【张轰轰的回答(46票)】:
从工程上考虑一项设计的变化的时候,主要看两条:收益、成本。
题主想通过加宽高铁的轨距可能获得的收益有:
1. 速度更快;
2. 行驶更稳;
3. 转弯半径更小;
4. 更大的运力。
但凡事都是有成本的,再看这种改造的成本:
1. 与既有线不兼容。
现在G/D车可以在普速上混跑,尤其在一些高铁线路不连通的地方,比如京哈动车有一段在京哈线上,另一段在哈大高铁上。同时在一些低等级的线路上也可以让新建客专跑普速车,比如兰新客专,上面就有Z字头的车。
与既有线兼容的好处就是可以分段开通,慢慢建设,否则高铁的收益范围就仅限于修建的那一段了。要知道国内的高铁网络也是经过多年建设才形成的。
2. 车站需要改造。
目前的车站的站台间距、线路间距都是按照现有的轨距设计的,如果轨距有变化,车站就需要大面积改造和重建。
现在国内有很多城际线路都是进老站的,最典型的就是沪宁城际,如果轨距发生变化,车站就需要大规模改造,成本是非常高的。
3. 线路施工成本上升。
与轨距相关的:桥梁、隧道、路基、供电等都要改变、加宽,带来的是施工成本的增加。
4. 原有车辆生产线需要改造。
国内高铁最初都是引进国外的技术,引进的几家都是标准轨,如果要加宽的话,会对技术引进造成困难,国内的生产线也需要改造,整个制造流程中的各种模具可能都要重新制作,成本是非常高的。
以上是付出的成本,其中1、2、4条是非常大的麻烦。
至于题主想要获得的收益:
1. 速度更快:快慢本身跟车宽度无关,动车组的重心本身就很低,电机都在车厢下部,影响速度的最大难题是电机功率,其次是信号系统,车宽、轨距带来的影响目前看是非常小的。
2. 行驶更稳:这一点倒是有可能,但目前国内最大的矛盾是运力不足,舒适性方面还真不是最重要的,况且高铁目前也是比较稳的。723事故也与轨距无关,是信号的问题。
3. 转弯半径可以更小:转弯半径的最直接制约因素是转向架前后两个轮子之间的距离,一般来说,轴数越多,可承受的曲线半径越小。大轨距未必会提升转弯的效率。
4. 更大的运力:这一点是确实有影响的,但为了这点运力,代价是很大的(成本部分1、2、4条),不如增开一趟车划算。
所以收益实际上只有2、4两条,付出的却非常大,所以轨距必然不是制约高铁设计的因素,大轨距也未必有更好的收益或者体验。
摘录部分wiki上的内容:
自19世纪铁路开始出现,即有争论何种轨距最佳。从现代角度看,宽轨或窄轨在性能上没有十分明显的优点:世上最重的货车可以在美国及澳洲的标准轨上行走。宽轨不一定可以载重更多。
高速铁路都是采用标准轨,宽轨不一定较快。
澳洲昆士兰及南非的窄轨(1067毫米)铁路上的列车依然是十分重。窄轨不一定载重较少。
建造标准轨的轻便铁路与窄轨铁路价格相差并不大。
窄轨铁路亦可以建成达到标准轨一样的负载量。
以此看来,选择宽轨或窄轨不一定比选择标准轨节省金钱;但却失去了与标准轨之间的兼容性。
只有轨距低于3呎的窄轨铁路的建造成本才会稍低于标准轨。但这类轨距的运载能力有限,通常只会在运载量有限的登山铁路使用。
随着各国开始寻求扩充、统合各地的铁路网络,轨距在未来可能会进一步标准化。澳洲和印度都在进行统一国内铁路轨距的工程;而欧盟也计划让各成员国的铁路系统可以互用,涉及的工作包括轨距、讯号系统和供电系统的标准化。现时波罗的海三国(立陶宛、拉脱维亚和爱沙尼亚)已获得欧盟的资助,把前苏联时代遗留的1520毫米阔轨转换成标准轨;西班牙和葡萄牙也在建造连接国内各大城市与法国之间的高速铁路中获得欧盟的援助。欧盟亦计划提升西班牙与葡萄牙连接其他欧洲国家的货运铁路。
几乎所有的高速铁路,包括在使用窄轨的日本、台湾,以及使用宽轨的西班牙等地,都是采用标准轨兴建的(唯一的例外是俄罗斯和芬兰采用的5英尺阔轨高速铁路)。这种标准使一些国家开始为当地原有的非标准轨铁路进行轨距转换,使列车能在高速铁路网络与现行铁路网络之间行走。
来自:https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%BD%A8%E8%B7%9D
铁路车辆由于受转向架上前后两个轮之间距离的制约,弯度过急的线路是无法通过的。铁路车辆能够通过的曲率最大的圆曲线的最小半径,就是车辆的最小曲线半径。这种情况在一个转向架上有多个轴的铁路机车上尤为明显,如Co-Co轴式的机车适合跑平直高速干线。相对而言,同为六轴的Bo-Bo-Bo轴式的铁路机车更适合跑小弯道、大坡度的山区铁路。
来自:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%80%E5%B0%8F%E6%9B%B2%E7%BA%BF%E5%8D%8A%E5%BE%84
车辆的尺寸界限:铁路限界图集_百度文库
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为什么国内火车的宽度一般都没有达到界限(至少3.5米)? - 铁路
【小小的寂寞的回答(35票)】:
最近关注了一些关于轨距的问题,一并回答一下。
1、高铁、既有线、城轨采用相同的轨距,最大的好处就是车辆可以通用,因为有时候因为某些特殊原因(比如新车下线、故障车回送等),有可能需要彼此联通。
2、轨距并不是限制高铁运行速度的主要因素。铁路列车安全通过曲线的速度主要与曲线半径、外轨超高和最大欠超高允许值决定,与轨距关系不大。虽然加大轨距可能会允许更大的欠超高,但是铁路作为一个在安全设计方面极为保守的行业,估计带来的改变并不会很大。
3、增大轨距不仅不会提高列车通过曲线的速度,反而可能影响列车通过曲线的能力。这是因为铁路列车的轮对和汽车不同,铁路车辆两侧的轮子是由刚性的车轴连接的,也就是说,两侧车轮的转速永远相等。而在通过曲线时,因为转过同样的角度,内轨和外轨的长度不同,两侧车轮不可避免地有产生转速差的趋势,轨距越大,这个趋势越大,盲目增大轨距可能会影响铁路车辆通过曲线的能力。(两侧车轮产生转速差的趋势可以通过车轮踏面的倾角来缓解,但是不可能做到在所有曲线上都完全消除)
4、最后,工程成本方面,轨距越大,建设成本就越高。虽然对于高铁来说,在采用混凝土整体道床的情况下,区别不是很大,但是采用传统有砟轨道的高铁线路还是不在少数的,增大轨距以后,轨枕、道砟的成本都要相应增加。
【翅翅被人注册了的回答(1票)】:
不能,因为列车不是直接固定在轮对上的
【郭咂的回答(2票)】:
纳粹德国好像弄过3米宽的轨距,然后就没有然后了。俄罗斯普速铁路用宽轨但高速铁路似乎又用起了准轨。美国用准轨也不妨碍它是世界上重载铁路运输最发达的国家。
所以轨距和速度没啥关系。
【sjtuwbh的回答(1票)】:
这个不能靠直觉,轨距加宽后小半径曲线通过能力不是变好,而是变差。
【BoBo的回答(3票)】:
高祖是制约高铁设计的主要因素
【谢辉的回答(2票)】:
不好意思歪个楼,想起来之前看到的一篇文章,虽然回答的内容并不是你问的东西,但是我想说轨距并不只是制约速度这单方面的问题,还涉及到很多东西。
美国铁路两条铁轨之间的标准距离是四英尺又八点五英寸。这是一个很奇怪的标准,究竟是从何而来的呢?
原来这是英国的铁路标准,而美国的铁路原先是由英国人建的。那么为什么英国人用这个四尺八寸半的标准呢?原来英国的铁路是由建电车的人所设计的,而这个正是电车所用的标准。
电车的铁轨标准又是从哪里来的呢?
原来最先造电车的人以前是造马车的,而他们是源用马车的轮宽标准。
好了,那么马车为什么要用这个一定的轮距标准呢?因为如果那时候的马车用任何其他轮距的话马车的轮子很快会在英国的老路上撞坏的。为什么?因为这些路上的辙迹的宽度是四尺八寸半。
这些辙迹又是从何而来的呢?答案是古罗马人所订的。因为欧洲,包括英国的长途老路都是由罗马人为它的军队所铺的,所以四尺八寸半正是罗马战车的宽度。如果任何人用不同的轮宽在这些路上行车的话他的轮子的寿命都不会长。
我们再问,罗马人为什么以四尺八寸半为战车的轮距宽度呢?
原因很简单,这是两匹拉战车的马的屁股的宽度。
美国航天飞机有两个火箭推进器,因为这些这些推进器造好之后要用火车运送,因此火箭推进器的宽度由铁轨宽度来决定,所以,今天世界上最先进的运输系统的设计,在两千年前就由两匹马的屁股宽度决定了。
这就是路径依赖。路径依赖算是二十世纪九十年代初制度经济学的一个老词。
这个理论告诉我们,好的一面,通过惯性和冲力,产生飞轮效应,发展因此进入良性循环。不好的一面呢,有强烈的负反馈作用,可能会被既定的路径锁定在某种无效率的状态下而导致停滞。
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