高速鐵路為什麼很多都建在橋上?
本人東北的大學生,每回放假或開學都會搭乘高速動車,路線是瀋陽到哈爾濱。這回突然發現,東北的高速鐵路基本都離開地面在橋上(瀋陽到鞍山的一段可以達到95%),這是為什麼呢?
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1、為了線路的平直和平順所謂平直就是,盡量採用直線或者大半徑的圓曲線,不能有太多太急的彎道,比如時速350公里的高鐵要求線路的曲線半徑不小7000米。很多時候為了截彎取直,所以採用橋樑建設。
所謂平順就是,不能有太多太大的起伏,主要涉及到一個坡度的問題。
2、為了線路不能有太大的沉降
這是很多偽專家攻擊中國高鐵比較集中的一個問題。他們會說國外10年20年建一條高鐵鐵路,你們3年5年建一條,連讓線路沉降的時間都不夠,你們這是為了速度犧牲安全。
其實這純粹是一種無知的胡攪蠻纏,用屁股想想,誰有這麼大的膽子,為了早幾年連安全都不要了?自己的腦袋還要不要?安全始終是中國鐵路的最高法則,沒有安全就沒有一切。
我國高鐵之所以建設快,一個很重要的原因就是我們的線路採用橋樑多。
普通的填方路基是由特定的填料(粘土、碎石土等)填築而成的,這些填料填築時是較為鬆散的,需要依靠機具壓實到一定程度,但是由於填料本身的固有性質,即便是機具壓實後,填土也會繼續發生一定程度的固結沉降,而在軟土路基上填築的路堤,還會附加有軟土層的沉降。
橋樑則不存在這種問題,因為橋樑是建立在樁基之上的。根據地質情況不同,樁基的深度也不一樣,一般要打到岩石層,有些深度達六七十米深。這樣基本就不會產生什麼沉降。
你拿普通的填方路基與橋樑進行比較,本身就是不科學,除非你另有不可告人的目的。
四五年前,中國南車牽頭競標沙烏地阿拉伯的一條高鐵項目,團隊裡面包括西門子等一系列成員,但最後在技術標準的談判上出了問題,中國南車考慮到當地沙漠特徵,要求以橋樑為主,而對方堅持以填土路基為主,最後中國南車覺得風險太大,果斷退出。
後來項目給了卡福,據說現在還八字沒一撇。
3、節省土地
這個我不多說,只說一個數據:京滬高鐵橋樑佔比達到80%,與傳統路基相比少用土地3萬畝。
雖然橋樑建設的成本比較高,但是考慮到拆遷的成本節約,其實高出的數量非常有限。
當年京滬高鐵建設成本一公里只有1.3個億,現在想想簡直太便宜了,現在再建至少翻番。不得不說,當年決策之英明,後人難以企及。
4、其他一些原因
如減少養護成本,提高線路的安全性;解決行人過道問題,減少管理風險等等吧。
看了以上4點原因,相信大家基本上明白為什麼了。中國高鐵的建設著真是充滿了智慧,贊一個!
梳理中國鐵路發展的歷史進程,中國鐵路取得決定性發展的拐點就是國家實施了鐵路提速。
從中國鐵路的提速進程來看,提速、高速,這是一步一步來的。第一階段是1990年提速之前,我國的列車運行速度為90km/h—110km/h,鐵路線標準很低,運輸狀況非常緊張。
第二階段為提速初期,經過五次大提速,鐵路幹線最高運營速度達到160km/h,意味著趕上了西方發達國家普通鐵路客運速度。
第三階段則為提速後期,第六次大提速是一次跨越,經過此次提速,最高運營速度達到200km/h—250km/h,既有鐵路提速幅度居世界之首。第四階段是高速時代,2008年開通的京津城際高鐵是第一條純粹意義上的高速鐵路,是跨入高速時代的一個里程點,最高運營時速達到350km/h。
中國鐵路最高試驗速度也在不斷攀升。在近20年的時間裡,在技術水平落後、人才匱乏的情況下,中國鐵路從最高實驗時速151公里攀升到486.1公里。與其他各國試驗速度相比,中國鐵路試驗速度居世界第二。可以說,中國鐵路經過近十多年的跨越式發展,徹底改變了長期以來的落後面貌,取得了舉世矚目的成就。
核心思想是方便路線(形)控制和沉降(變形)控制,其實沉降要求也還終究是為路線(形)服務的。人文方面橋樑可以減小佔地面積、降低生態破壞、降低不必要的意外人員傷亡財物損失等。
高鐵是戰略投資,成本是要求相對經濟的(純屬個人猜測),而且橋樑不一定會比直接修建在路基上貴多少,後述。
原理:在保證舒適度要求一致的情況下,一個運動的物體,速度越快,其可以接受的擾動(坡度、彎度、風壓等)越小。350公里每小時是一個很恐怖的速度,任何一點點小擾動可能都會帶來致命影響。
路線(形)控制。全局意義上的路線圖是反覆認證確定的,不會大改,這是前提。為滿足路線平面方向和豎向的「平整」要求,就必須控制軌線的彎度和坡度。對於坡度,假設直接修建在路基上,即使在平原地區,也難免會遇到路障,填補(填方)或移除(挖方)路基都是費事的事情,而用橋樑,增加1米或降低1米是極其方便的事兒。而對於彎度,遇到路障,橋樑也比直接修建在路基上更容易實現超高的要求(超高是指一側軌道高出另一側,利用列車自身重力提供一定的向心加速度。如果不利用超高,為保證安全,軌道需要極其大的轉彎半徑,誇張點可能就影響全局圖了)。
沉降控制需要。即使坐汽車,在經過橋樑/非橋樑界限的時候(特別高速上)會出現「跳車」現象,這種「跳車」極有可能是橋樑與非橋樑之間的沉降差異導致的(假設伸縮縫的鋪裝是平整的)。而這種差異,較多的情況是非橋樑(比如填方路基)的沉降大於橋樑的沉降導致的。如果不採用橋樑,填方路基往往是不可避免的。而填方路基通常是由特定填料填築並壓實形成,後期的自然沉降和荷載作用下的沉降往往大於橋樑結構的沉降水平(挖方路基的自然沉降因歷時幾百上千年而相對填方路基更小,因此拿填方路基做比較)。從宏觀上看,沉降大了就導致整條線路上不夠「平整」而導致列車的顛簸(擾動);局部上,假若來一個350公里時速的「跳車」,肯定是不好玩的。
另外,1999年左右的廣深高鐵和2002年左右的秦沈高鐵的經驗一定意義上驗證了橋樑在高速鐵路的優越性(高鐵主要是橋隧構成,橋隧的比例一般大於2/3,局部段大於95%甚至達100%,隧道的選用和橋樑是大致是一個理由)。
可能存在的經濟性問題。相對路基而言,高架橋的本身建設成本很高,如哈大高鐵,據報道均價是1億/公里,橋樑結構比重應該不小。但和路基相比,橋樑的佔地面積獨具優勢,路基動不動就是要填方或挖方一大片,征地面積、拆遷面積都相對比較大,而且路基的維護費用會大於橋樑,假若考慮進去這筆費用,橋樑即使不便宜也貴不到哪裡去。如前所述,高鐵是戰略工程,若假設整體成本的要求是相對經濟的話,考慮橋樑本身對運營的優勢,就有選擇橋樑的理由。
在人文方面,降低了佔地面積,就相對減小了對自然生態的破壞;意外人員傷亡財物損失方面,極端假設某貨運汽車誤入軌道所在位置,若撞在橋墩上,檢測維護下橋樑,其實基本也沒多大事兒;要是路基而誤入軌道,350公里時速跑來波一下,問題可大了(這個假設不好,姑且任性一回)。
後:哈大高鐵另一個重要影響因素是氣候變化(溫度變化),凍融凍脹問題比較嚴重,個人理解鋼筋混凝土構築的橋樑優勢更明顯。歡迎補充這點。
此非本人搬磚領域,只是基於專業大範圍內的知識,略有理解,歡迎扔磚~~~~~~~
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高鐵以橋代路的弊端是什麼? - 高鐵
以橋帶路是新建客運專線的普遍特徵
南方不也是建在橋上嗎?不只是東北這樣,全國的高鐵大部分都是這樣。
我補充一個建造速度的問題,我上班的路上有幾個人建柱子,就幾個人,鼓搗鼓搗一周起一個柱子的速度,讓人感嘆基建狂魔!
柱子佔地少,可並行施工環節多,速度上是有保證的。
再加上山區起伏地帶,因為架高可以減少山體開挖量,或者直接避免了山洞,故技術上也是更簡潔。柱子對地質災害的抵抗能力是極強的,什麼泥石流,沉降,暴雪,洪災,輕微地震,凍土都是相比較之下有優勢的。
宜萬鐵路的教訓就是寧可火車舉上山頭,別挖溶水洞!中鐵四局明顯就沒二局在這方面有經驗,付出了生命,金錢,時間的代價!
東北很多城市都有鐵東鐵西的問題,因為鐵路割裂了城市,造成了發展不均衡,改為高架,預留足夠通道,這個問題沒了。不僅是東北的高鐵,我國建設的大部分高鐵都是用高架方式建設的。因為只有手機,簡單的回答一下。
這主要是因為兩個原因:市場經濟需要和技術標準要求。
先說經濟方面。
1、提升速度,提高市場效益。高鐵顧名思義,所圖的就是一個「快」字,這就需要把兩地之間的路程縮到最短,兩地之間直線最短,裁彎取直的修築對提升高鐵的市場效益無疑是最有利的。修築橋隧可以有效的把彎道裁直,同時也避免了車輛在遇到大彎道時產生不必要的降速和危險。
2、節約土地,降低修築成本。可能有人會問,架橋修隧,這要多花費多少成本,怎麼能是節約成本呢?實際上,高鐵的修築和我們的想法是相悖的,高鐵是一個體系工程,修築高鐵不僅需要軌道,還需要在線路附近留出一段安全距離。如果在地面修,就要損失大片的耕田和建築。舉一個例子,京滬高鐵橋隧比最高,將近80%,與傳統路基相比,節約土地3萬畝。如果考慮到拆遷的成本和持續產生的土地效益,就會發現修建橋隧才是有長遠眼光的策略。
3、無砟鐵道,減少維護費用。我國現在運營時速超過250km(即設計時速超300km)的鐵路多使用無砟鐵道,也就是沒有常見的道砟(枕木下的石頭子),這種鐵路在橋上建築可以最有利的發揮其減震作用。而修建這種鐵路最明顯的好處就是雖然一次投資大,但省去了許多維護費用,包括人工費、換道砟的錢和停止營運維護時產生的效益損失。
再說技術方面。
1、線路平直平順的需要。我們都知道,物體速度越快就越難在短時間裡改變狀態,包括轉彎和降速,所以高鐵的線路技標尤其高,比如說對平直平順的要求。現在解釋一下這兩個詞,平直就是,盡量採用直線或者大半徑的圓曲線,不能有太多太急的彎道。如時速350公里的高鐵要求線路的曲線半徑小於7000米。和經濟原因第一條不謀而合,需要截彎取直,所以採用橋樑建設。而平順是不能有太多太大的起伏,否則列車在爬坡時絕對會影響到速度,大西客專有一個著名的大坡,除380系的列車以外,所有車底上這個坡都會把速度瞬降到150左右,這就使高鐵的「快」受到了影響。而地面上的坡度更加沒法固定,修築橋樑可以讓整條鐵路的高度維持在相對平穩的狀態。
2、減少路基沉降的需要。我國的地質條件並不好,尤其是多有沼澤地和砂土地。高速列車本身質量很大,當它以極快的速度通過地面,就會使其發生沉降,這是十分危險的。俄羅斯的西伯利亞鐵路,因為直接修築在凍土上,有些地方沉降已兩米,久而久之,到無法正常運行時就必須另建新線了。 其實橋樑比平面路基的沉降小很好理解,無非就是一個受力的問題。普通的填方路基是由碎石土等填築而成,它們之間是鬆散的,即便壓實了,一定程度後還是會繼續發生固結沉降。不難想像,以我國的地址條件,當路基上建在軟土上時,就會附加有軟土層的沉降。而橋樑是建立在樁基之上的,樁基打在岩石層上,有些深度達六七十米深。岩基的受力絕對是遠勝過泥土的受力強度的,更何況橋樁是近乎平均分布的,受力也會均勻很多,如果修築得當,幾十年也不會發生大沉降。這裡有一個反例,漢宜鐵路就是因為刻意降低橋隧比,造成表面上的成本節約,導致潛江段出現道路沉降,不僅車速受限,連日後的安全都無法保證。這在網上一搜一大片,我就不再贅述了。
由此可見,修建橋樑是當今最穩妥、最經濟、最安全的高鐵建築方式。
因我本人是學傳媒的,只因家裡的原因對鐵路頗有興趣,解釋的不是很專業,也搬運了一些內容,希望能幫到題主~
那不是建在橋上,準確的說,那是建在樁上。高鐵由於速度較快,對車輛軌道有嚴格的要求。不像普通鐵路,在行車過程中即使軌道不是很平順,也可以正常行駛,但是高鐵速度一般都在260以上,一旦軌道出現較大起伏,就會發生跳車的現象,也就會發生事故。
再者,東北地區由於冬季溫度較低,冬天時土壤會發生凍結,成為凍土,開春融化后土體強度就會降低,也就是變成了我們平時常說的泥,這樣一來,如果鐵軌是搭建在路面上,就會由於凍融作用發生很大程度的沉降,所以就必須用樁基礎。將樁基礎打到地下較深的岩層上。岩層受凍融效果不明顯,較穩定,所以即使發生凍融作用,樁基礎也不會大幅度沉降,這樣就保障了行車的安全。
高速鐵路設計參數限制嚴格,曲線半徑大,坡度小,並需要全封閉行車,導致橋樑建築物數量要大大多於普通鐵路。京滬高鐵橋樑佔線路總長的86.5%,武廣客運專線橋樑佔線路總長的42.14%,我國已開工的客運專線橋樑佔線路總長的54%
我說其中一個較為重要的因素:因為東北(北方)冬季會有路基凍害問題,若是使用普速鐵路路基,路基中有水(地下水,降水聚集,水溝水侵蝕等)就會凍住使得路基凹凸不平,對於時速達到120km/h的普速鐵路來講,3~5mm的高低差就會引起較為明顯的晃車,而凍害嚴重地區一天之內路基上漲能達到20~30mm,普速列車通過該區間都要限速防止脫軌脫線,更別提時速達到250km/h以上的高鐵了。若在這種線路行駛不限速直接飛出線路,限速了就不叫高鐵了。。。
速度越高對平穩度要求越高,高架可以很好的抵消路基凍害凸起,春融沉降,和夏季降雨帶來的影響(南方)。所以就全國推行了。
所以高架是個好東西!
首先高鐵是「高」的,為什麼呢?鐵路跨越河流和公路等時,需要留有一定的凈空,且跨越點必須做橋(不然怎麼通車通航)。同時為了避免對城市以及居民較為集中的地方切割,最好做橋。因為路基把鐵路兩邊完全隔離了,影響居民出行)同時因為鐵路坡度相對公路較小,所以鐵路從跨越路,河流等跨越點的高處往下降高程的時候,也需要一定距離才能降下來。所以會有很長一段距離鐵路的高程都要高出地面很多。那麼問題來了,除了跨越點以及城市裡面必須做橋,其它高出地面的地方是用土方填成高路基還是做橋呢?實際上設計的時候都有一個路橋的分界,幾米高以上再做路基就不划算了,因為要對路基進行處理,處理的費用也很貴,再綜合考慮由於路基拆遷多征地多,做路基就不划算了。總結來說,就是跨越點和城市以及居民較為集中地段等地段必須做橋,其它地方考慮投資,看看路基和橋哪個划算。投資主要考慮,地基處理,征地,拆遷等
鐵路小屌絲一個,利益不相關。說一下自己的見解吧。
高鐵速度快就要求坡度小,全部都修在地面上難度也不小吧。
可以減少佔地面積 ,修在地面上的邊上就得有排水有綠化有防護欄,隔一段距離還要修一個地下隧道或者天橋。修橋就少掉很多征地拆遷的麻煩,並且也少了很多跟地方政府扯皮修地下通道人行天橋的麻煩。
題主還是多到關內的高(客)鐵(專)看看
理論部分說的很多了,不再複述 。最關鍵的工後沉降 以橋代路一般情況比路基好很多
關於橋隧比,數據說話,新建客運專線橋樑累計長度佔全線正線總長度的比例:
廣珠 94% 京津86.6% 京滬80.5% 哈大74.3%
PS哈大連前三都不是 京滬江蘇境內有一段160KM長的橋其實很主要的方面就是控制沉降,之前聽過王夢恕院士的講座,其實對於未來高速鐵路的發展主要通過橋樑的形式來實現。
橋樑下部結構中是橋樑墩柱,再下面基礎部分就是承台下的樁基礎,這些樁足夠長打到基岩上,保證沉降量儘可能的小,高速火車在運行時候才能保證平穩。
而如果是跟普通的常規鐵路那樣,直接在地面上對做墊層打基礎,在南方還好點,但是北方就要考慮凍融循環的作用了,溫差也比較大,難免會使路基產生拱起變形等問題,生成安全隱患。而橋樑普遍使用連續梁橋,各段之間都留有結構縫,允許鐵軌或者混凝土結構變形
另外也考慮我國土地資源過於緊張,建橋的話能節省很多土地資源
1 減少征地
2 橋樑平順性更好
3橋樑剛度大,變形小
4箱梁工廠化製作,質量相對來說容易控制。
東北大部分區域都有季節性凍土,當土層含水量高時,天冷時水變成冰,體積變大,發生凍脹,天熱時冰化了,發生融沉,水熱相變極易導致路基毀壞,因此,建高架橋將橋墩打入岩石層可以有效避免淺層地表凍融影響。
全國的高鐵都建在高架橋上啊!這是常識,你大學生不知道?建在橋上是為了阻隔地面活動的影響,這種影響包括地質活動、動物、人類活動,同時也為了減少高鐵對沿線居民的影響(巨大的雜訊,風,高速度)。
為了控制地面沉降啊!
為了保證鐵軌盡量是直線啊!
為了減少對土地資源的浪費啊!
請問題問一下,那為什麼不埋地下,特別是穿過城市地段。高鐵線及站對城市空間割裂影響還挺大
一個是使線路穩定,橋跟路不一樣,路基會沉降,中國修建的路基,基本都不會進行嚴密的沉降測試都是走形式,二個是減少拆遷費用,因為是在上層 拆遷面積就是幾個樁的面積,如果是路的話,那面積就大了去了,又是路堤又是路塹,還有隔離防護牆,都是要很寬的面積。三個是保證安全 ,如果細心觀察基本都是高速鐵路跨公路或者高速公路,很少會出現 公路跨鐵路的,因為如果讓公路啥的跨鐵路 動不動往線路上丟點東西進去,很容易造成事故。
減少佔地面積,提高沉降穩定性
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