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承載上百噸的中國高鐵,橋墩是空心還是實心?答案并非想象的那樣

2022-05-22 20:41 作者:水鏡曉先生  | 我要投稿


圖為中國高鐵的鐵路橋

隨著中國修建能夠承載上百噸高鐵列車的超級鋼梁大橋,老外們開始好奇了:那些大橋的橋墩究竟是空心的還是實心的?實際上,這些橋墩非人們想象中的那樣采用實心結構,而多半是空心的,那為什么中國會使用這些空心橋墩的大橋來作為高鐵的通道?難道不怕它們出現(xiàn)問題么?

圖為大型公鐵兩用橋梁

盡管高鐵列車看起來很沉重,但相比于那些單列上萬噸又或者是好幾萬噸的貨運列車而言,它的重量實際上非常輕,這也意味著負責高鐵專用橋梁并不需要不惜一切加固自身,以確保橋梁能夠承受那些超重型列車的巨大重量,而在這個前提下,如何確保高鐵橋梁自身的費效比,成為了中國在建造高鐵專用橋梁的時候必須考慮的事情。

圖為在建造當中的鐵路橋

所以,在滿足高鐵列車承載的前提下,中國需要將更多的資源集中到降低橋梁造價、橋梁自身重量、以及針對當?shù)貧夂颦h(huán)境和各種狀況的應對能力上,就像是將中國高鐵用橋梁的絕大部分橋墩設計成空心,在某種意義上,就是這一系列控制成本、強化橋梁對其他環(huán)境適應能力的做法之一。

因為相比于實心混凝土鋼復合橋墩,空心橋墩首先擁有著較低的建造成本,以及同樣更低的對地面壓力,這也意味著地基成本的降低,尤其是在那些很有可能發(fā)生土地沉降的地區(qū),橋梁自身重量的下降,在某種程度上意味著橋梁沉降可能性的減少,這也意味著中國在這些地區(qū)建造高鐵橋梁的時候,需要在基礎上投入的成本也將會得到降低,從而讓中國能夠將更多的預算集中到橋梁其他方面性能的提升中:就像是橋墩和橋面之間的大型減震器,又或者是增加橋墩結構的鋼筋密度,以提升混凝土復合橋墩的抗拉性能,相比橋墩實心與否的問題,這些東西,顯然都比加強橋墩的強度更為重要。

圖為中國的鐵路橋

倘若情況需要,中國也不會復鋼復混凝土橋墩上偷工減料,像是那些截面相對纖細的混凝土橋墩,由于自身的截面面積不夠,需要確保實體的厚度才能確保自身的強度能夠撐起高鐵橋梁,也能抵抗意外撞擊造成的損傷,所以,中國也不會在這種體型相對纖細的橋墩上偷工減料。

實際上,在進行大橋的建造之前,工程師們都會很認真地對橋墩進行設計和思考,判斷橋梁在列車經過的時候需要承受的力量上限,以及惡劣環(huán)境會對橋梁造成什么樣的損傷,在確保橋梁能夠有效承受列車重壓,以及周邊惡劣環(huán)境對橋梁造成損傷的前提下,控制成本成為橋梁設計和建造當中最為重要的因素之一,因此,在不影響橋梁強度的前提下,不管是使用空心橋墩,還是使用更為輕薄的箱梁,對于中國高鐵橋的建造會帶來的好處,比起全部使用實心結構強化橋梁結構,有著更大的好處。

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