【科普】不朽的工程奇迹

这个世界上曾经有这样一段铁路,它长约46km,垂直于山脉走势洞穿连绵起伏的丘陵地带,只有区区15处曲线,其中14处限速超过110km/h,剩余直线区间限速超过120km/h。它在建成时就是双线,自动闭塞,没有一个平交道口,限坡千分之六,展线系数仅1.2。沿线所有桥涵,隧道,皆以混凝土建造。

今天的你或许不会对这些参数有任何惊讶,毕竟上世纪末建成的衡广复线线下标准都能符合这种要求,更不要提本世纪以来标准远高于此的高速铁路了。

但我得告诉你的是,这条线路建成于1911年,和老京张同一时代。不用提老京张的标准有多低下,即使是洋大人在平原上修建的、经过重要据点的线路,比如沪宁线,建成之时也只是部分区间预留双线而已,还有一大堆小半径曲线。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-11 16:28:00 +0800 CST  
这就是本科普贴的主题,拉克瓦纳直通线。

(太累,明天继续更)

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-11 16:29:00 +0800 CST  
这个故事要从宾夕法尼亚州说起。宾州东北角曾经是重要的矿区,出产高品质的无烟煤和铁矿石。这片区域的中部有一个叫做拉克瓦纳的郡,其郡治斯克兰顿本来是个普通的农业小镇,随着工业革命的开展以及煤铁资源的开采,钢铁工业逐渐成为了该地重要的产业。
19世纪中叶,伊利铁路公司计划兴建一条由哈德逊河左岸,经特拉华河通往纽约上州伊利运河流域,乃至布法罗五大湖区的铁路线。由于交通不便,伊利公司钢轨短缺,急需本地钢厂补充。斯克兰顿的资本家看到了商机,决定成立铁路公司,修建从斯克兰顿通向宾州/纽约州州界的铁路。结果大获成功。
于此同时,他们把目光投向纽约这座港口城市,以及其背后更广阔的市场。很快,斯克兰顿至宾州/新泽西州州界的铁路很快提上议程。该线竣工后不久即与既有线合并贯通运营,是为特拉华、拉克瓦纳和西部铁路(DL&W)。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 11:47:00 +0800 CST  
在DL&W铁路延伸至新泽西州界之际,新泽西一侧的接驳线路--瓦伦铁路也在兴建。瓦伦铁路起自州界特拉华河分水岭,沿特拉华河南下,顺势进入新泽西中部利哈伊河河谷,衔接新泽西中央铁路本线和莫里斯-伊赛克斯铁路,至哈德逊河左岸。
瓦伦铁路建成不久,便被DL&W租下,贯通运营。从纬度上说,利哈伊河谷与纽约非常相近,新泽西中央铁路也是从河谷通向纽约对岸最顺直都线路。其它线路都多多少少存在绕行,比如利哈伊铁路本线,就要向南绕一些。看起来DL&W与新泽西中央铁路的合并势在必行。
可是由于种种原因,这一合并案以流产告终。DL&W随即吞并了莫里斯-伊赛克斯铁路。后者虽然也通往哈德逊河左岸,但是要向北绕上一大圈,列车需迂回绕行。


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 12:20:00 +0800 CST  
绕路是严重的问题,但是为什么要绕?比起绕路来,更严峻的问题是瓦伦铁路的标准极其低下。为什么标准极其低下?这两个问题的根源都在于地形。
不熟悉美国地理的同学可以参看下图。生在中国可能给你的一个错觉是,好像沿海岸线就应该是一马平川。但那是因为我国长江黄河形成的冲击平原/洪泛区面积广阔,并不是一般规律。美国东北部沿岸,不是长江中下游这样的大平原,而是面积广阔的阿巴拉契山脉。阿巴拉契山脉大致呈东北-西南走向,恰好与纽约-斯克兰顿连线垂直。瓦伦铁路如此选线,固然有线路衔接因素在其中,但是最根本的原因还是要适应地形。
由于穿山,瓦伦铁路也符合我们对美国山地铁路的大部分刻板印象:坡陡--限坡13‰,对蒸汽机车来说是灾难;弯急--大量半径不足300m的曲线,如果把所有曲线弯折的度数取绝对值加起来差不多要转一整圈。更糟的是,这种沿山势而建的铁路对泥石流等地质灾害完全无能为力。沿线仅有的两个隧道就常受此劫难,其中有一个最后不得不改为单线双向通行,严重影响通过能力。


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 13:51:00 +0800 CST  
随着钢铁工业的发展,以及纽约去宾州东北旅游客流的持续火爆,到了19/20世纪之交的时候,DL&W本线瓦伦段已不能满足日益增长的客货运需求,急需应对措施。
DL&W的应对措施,起初非常地“美国特色”:提高机辆性能,加固关键桥隧。基建不够,定数来凑。但是在1905年时,公司的领导层做出了一个非同寻常的决策:与其在老线路上修修补补,为什么不直接取直,建一条新线呢?自那年起,DL&W对新线的线位开展了踏勘,历时3年。1908年线位稳定后即进场施工,1911年建成通车。真可谓“三年全开工,六年全建成”呢。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 14:04:00 +0800 CST  
在当时,这条46km长的新线的标准高得异乎寻常,在全美范围内都是罕见的。新线建成之时就是双线,自闭,无平交道。比起老线一下子就削掉了1/3+的展长,展线系数仅1.2;限坡从13‰降到6‰,大大提高了通过能力;相比于老线,新线不仅短,还直。老线有57处情形,新线只有区区15处--且除西端跨特拉华河桥的一处曲线外,其余14处曲线限速都在110km/h及以上,在后期更换重型轨道后,直线区段允许时速更是高达130km/h,比老线的80km/h提高60%。
如此高时速的客车与货车混跑,导致的干扰问题该如何解决?比起让客车限速,客货平图来(我不知道为什么今天的中国还有人鼓吹“以客车限速的形式实现客货平图”,真是连百年前的美国人都不如)DL&W给出了一个很不“美国”的解决方案:修建大量的越行站!这条46km的铁路,沿线就有4座办客站,3座越行站,平均站间距不足10km,站线总长近正线里程的1/4。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 14:24:00 +0800 CST  
最难能可贵是,新线沿线的所有构造,包括桥涵隧道及信号楼,皆以钢筋混凝土建造--你要知道,那是一个连纽约地铁都在广泛使用钢结构建筑的年代。新线的建设标准有多么超前,可谓不言而喻。
新线上的两座混凝土桥,泡林斯河桥与特拉华河桥,至今依然矗立在急流之中。前者在落成之时,曾是世界上一次浇筑完成的最大混凝土建(构)筑物。



楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 14:36:00 +0800 CST  
一条直穿山岭的铁路,是如何做到如此高的建设标准的?
我们知道,今天可以我们可以自信地说“大山算个p,地图上连条直线就走”,是因为八个字:遇山钻山,遇水架桥。一百年前--长隧高桥的建造技术尚未问世之前--美国人是又是如何解决问题的呢?
其实也是八个字:遇山炸山,遇沟填土。把山岭中比较低的山口炸平,炸出来的土堆填到山岭中间,从而有效降低展长以及限坡。整个工程使用了2300吨炸药,填了1100万立方米的土方!
之前@京局怀段的橘子运转时看到老京账沿线一处类似的堆填,就由衷佩服古人的智慧--我该说什么好呢?


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 14:53:00 +0800 CST  
此外,为加快建设速度,这条46km的新线被划分为7个标段,同时施工。如此大的爆破作业量,加上赶工和剥削,至少30名铁路工人在施工中丧生--其中大部分是临时工,连个名字都没有留下。伤者更是不计其数。
工程最终的造价--换算成今天的美元--约合每公里0.65亿美元,近4亿元/公里。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 15:02:00 +0800 CST  
拉克瓦纳直通线建成后,DL&W没有停止前进。它随即对该公司最早兴建的路段--斯克兰顿至纽约州段,进行了类似的取直改造。由于拉克瓦纳直通线造价实在过于高昂,这段工程建设标准有所降低,但是其关键的线下设施,依然是坚持使用混凝土材料。改造中新建的尼克尔森桥,在1915年建成之时,更是打破了自家在拉克瓦纳直通线项目中创下的世界记录,成为了世界上一次浇筑完成的最大混凝土建筑物。直至20世纪60年代,该桥一直保持着“全美最大混凝土桥”的头衔。

你能相信下面这座长700米,高90米的混凝土桥是1915年落成的么?


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 15:14:00 +0800 CST  
拉克瓦纳直通线由于选线合理,相较于老线地质灾害的隐患大大减小,运营数十年来几乎从未受地质灾害的影响。1955年的一次飓风引发的暴雨把瓦伦老线彻底冲垮,无法修复,然而直通线却躲过一劫。
可怜,可悲,可叹的是,直通线躲过了大自然的风吹雨打,却躲不过人世间的风风雨雨。随着20世纪中叶公路和航空运输的兴起,以及当地煤炭资源的耗竭,昔日铁路运输辉煌不再。1958年,这条建成之初就是双线的铁路被拆成了单线;1979年,所有越行站侧线全部拆除;1984年,线路废弃,全部线上设备被拆,无一幸免。就这样,数千铁路工人三年日夜工作,以及三十条生命换来的伟大奇迹,终究在一夕化为了尘土!
Sad, right? This is just how capitalism works.

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 15:47:00 +0800 CST  
尾声:21世纪的美国早已走出了铁路客运的低谷,各通勤铁路系统与Amtrak客流量都处于创记录的历史高位。预计明年Amtrak就能实现盈利。
在20/21世纪之交时,新泽西州政府买下了直通线沿线全部的线下设施--它们依然完好。并着手开展修复,铺轨工作,准备将NJT通勤车延伸至州界。第一阶段修复工程(占全长1/4)预计于明年通车,但是后续工程依然遥遥无期。
珍惜当下的中国铁路,希望将来不要有一天眼睁睁地看着这些年新建的高速铁路被拆毁。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 15:56:00 +0800 CST  
全贴完。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-12 15:56:00 +0800 CST  
直通线线位:



楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-13 12:52:00 +0800 CST  
直通线的路基,在今日的卫星地图上依旧清晰可辨,没有坍塌的迹象。


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-13 12:57:00 +0800 CST  
修复工程中新铺的轨道。固然混凝土轨枕是先进的象征,可那宽阔的路基与孤零零的单线之间的反差,还是那么地鲜明。Shame.


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-13 13:03:00 +0800 CST  
直通线最东段,残余的一小段轨道竟被NJT当成封存线使。


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-13 13:14:00 +0800 CST  
特拉华河桥。


楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-13 13:14:00 +0800 CST  
应12楼评论里某位的要求,我写一个后记,说明一下。
---
后记:众所周知,近年来我国在高速铁路领域进展迅速。中国的高速铁路以高标准的基建著称,即使是被盛高阻“梳理”过的250线路,大部分按照国外较为宽松的标准也能按照300运行。
本人也是基建派,是高标准基建的坚定支持者。但是令本人非常堪忧的是,近年来在互联网上有一派,我姑且称之为--唯高标准基建派。我总结一下,他们大致有如下观点:
1. 铁路建设是百年大计,现状不重要,建就对了。只要基建标准足够高,现在客流不够/货流不够,将来总会够。现在亏本,将来总会盈利。就算亏损,未来创造的社会价值也足够。
2. 一条铁路未来不会废,当且仅当在建设之时采取了当时最高的基建标准。

尤其是第二点,支持者大有人在,其中有个别我平常还是比较尊重的,在这里就不圈人点名了。他们常举的一个例子是,西成降标250,所以有西成新通道;渝万降标250所以有渝万沿江--看看,低标准线路必然是浪费。

虽然我也反对降标,可这根本不是实际情况啊。西成新通道,本质上解决的是西成成绵段城际长途共线的问题;渝万沿江,本来是规划渝西的线位。两者根本与降标无涉。另一方面,成渝没降标吧,为什么有成渝中线甚至600磁浮规划研究呢?

我讲的拉克瓦纳直通线的故事,也是想告诉大家一点,“最高标准的基建”与“百年大计”不是万能的理由。直通线以牺牲人力物力为代价,以当时能达到的最高基建标准--折合4亿rmb/公里--建设,建成之后通道内两线变四线,还为将来客货争能的情况作了提前预期。这种理念与国铁当前的理念,相不相似?但其全盛时期也只用到了通过能力的50%。此外,它的的确确可以称为百年大计:
从设计上说,即使放在今天的美国铁路需求的角度看,直通线的定位还是合适的。毕竟,万吨重载列车跑土石路基,比跑那些钢桁架桥舒服多了吧,6‰的限坡比动辄15‰的限坡安全吧,重载列车在平缓的曲线上,比在那些R-300上对钢轨的磨损小得多吧。
从耐久性的角度说,直通线开通至结束运营的岁月里,就出过一次泥石流事故,用到今天依然不是问题。
这样的百年大计,却在它的古稀之年,被它的创造者亲手摧毁了。相反,同一通道内(纽约~布法罗)那些建得更早 标准更恶劣的铁路反而苟延残喘着。这个无情的历史现实,是“唯高标准基建”论、“百年大计派”能解释的么?

直通线之所以没落,一方面是颠覆性技术的出现(航空,公路)、资源的耗竭,另一方面也是DL&W在层层并购的过程中,资本家博弈的结果。

这些问题在未来的国铁就真的不存在么?技术问题自然是不可预期,那货源短缺呢?现在国铁强大的管理模式下尚有所谓路局博弈--车迷津津乐道的。万一将来上头哪个不开眼的像JR那样分割私有化了,会是什么结果,你猜。

归根结底,不可预见的未来是不可预见的。铁路的建设标准虽然原则上宜高则高,但什么是“宜”,不是“搬百年大计论”就万事OK的。铁路建设,最紧要的仍然应该立足于当下的客货运需求,充分考虑客源货源的位置,合理选线合理建设,兼顾中近期需求。不要想太远,因为你也猜不到,历史专治不服。

楼主 justforbdtemp  发布于 2020-02-14 12:42:00 +0800 CST  

楼主:justforbdtemp

字数:4916

发表时间:2020-02-12 00:28:00 +0800 CST

更新时间:2020-12-15 17:04:29 +0800 CST

评论数:76条评论

帖子来源:百度贴吧  访问原帖

 

热门帖子

随机列表

大家在看