承载上百吨的中国高铁,桥墩是空心还是实心?答案并非想象的那样

承载上百吨的中国高铁,桥墩是空心还是实心?答案并非想象的那样
2022年05月22日 20:39 水镜晓先生

图为中国高铁的铁路桥

随着中国修建能够承载上百吨高铁列车的超级钢梁大桥,老外们开始好奇了:那些大桥的桥墩究竟是空心的还是实心的?实际上,这些桥墩非人们想象中的那样采用实心结构,而多半是空心的,那为什么中国会使用这些空心桥墩的大桥来作为高铁的通道?难道不怕它们出现问题么?

图为大型公铁两用桥梁

尽管高铁列车看起来很沉重,但相比于那些单列上万吨又或者是好几万吨的货运列车而言,它的重量实际上非常轻,这也意味着负责高铁专用桥梁并不需要不惜一切加固自身,以确保桥梁能够承受那些超重型列车的巨大重量,而在这个前提下,如何确保高铁桥梁自身的费效比,成为了中国在建造高铁专用桥梁的时候必须考虑的事情。

图为在建造当中的铁路桥

所以,在满足高铁列车承载的前提下,中国需要将更多的资源集中到降低桥梁造价、桥梁自身重量、以及针对当地气候环境和各种状况的应对能力上,就像是将中国高铁用桥梁的绝大部分桥墩设计成空心,在某种意义上,就是这一系列控制成本、强化桥梁对其他环境适应能力的做法之一。

因为相比于实心混凝土钢复合桥墩,空心桥墩首先拥有着较低的建造成本,以及同样更低的对地面压力,这也意味着地基成本的降低,尤其是在那些很有可能发生土地沉降的地区,桥梁自身重量的下降,在某种程度上意味着桥梁沉降可能性的减少,这也意味着中国在这些地区建造高铁桥梁的时候,需要在基础上投入的成本也将会得到降低,从而让中国能够将更多的预算集中到桥梁其他方面性能的提升中:就像是桥墩和桥面之间的大型减震器,又或者是增加桥墩结构的钢筋密度,以提升混凝土复合桥墩的抗拉性能,相比桥墩实心与否的问题,这些东西,显然都比加强桥墩的强度更为重要。

图为中国的铁路桥

倘若情况需要,中国也不会复钢复混凝土桥墩上偷工减料,像是那些截面相对纤细的混凝土桥墩,由于自身的截面面积不够,需要确保实体的厚度才能确保自身的强度能够撑起高铁桥梁,也能抵抗意外撞击造成的损伤,所以,中国也不会在这种体型相对纤细的桥墩上偷工减料。

实际上,在进行大桥的建造之前,工程师们都会很认真地对桥墩进行设计和思考,判断桥梁在列车经过的时候需要承受的力量上限,以及恶劣环境会对桥梁造成什么样的损伤,在确保桥梁能够有效承受列车重压,以及周边恶劣环境对桥梁造成损伤的前提下,控制成本成为桥梁设计和建造当中最为重要的因素之一,因此,在不影响桥梁强度的前提下,不管是使用空心桥墩,还是使用更为轻薄的箱梁,对于中国高铁桥的建造会带来的好处,比起全部使用实心结构强化桥梁结构,有着更大的好处。

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