在我们乘坐高铁时,我们会发现奔驰的列车会从桥上飞速往返,好多人会疑问高速铁路为什么不建在地面上反而高高架在桥上?这样增加建设成本的举动到底为何?高速铁路建在大桥上,简言之就是“以桥代路”。中国高速铁路桥梁比例高,有很多方面的原因,包括技术层面,也包括经济层面,但在于是技术标准问题,目的就是为了高速列车的平稳高速运行提供保障。
首先,是工程实践的结果,高速线路不能有太大的沉降,保证列车平稳运行。早在1999年建设的中国一条高速铁路,是一条试验性质的线路,对秦沈客运专线长期的监测表明,在很多种土质上修筑的路基,其竣工以后的总沉降依然难以控制。在秦沈线上的突出问题就是涵台的不均匀沉降(类似公路上的“跳车”)。
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采用桥梁多。普通的填方路基是由特定的填料(黏土、碎石土等)填筑而成,这些填料填筑时不太牢固,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,即便是机具压实处理后,填土也会发生不同程度的固结沉降。而在软土路基上填筑的路堤,还会附加有软土层的沉降。而桥梁则不是,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,这样基本就不会产生什么沉降,从而保证列车的平稳高速运行。
其次,建在桥上显然是为了节省占地面积。由于高铁线路设计速度非常高,相应的曲线要素、坡度这类指标要求都很苛刻,在实际选线过程中有两个问题:一是遇到障碍,调整的余地很有限；二是很难为了节约土地而优化设计方案(例如,若是技术上需求轨道标高提升1米,对于桥梁,把桥墩增加1米就行了,不增加用地,但是对于土路基,坡脚就要相应地扩大)。较少的占地显然很有效地降低了动迁障碍出现的几率。因此,虽然高架桥造价偏高,但考虑建设总成本,未必会高得离谱。
再者,是为了线路的平直和平顺。平直就是说尽量采用直线或者大半径的圆曲线,不能有太多太急的弯道。弯道过多,会增加驾驶员的驾驶难度和事故发生的风险性,很多时候为了截弯取直,所以采用桥梁建设。平顺就是不能有太多太大的起伏,主要涉及到一个坡度的问题。坡度过大,列车容易颠簸、上下不稳,乘客乘坐舒适问题就很难解决,也会增加事故的风险。
