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当“复兴号”列车以350公里的时速贴地飞行时,你是否曾透过车窗好奇:脚下明明是一望无际的华北平原,为何这钢铁巨龙却偏要“飞”在几十米高的桥上?
这难道真是传说中的“基建狂魔”在炫技,还是钱多得没处花?
把一列火车抬到天上去跑,成本自然不菲。
根据公开的造价分析,修建地面高铁线路,每公里的成本大约在7000万到1亿元人民币之间;而采用高架桥方案,这个数字会飙升到1.5亿至1.8亿元,几乎翻了一倍。
以全长超过2200公里、总投资近4000亿的京广高铁为例,其平均每公里投资高达1.74亿元,其中超过80%的路段都是桥梁。
仅仅一个普通的桥墩,造价就在50万到150万元不等。
如此算来,这笔“上天”的费用,确实是天文数字。
既然成本如此高昂,为何还要坚持“以桥代路”?答案或许会颠覆你的直觉。
高铁区别于普通火车的核心,在于一个“高”字。为了实现时速350公里的平稳运行,轨道必须满足近乎变态的几何精度要求。其中最关键的一项,就是轨道的平顺性。
你可能觉得,脚下坚实的土地是最可靠的依托。然而,在工程师眼中,大地远非“坚实”,而更像一块巨大的、缓慢变形的“海绵”。
中国东部沿海和长江中下游平原,广泛分布着深厚的软土层,这些地质就像是“果冻”,自然沉降现象非常普遍。
全国有近一半的城市区域,每年地面下沉速度超过3毫米。
3毫米,听起来微不足道,对普通公路、建筑几乎没有影响。
但对于高铁,这是足以引发颠覆性灾难的“幽灵”。当列车以接近100米/秒的速度飞驰时,哪怕轨道出现1毫米的沉降,都会给列车带来剧烈的颠簸,严重时甚至可能导致脱轨。
这就像一辆F1赛车在赛道上撞到了一颗小石子,后果不堪设想。
地面线路的另一个致命缺陷是难以保证线路的平直。时速超过300公里的列车,其安全的转弯半径要求不小于7000米,而普通火车仅需1500米。
在地面上修建,意味着需要频繁绕开村庄、丘陵、河流和道路,很难拉出一条满足7000米半径的平滑曲线。
高架桥方案,正是为了从根本上驯服这个“看不见的敌人”。
高铁桥梁的桩基,如同一根根定海神针,会穿透几十米甚至上百米的松软土层,直达稳定坚硬的岩石层。
如此一来,无论地面如何沉降,桥梁上的轨道都能在数十年内保持毫米级的稳定,为列车的绝对安全提供了最根本的保障。
同时,高架桥可以“无视”地面障碍,轻松跨越山河湖海,确保线路足够顺直,让列车能心无旁骛地全速前进。
高昂的初期投入背后,其实藏着一本更精明的经济账。从全生命周期的角度看,高架桥反而是“更省钱”的选择。
如果采用地面方案,需要征用一条宽阔的土地带,不仅涉及复杂的拆迁和高昂的补偿,还会将沿途的土地彻底割裂。
而高架桥方案,仅需占用桥墩位置的零散土地,其总占地面积仅为地面线路的五分之一到三分之一。
以京沪高铁为例,全线采用“以桥代路”的方式,成功节省了约4万亩宝贵的土地。
这不仅仅是省钱的问题,更直接关系到中国的粮食安全。
保护“18亿亩耕地红线”是不可动摇的国家战略。
高铁线路大多贯穿人口稠密、土地珍贵的东中部地区,这些地方也正是中国的产粮区。选择高架,意味着桥下的土地可以继续耕种、通行,避免了大面积优质耕地被永久性占用和破坏。
地面路基暴露在外,受风雨侵蚀、季节冻融等自然因素影响,损耗速度快,维护工作繁重。据测算,地面线路每年每公里的维护费用约75万元。
而高架桥采用高强度混凝土整体浇筑,设计使用年限长达100年,结构极其稳定,受环境影响小。其全生命周期的维护成本,比地面线路低30%以上,每年每公里的维护费用仅需约45万元。
短期看是多花了钱,但放眼百年,这无疑是一笔划算的投资。
中国高铁的规划并非闭门造车,而是在充分借鉴国际经验教训后做出的优化选择。
日本作为新干线的发源地,其早期的东海道新干线有超过一半的线路铺设在地面路基上。
通车后不久,严重的轨道不均匀沉降问题便开始显现,导致后期维修成本居高不下,成了一个深刻的教训。
到了1982年建设东北新干线时,日本便吸取教训,将桥梁占比大幅提升至71%,有效解决了沉降难题。
德国早期的ICE高铁线路也曾尝试地面方案,结果部分路段出现了千分之四十的陡坡,迫使列车必须降速运行,成了一个广为人知的反面教材,后期德国也逐步转向了高架桥方案。
中国高铁从一开始就站在了巨人的肩膀上,通过“后发优势”,直接选择了技术上更先进、长期看更可靠的高架桥方案,避免了日德两国走过的弯路。
截至2024年底,中国高铁的运营总里程已突破4.8万公里,稳居世界第一,占全球高铁总里程的70%以上。
这张巨大的高速网络,正在以前所未有的力量重塑着中国的经济地理和社会面貌。
“八纵八横”高铁网的不断织密,让“同城化”效应日益显现。
京广高铁将沿线28个城市拉入“8小时经济圈”,极大地促进了人员和商贸往来。 专家研究发现,高铁每投入1亿元,能间接带动相关产业链产值约3亿元,并创造超过2200个就业岗位。
这种改变是具体而微的。对于普通人而言,是贵阳到兴义的旅行时间从4小时缩短到2小时,让周末跨城出游成为可能。
对于区域发展而言,是成达万高铁让“成渝双城经济圈”实现1小时直达,加速了要素流动和产业协同。
高铁带来的高时效性,极大地压缩了时空距离,激发了旅游、消费等服务业的巨大潜力。
此外,高架桥对生态环境的友好也不容忽视。
桥下空间为野生动物保留了迁徙的通道,最大限度地减少了对原始地貌和植被的破坏,实现了大型基建与自然生态的和谐共存。
来源:中国高铁为什么要造高架桥,而不是走平地?专家:一切为了安全
2024-09-19 17:57·科技眼
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