01.12 鐵路知識雜談,鐵道軌距與轉向架,窄軌寬軌標準軌及轉換

各位讀者朋友們,大家好。我是最寒冷的冬天。之前在談到有關印度鐵路的問題的時候,政委同志說到印度鐵路的軌距標準不統一。鐵路軌距標準不統一就會造成一個很大的麻煩:不同軌距標準上的列車沒辦法直接通行,必須要有一個轉換。今天冬天我這一篇文章就來說一說有關軌距問題以及在不同軌距之間開行列車的方法。有關印度為什麼會出現四種不同的軌距,在政委的文章中都說的很清楚了。這裡不再複述,長話短說,我們進入正文。

不知道各位在乘坐火車的時候,有沒有注意到鐵道上兩根鐵軌之間的距離。這兩根鐵軌之間的距離在鐵路上就叫做軌距。目前在國際上通行的軌距標準有三種,即寬軌、窄軌以及標準軌。除了以上三種之外,在老舊地區還存在大量的米軌鐵路,而米軌鐵路其實是窄軌鐵路的一種特殊代表。以上這三種鐵路其實也是鐵路的一種劃分標準,就是按照鐵道的軌距進行劃分。這幾種標準,各有特點,接下來我們會分別來講。

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不同軌距鐵路套在一起引發的奇觀

第一種我們先說標準軌,這也是目前世界上應用最廣泛的鐵路軌距。有關標準軌的起源,還得追溯到鐵路誕生之初的英國。標準軌由最先使用鐵路的英國提出。設計及建造史託頓及達靈頓鐵路的英國工程師羅拔史提芬遜提出4尺8.5寸的軌距,併成功說服火車製造商生產4尺8.5寸(即1435毫米)軌距的機車及車輛。由於史提芬遜成功設計的鐵路是眾人模仿的對像,亦使這軌距變得流行。1845年英國皇家專員建議用4尺8.5寸作為標準軌距。1846年英國國會通過法案,要求將來所有的鐵路都使用標準軌。有關4尺8.5寸的軌距的來源,有人認為是古羅馬的戰車輪距。但亦有人指出可能是因為早期鐵路的軌道外側距離為5英呎,而鐵軌頂寬為1又3/4英吋,故內側軌距為4尺8.5寸。1937年,國際鐵路協會制定1435 毫米(等於英制的4尺8.5寸)為標準軌距,目前全世界共有60%的國家正在使用標準軌鐵路。

在明確的標準軌的定義之後,理解寬軌與窄軌就容易得多了。按照定義,比標準軌寬的鐵軌為寬軌,比標準軌窄的鐵軌為窄軌。窄軌泛指兩條鐵軌之間的軌距小於1435mm(標準軌間距)的鐵軌,包括米軌和寸軌,並且歷史上至少有13種尺寸,其中最為常見的是1067mm和762mm。其中米軌是區域間的鐵路,如中國早期的滇越鐵路、滇緬鐵路的典型軌距。而寸軌一般是礦山裡的自備運貨鐵路,老百姓稱之小鐵路,中國改革開放之前很多礦山都有762mm小鐵路,至今還有一些。窄軌鐵路具有以下優點:1)鋪設成本小。2)曲率半徑小。3)車廂重量較輕,機車的牽引力不需要太大。4)可用於較大的路線坡度。寸軌可以滿足一般大礦山的數十里距離的運貨需求,比汽車的運量大得多,又沒有多到要用大貨車的程度。

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窄軌鐵路

寬軌是指大於1435毫米的軌距。有1520毫米、1524毫米、1600毫米、1668毫米、1676毫米5種軌距。寬軌軌距最初設計為4米,但後來發展為3000毫米,這幾乎是標準軌距的兩倍、米軌的三倍。路基採用無砟軌道,這個概念直到30年後才由舊金山輕軌系統首次實現,40年後才被首度用在德國高鐵建設上。這種路基包含兩塊預先完成平行的水泥板,把它埋入土中,然後在兩板頂部鋪上平坦的橫向板,在上面鋪設鐵軌,鐵軌與水泥板間通過彈性材料連接。由於其沒有傳統的枕木,這種軌道也成為了易於維護和軍事用途最理想的鐵路。寬軌鐵路具有以下優勢:提升鐵路運力,列車行駛的穩定性增強,還使車廂內部變得寬敞舒適。但是缺點也很明顯,寬軌鐵路佔地更大,所以造價也就更高,更貴。

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中俄邊境的寬軌跨境鐵路

其實有關鐵路車輛軌距的內容還很多,再講下去就很複雜,所以冬天我就簡單說到這裡。下面將介紹一下不同軌距之間的列車如何開行。而在講這個之前冬天我還得再說一下有關轉向架的一點內容。轉向架是軌道車輛結構中最為重要的部件之一,其主要作用如下:1)車輛上採用轉向架是為增加車輛的載重、長度與容積、提高列車運行速度,以滿足鐵路運輸發展的需要;2)保證在正常運行條件下,車體都能可靠地坐落在轉向架上,通過軸承裝置使車輪沿鋼軌的滾動轉化為車體沿線路運行的平動;3)支撐車體,承受並傳遞從車體至車輪之間或從輪軌至車體之間的各種載荷及作用力,並使軸重均勻分配。4)保證車輛安全運行,能靈活地沿直線線路運行及順利地通過曲線。5)轉向架的結構要便於彈簧減振裝置的安裝,使之具有良好的減振特性,以緩和車輛和線路之間的相互作用,減小振動和衝擊,減小動應力,提高車輛運行平穩性和安全性。6)充分利用輪軌之間的粘著,傳遞牽引力和制動力,放大制動缸所產生的制動力,使車輛具有良好的制動效果,以保證在規定的距離之內停車。7)轉向架是車輛的一個獨立部件,在轉向架於車體之間儘可能減少聯接件。如果要我直接用一句話點破這個轉向架,轉向架其實就是列車的行走機構。列車在軌道上運行遇到的一切情況,比如說軌道接頭縫隙引發的震動,都是直接作用在轉向架上。所以說,轉向架是列車的一個非常重要的結構。

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轉向架

要想在不同軌距的地區開行列車,問題的實質其實就是由於軌距的不同而導致列車轉向架的不同,解決這個不同的問題其實歸納起來只有三種方法。當然,還有第四種方法。至於第四種方法我就不多說了,各位讀者應該看完之後就心裡清楚了。這三種方法分別是,建設套軌鐵路,更換列車轉向架和換乘。下面我依舊是分別敘述。

先來說最簡單的換乘方案。這個方案其實是三種方案裡是簡單的。主要就是在不同軌距的線路上設立換乘站。當乘客需要換乘時在本站下車,更換另一軌距的列車繼續前進。我做個假設,假定甲乙丙三地之間有鐵路相連,甲地到乙地之間是標準鐵路,乙地到丙地之間是寬軌鐵路。由於軌距不同,甲地的列車無法直接開往丙地。此時如果要開行甲地到丙地的列車,需要在乙地設立換乘。當乘客從甲地乘座標準軌列車到達乙地時,下車換乘寬軌鐵路列車從乙地前往丙地。這是第一種方案。

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憑祥火車站,由於中國與越南鐵路軌距不同,部分車次的列車的乘客在此需要換乘

再來說與第一種方案類似的更換轉向架。同樣是第一種方案的情況,乘客同樣需要在乙站下車。只不過當乘客下車之後,乘客所乘坐的列車需進入車庫進行更換轉向架的作業。此時需要將列車分解,並且一輛一輛的吊起來進行轉向架的更換。這樣乘客所乘坐的列車依然是原來的列車,只是列車的轉向架進行了更換。更換轉向架的作業就需要乙站有一定的車務工作能力,要擁有起重設備,也需要有配套的轉向架,難度比第一種方案大,一般的站點是很難做到這一點的,也難有配套設施,而且時間花費也挺多。

第三種方案是進行套軌鐵路的建設。我們可以將寬軌鐵路套上標準軌鐵路,甚至將三種不同軌距的鐵路同時套在一起,這樣在單線地區就可以同時開行標準軌列車、寬軌列車和窄軌列車,而不需要換乘或者更換轉向架。這種方案也是目前印度鐵路面對四種不同軌距所採用的解決方案。不過呢,套軌鐵路的缺點也很厲害。套軌鐵路對鐵路行車安全有重大隱患,尤其是在道岔上。由於路軌複雜,極容易導致列車發生脫軌事故,造成人員傷亡和財產損失。所以現在的套路鐵路除非萬不得已,已經很少有國家還在建設。

鐵路知識雜談,鐵道軌距與轉向架,窄軌寬軌標準軌及轉換

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套軌鐵路

好了,有關鐵路軌距知識的雜談,冬天我今天就說到這裡。限於篇幅,以及讀者們的認知範圍,有關這方面的知識,冬天我儘量用通俗易懂的語言來講述,儘量避免專業性過強的內容出現。希望這篇文章各位讀者看了之後能夠有所收穫。我是最寒冷的冬天,有關鐵路知識的內容,我們下期再會。


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