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原来火车这样跨海

2021-06-30库可

科学Fans 2021年5期
关键词:英吉利海峡琼州海峡海底隧道

库可

方式一:跨海大桥

随着我国“基建狂魔”属性的逐渐爆发,近年来沿海经济发达地区的海湾、海峡都建设了大量跨海大桥。以公路桥为例,有著名的港珠澳大桥、青岛胶州湾大桥,两座大桥全长均超过40公里。

而铁路跨海大桥中,全世界较为出名的是日本连接本州和四国岛的濑户大桥。濑户大桥由2座斜拉桥、3座吊桥和3座桁架桥联合组成,为公铁两用桥,上层为公路,下层为双线铁路。铁路桥设计时速160km/h。该桥全长37.3公里,其中海上部分约9.4公里。

跨海大桥通常适合建设在水深较浅的海峡、海湾。对于深度较大的海峡通道,国际上更多是采用海底隧道的方式。

方式二:海底隧道

说到跨越海峡的铁路海底隧道,全球范围内最著名的莫过于穿越英吉利海峡的海底隧道。英吉利海峡阻隔了英国本土和欧洲大陆,其最窄处宽度约34公里,这部分又被称为多佛尔海峡。

英吉利海峡海底隧道由3条隧道组成,其中2条主隧道为双线铁路隧道,此外还有一条维修隧道,供日常维修养护以及应急逃生使用。它全长50.5公里,其中约37公里位于海底,被誉为世界七大工程奇迹之。

英吉利海峡海底隧道通车后,英法两国间开行了“欧洲之星”号高速列车。“欧洲之星”号采用法国阿尔斯通的TGV高速动车组技术构建,最高运营速度达300 km/h,英吉利海峡海底隧道内最高速度为160 km/h,穿过海峡仅需19分钟。

由于欧洲各国的火车限界、供电制式并不一致,需要运行在英国、法国、比利时三国的“欧洲之星”列车需满足三个国家的铁路限界,列车能够兼容AC 25 kV(法国)、DC 750 V(英国)、DC 3000 V(比利时)三种铁路供电制式。

比英吉利海峡海底隧道建成更早的是日本的青函海底隧道。青函海底隧道连接了日本的北海道和本州,全长约54公里,其中23公里位于海底。于1964年开工,直到1988年才建成通车,历时24年,可见长距离海底隧道工程之复杂。青函海底隧道的建成极大方便了北海道和日本本州的联系,促进了北海道的经济发展。

英吉利海峡海底隧道

方式三:火车轮渡

如果你乘坐哈尔滨-海口的Z111次列车去海南,将领略到我国铁路极为罕见的一种客运列车运营方式——火车轮渡。

海南岛是我国的第二大岛,与广东省的雷州半岛被琼州海峡分隔。琼州海峡是我国三大海峡之一,海峡最窄处19.4公里,平均宽度29.5公里,平均水深44米,最大深度120米。

火車轮渡就是将开至港口的火车装上专用渡船,到达对岸后再继续在铁路线路上行驶。其实火车轮渡并不是什么新鲜事物,在武汉长江大桥、南京长江大桥建成以前,火车也是通过轮渡过江。

对于跨越琼州海峡的轮渡,以最早投用的“粤海铁1号”渡船为例,设计有3层功能甲板:最顶层是汽车甲板,中层是客舱,下层是火车甲板。火车甲板安装有四条股道,每条股道有效长度约145米。

我国的一节25G或25T型旅客客车车厢长度约25.5米,一列客车编组通常由18节车厢组成,长度超过450米,所以一列客车要分解为四部分装载在渡船上。这个过程是如何实现的呢?

以湛江开往海口为例,火车到达海安南站后,再向南行驶就到达了我国大陆铁路线的尽头——粤海铁路北港火车渡口,在此装载上船。

码头铁路线的尽头和渡船之间依靠铁路栈桥连接,栈桥由计算机控制的液压系统承载,可以随渡船甲板、潮汐变化进行升降调整,以确保栈桥上的铁轨与渡船火车甲板上的铁轨处于同一平面。

火车到达码头后,首先需要解编为四部分;随后在两台调车机将四部分列车分两次两两对称“推”入船舱(对称推入是为了让船体保持平衡),到达船舱内的股道停放稳妥并进行相应的固定措施;渡船同步装载完其他货物后,即可出发驶向海峡对岸。

渡船到达海峡对岸海南岛的南港火车轮渡码头后,将会逆向这一过程,四部分火车上岸后重新组合为一列旅客列车,继续它的旅途。

除了跨越琼州海峡的火车轮渡外,我国现存还有往返烟台和大连,跨越渤海的烟大火车轮渡。不过这一线路并没有客运列车开行,仅有货运列车进行渡海。

虽然火车轮渡暂时解决了海南岛与祖国大陆的火车通行问题,但其效率无法与如海底隧道或跨海大桥这类直接连通的跨海通道相提并论。琼州海峡海底隧道的构想已存在多时,很多研究人员也开展了大量前期工程的研究工作。但此类“超级工程”的建设从来都不是一蹴而就的,无论是英吉利海峡海底隧道还是青函海底隧道,无不经历了超长的论证、考察、建设周期,建设预算也远超工程预估。

不过我们相信,随着我国基础设施建设能力和经济实力的不断提升,在不远的将来,乘坐“复兴号”甚至更新型的动车组就能够直达海南岛甚至台湾岛。

火车渡口

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