當(dāng)你乘坐高鐵時(shí)，是否曾注意到窗外連綿不斷的高架橋？或許你會疑惑：明明眼前是平坦大地，為何中國高鐵偏要花費(fèi)巨資建造“空中走廊”？

單是一個(gè)橋墩造價(jià)就高達(dá)150萬元，全線成本更是天文數(shù)字。這并非炫技之舉，而是中國工程師們?yōu)榻鉀Q致命沉降、保護(hù)耕地資源、應(yīng)對復(fù)雜地形做出的戰(zhàn)略選擇。

背后隱藏著一場關(guān)于速度與安全、土地與成本、現(xiàn)實(shí)與未來的精密計(jì)算，讓我們揭開這些混凝土巨龍背后的科學(xué)邏輯。

地底深處的穩(wěn)定性博弈——毫米級精度的生死競賽

高速鐵路對于軌道平順性的要求近乎苛刻，任何細(xì)微的沉降都有可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

在中國東部沿海地區(qū)，廣泛分布著厚達(dá)數(shù)百米的軟土層，這些軟土層就如同巨大的海綿，不斷地發(fā)生著變化。

當(dāng)列車高速通過時(shí)，地面路基產(chǎn)生的震動會使得土壤顆粒重新排列，隨著時(shí)間的推移，就會形成不均勻沉降，這對于時(shí)速高達(dá)300公里的高鐵來說，無疑是一個(gè)致命的威脅。

為了解決這一難題，高架橋技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。高架橋通過樁基深入地下數(shù)十米甚至上百米，直接扎根于穩(wěn)定的巖層之中，從而將沉降控制在毫米級。

這種深基礎(chǔ)技術(shù)就像是為軌道打造了一個(gè)地下“錨固系統(tǒng)”，確保了高鐵軌道的穩(wěn)定性。例如，2016年京廣高鐵因強(qiáng)降雨導(dǎo)致地面段沉降停運(yùn)了8小時(shí)，而高架橋段卻安然無恙。

中國工程師在高鐵高架橋技術(shù)的發(fā)展過程中，也借鑒了其他國家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。日本新干線早期由于路基沉降問題，維修成本高昂，后期在建設(shè)線路時(shí)大量采用了高架橋。

中國充分吸取了這一教訓(xùn)，在高鐵建設(shè)中大規(guī)模推廣高架橋技術(shù)，有效地保障了高鐵的安全運(yùn)行和長期穩(wěn)定性。

立體空間的價(jià)值重構(gòu)——土地資源的最優(yōu)解方程

高架橋的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了“以橋代路”的集約化用地模式，這對于土地資源稀缺的國家來說，具有極其重要的戰(zhàn)略意義。以京滬高鐵為例，它通過采用高架橋技術(shù)，節(jié)省了約4萬畝寶貴的耕地。

中國作為一個(gè)人口大國，堅(jiān)守18億畝耕地紅線是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)，傳統(tǒng)地面鐵路45米寬的路基需要占用大量的土地，而高架橋僅僅需要橋墩占地，大大提高了土地的利用效率。

不僅如此，橋下空間還可以被創(chuàng)新利用，成為多元功能區(qū)。在一些地區(qū)，橋下的土地可以繼續(xù)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，道路網(wǎng)絡(luò)也能夠保持暢通無阻，甚至還可以建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目等。

這種立體空間的規(guī)劃，有效地解決了交通切割的難題，避免了地面鐵路對社區(qū)和生態(tài)環(huán)境的“硬隔離”。

同時(shí)，高架橋還減少了征地拆遷的復(fù)雜度和成本，在東部地區(qū)每公里可節(jié)省征地費(fèi)用70%以上。

雖然高架橋的初期投入相對較高，但從全生命周期成本來看，它反而更低，是土地稀缺國家在高鐵建設(shè)中的必然選擇。

生態(tài)與科技的共舞——鋼筋混凝土的綠色革命

高鐵高架橋設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)環(huán)境的和諧共存。

在湖北神農(nóng)架林區(qū)，鄭萬高鐵的高架橋特意避開了金絲猴的遷徙路線，在橋墩之間留出了生態(tài)走廊，確保了金絲猴等珍稀動物的正常遷徙。

同樣，青藏鐵路那曲段采用橋梁穿越藏羚羊的遷徙通道，使得動物通行的阻礙率降低了93%。

此外，高架橋還能夠減少噪音和振動對周邊環(huán)境的影響。由于列車在高空運(yùn)行，地面的震動顯著降低，從而對周邊居民的生活和生態(tài)環(huán)境的干擾也大大減少。

同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性使得高架橋的后期維護(hù)需求降低，其壽命可達(dá)百年，相比地面路基，維護(hù)成本低30%以上。

中國工程師還研發(fā)出了適應(yīng)不同環(huán)境的特殊橋梁，如福廈高鐵的跨海大橋能夠抵抗12級臺風(fēng)，蘭新高鐵的防風(fēng)工程可以應(yīng)對戈壁大風(fēng)，這些都充分展示了高鐵高架橋技術(shù)在生態(tài)保護(hù)和科技創(chuàng)新方面的巨大成就。

隨著科技的不斷進(jìn)步，高鐵高架橋技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。在材料方面，新型高性能混凝土和鋼材的研發(fā)與應(yīng)用，使得橋梁的承載能力和耐久性得到了進(jìn)一步提高。

一些高強(qiáng)度、高韌性的鋼材被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)中，能夠更好地承受列車的荷載和各種惡劣環(huán)境的影響。

在施工工藝方面，預(yù)制裝配式施工技術(shù)越來越受到青睞。這種技術(shù)可以在工廠預(yù)制橋梁構(gòu)件，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行拼裝，大大提高了施工效率和質(zhì)量，同時(shí)也減少了現(xiàn)場施工對環(huán)境的影響。

像英國HS2泰姆河谷高架橋就采用了后張雙梁法，其橋墩、梁、橋面和護(hù)墻等構(gòu)件都在場外預(yù)制，現(xiàn)場拼接，不僅減少了混凝土和鋼材的使用量，還降低了碳足跡。

近年來，全球范圍內(nèi)掀起了一股高鐵建設(shè)熱潮，許多國家都將高鐵建設(shè)作為提升國家競爭力和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措。

印度、印尼等國家也紛紛啟動了高鐵建設(shè)項(xiàng)目。印尼的雅萬高鐵是中國高鐵首次全系統(tǒng)、全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈在海外建設(shè)的項(xiàng)目，其中高架橋技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。

英國的HS2高鐵項(xiàng)目、法國的高鐵網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等，都需要大量建設(shè)高鐵高架橋。在美國，聯(lián)邦政府也投資100億美元促進(jìn)鐵路橋的現(xiàn)代化，以提升鐵路運(yùn)輸?shù)男屎桶踩浴?/p>

高鐵高架橋技術(shù)在國際形勢下具有重要的地位和作用，它不僅解決了高鐵建設(shè)中面臨的諸多技術(shù)難題，如軌道穩(wěn)定性、土地資源利用等，還實(shí)現(xiàn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)環(huán)境的和諧共生。

下一次當(dāng)你乘坐高鐵飛馳在這些混凝土長廊上時(shí)，你會明白：這看似昂貴的背后，是中國工程師用智慧平衡速度與安全、效率與可持續(xù)的匠心獨(dú)運(yùn)。

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環(huán)球時(shí)報(bào)記者走進(jìn)工程一線：三大鐵路折射中國與東南亞合作走深走實(shí)_環(huán)球網(wǎng)（環(huán)球網(wǎng)）2023-08-1909:53來源：環(huán)球網(wǎng)