中国高铁这几年发展得飞快,运营里程已经超过4万公里,覆盖了全国大部分城市。很多人坐高铁的时候,看着窗外那些高高架起的桥墩,总会纳闷:明明下面是平坦的土地,为什么不直接把轨道铺在地上,非要花大把钱建这些高架桥?建一座高架桥的成本可不低,单是一个桥墩就能花上百万甚至更多,全国加起来那是天文数字。说实话,刚开始我也觉得这有点多此一举,但查了查资料,才明白这背后有不少实际原因。不是为了炫技,而是为了安全、效率和长远考虑。
先说最基本的一点,高铁的速度太快了,时速动不动就300公里以上,甚至更高。这么快的速度,对轨道的要求特别严苛,必须保持绝对的平直和顺滑。假如轨道有点小弯道或者起伏,列车就容易出问题,轻则颠簸,重则可能脱轨。想想开车的时候,高速上遇到个小坑都觉得晃荡,高铁那速度是汽车的好几倍,对路面的平整度要求高到什么程度可想而知。地面上铺轨道的话,土地本身就不是铁板一块,总有自然沉降或者地形变化,尤其是东部平原那些软土地区,土层松软,雨水一泡就容易下陷。
资料显示,有些地方的自然沉降能达到几十厘米,这对高铁来说是致命的。建高架桥就不一样了,桥墩的桩基可以打得很深,最深能到六七十米,直达坚硬的岩层,这样就能有效避免沉降问题。桥墩相对于地面只是一个个点,而不是大面积的路基,稳定性强多了。专家说,高架桥能把沉降控制在毫米级,这在地面上是很难做到的。
中国地形复杂多样,不是到处都是平坦的田野。西部有山脉,东部有河流湖泊,中部还有丘陵。假如全走平地,在山区就得挖隧道或者绕弯,那成本更高,线路也更长。河流多的地方,直接铺地面轨道还得建大坝或者填土,工程量巨大不说,还容易受洪水影响。高架桥就能直接跨过去,不用改动地形。举个例子,京沪高铁全长1300多公里,其中桥梁部分占了很大比例,就是因为沿线有不少河流和湿地。
如果全走平地,得征多少地,拆多少房子?高架桥直接架起来,下方河流照流,农田照种,一举两得。数据显示,京沪高铁通过这种“以桥代路”的方式,节省了上万亩土地,这在土地资源紧张的中国来说,意义重大。咱们国家有18亿亩耕地红线,保护耕地是大事,高架桥桥下空间还能继续种地或者建路,不耽误农民干活。
成本方面,别以为高架桥一开始贵就整体不划算。初期投资是高,桥墩一个150万起步,跨河跨海的更贵,能到500万以上。但长远看,全生命周期的维护成本低得多。高架桥用混凝土建,寿命能到百年,基本不用大修小补。地面轨道呢?暴露在外,风吹日晒雨淋,路基容易损坏,每年铁路部门都得花钱维护。资料显示,高架桥的维护成本能比地面低30%以上。占地面积也小,只有地面路基的三分之一,征地费省一大笔。东部地区地价贵,农田多,高铁线路一过,假如是地面,得征宽宽一条带子,影响周边发展。高架桥窄窄一条,桥下还能通车通人,不堵城市交通。像一些大城市周边,高铁高架桥和公路平行,互不干扰,规划起来方便多了。
安全是另一个关键因素。高铁速度快,容不得半点闪失。地面轨道容易受外部干扰,比如动物闯入、车辆横穿,或者极端天气。建高架桥就把这些风险隔离了,桥上封闭运行,下面围栏保护。地震多发的地区,高架桥设计有抗震能力,桥墩能吸收震动,不像地面路基那么脆弱。日本就是前车之鉴,早期的东海道新干线1964年开通时,路基占比53%,结果没几年就出现轨道下沉,维修花了不少钱。
后来东北新干线1982年开通,桥梁占比升到71%,桩基深挖50米以上,问题少多了。德国的ICE高铁1991年起步,早期地面线路有40‰的陡坡,列车得降速跑,后来也转向高架方案。中国学聪明了,从一开始就大量用高架,避免重蹈覆辙。洪水来了,高架桥高高在上,不怕淹;地震时,结构灵活,不易崩塌。这些都是实打实的经验教训,不是拍脑袋想出来的。
生态保护也得提一提。现在建工程不能只顾速度,还得考虑环境。高架桥对野生动物影响小,桥下可以留通道,让动物迁徙。地面轨道的话,得围栏挡住,分割栖息地,动物过不去就麻烦。一些生态敏感区,比如湿地或者森林,高架桥架过去,地面基本不动,破坏最小。资料上说,高架桥还能减少噪音和振动对周边的干扰,因为列车在高空跑,地面振动小。相比地面铺轨,高架桥在环保上更友好,尤其在中国这么大国家,线路长,涉及的生态区多。
技术层面,中国高铁高架桥建设已经很成熟。早期从国外学来,现在自己有成套标准。桥墩预制化,现场组装快,质量控得住。渝万高铁的蔡家沟双线特大桥,15号墩高150.5米,相当于50层楼;宜涪高铁的蔡家沟特大桥9号墩165米,这些都是工程奇迹,但背后是严谨的设计。丹昆特大桥也是典型,长桥连绵,跨过河流平原。建这些桥不是为了好看,而是为了线路顺直。坡度控制严格,中国高铁最大坡度比日本德国低,确保乘客舒适。时速超300公里,曲线半径至少7000米,地面上很难保证这么大半径而不绕远路,高架桥就能直来直去。
从发展历程看,中国高铁起步晚但进步快。2008年京津城际开通,是第一条时速350公里的线路,就用了不少高架。2011年京沪高铁通车,桥梁占比高,证明了高架的优势。之后哈大高铁2012年开通,适应东北寒冷天气,高架防冻效果好。国家规划越来越完善,2020年高铁里程3.79万公里,现在2025年已经超4.8万。八纵八横网络成型,覆盖面广。技术还输出海外,像印尼雅万高铁2015年启动,中国企业建的,也用了高架方案,适应当地地质。
高架桥不是万能的,也有些缺点。比如初期投资大,对资金压力不小。一些地方建桥时,噪音和扬尘影响居民,得协调好。但总体上,好处远大于坏处。相比印度高铁,他们高架桥看起来简单些,是因为工程标准和地质不同。中国桥墩粗壮,抗震强,适合多地震区。
高铁高架桥推动了城市发展。桥下空间利用好,能建公园或者停车场,不浪费。客运量大,亿级乘客受益,经济拉动明显。维护省心,运营效率高,票价控制得住。假如全走平地,维修频繁,速度上不去,整体效益差。专家说,一切为了安全和效率,这话没错。
中国高铁选高架桥不是心血来潮,而是综合了地形、安全、成本、环保等多方面因素。借鉴国际经验,避免坑,结合自家实际,建出世界一流网络。坐高铁时,看着那些桥墩,别觉得贵,值这个价。未来高铁还会扩展,高架比例估计还高,因为证明有效。希望大家多了解这些背后的道理,不是白花钱,而是聪明投资。
热门跟贴