铁路的轨距到底有多少种,不同轨距的背后,其实是交通文化的表现
我们日常出行时,除了最熟知的公路、海运和航空交通外,最为常见的就是方便快捷的铁路交通了。每年的春运期间,乘坐火车出行也是许多人回家的首选方式,纵贯全国的铁路网络,将乘客与家的距离进一步地缩短了。
其实除了我国之外,世界上大部分国家的铁路都自己独特的文化历史,最为常见的就是宽窄不同的轨距。今天的文章里我们就好好谈一下这一话题。
一、由科学方法规范而来
历史上最早提出铁路轨距的,是英国著名的铁路工程师乔治·史提芬森。在他向英国政府提出的建议里,他首次提出了标准轨距的理论,即英国铁路轨距应该规定为4英尺8½英寸(1435mm)。后来他又成功说服了火车制造商,后者开始大量生产符合标准轨距的机车和车厢。
1845年英国官方正式宣布将4英尺8½英寸(1435mm)的轨距定为标准轨距,次年国会通过法案,要求将来所有的铁路都使用标准轨。为何标准轨距被定为4英尺8 1⁄2(1435mm)英寸,有传闻说是起源于古罗马时期的战车轮距,还有说法是早期铁轨外侧距离为5英尺(1524 mm),减去铁轨纵向宽度1¾英寸(44.45 mm)后,将铁轨的内侧距离定为4英尺8½英寸,但这两种说法都不符合实际,因此不被官方所采纳。
但实际上,史蒂芬森提出这一数据是根据设计和综合考量才得出的。他设计的'火箭号'机车的车轴长度为5英尺4¾英寸,动轮的厚度达到了8¼英寸。根据最早的构想,史提芬森给铁轨预留出¾英寸(19.05mm)的宽度来避免车轮和轨道卡顿。但最早的火车没有差速装置和转向架,因此在运行中对车轮和铁轨产生了严重的磨损,声音也是十分刺耳。最终经过测量,史蒂芬森将轨距拓宽到4英尺8½英寸(1435mm)后,磨损和噪音被成功解决,后人也为此将标准轨距定为这一数字。
经过百年的发展,现如今全世界大部分国家的铁路都采用1435mm的标准轨距进行铺设,主要以西欧、北美、北非、东亚等地为主。其余的一些国家因为各种原因,依然采用不同种类的铁路轨距进行铺设,当中最为常见的有1000mm的'米轨';日本采用的1067mm(3英尺6英寸)轨距;前苏联加盟国使用的1520mm'宽轨',以及极其特殊的印度1676mm'宽轨'。
一般来说,在多山地的地区使用窄轨较为合适,不仅减少了铺设成本,而且在爬坡时有更为充足的动力;而如果是为了高速稳定的进行交通流动,那么使用宽轨就成了不二选择。对于一些既有标准轨,也有窄轨的国家,当地的铁路干线一般会采用双轨距或多轨距等方式,让使用不同轨距的列车都可以平稳安全地行驶。有些国家还为此研发了轨距可变列车组,让列车全程变换不同的轨距进行行驶。
二、那些'不同轨'的国家
说到窄轨的代表,最为熟知的就是1067mm的轨道、1000mm的'米轨'和762mm的轨道。前者主要分布在中国南方地区,例如全长469公里的昆河铁路,是我国与越南的干线铁路,全部线路都为1000mm的轨距。
除此之外,在我国一些地区还有一些客运和工业用窄轨铁路,例如湖南的醴浏铁路、郴嘉铁路,云南的鸡个铁路等等。在黑龙江、内蒙古等林区,一些运送木材的小火车轨道,甚至还会使用762mm的轨道。我国台湾地区也主要使用1067mm和762mm的窄轨进行运营。尤其是后者,在当地也被称为'五分车',原因就是其轨距几乎是标准轨距的一半而得名。
同样位于东亚的日本,当地的铁路轨距也是五花八门,除了新干线和少部分旧国营铁路线使用标准轨距外,大部分铁路主要采用1067mm的轨道,还有一些铁路使用1372mm和762mm的'轻便轨道'。
而在前苏联等地,最早使用1524mm的宽轨,原因就是沙俄铁路主要由美国南部的工程师帮助修建,而那里的铁路轨距恰好是1524mm。苏联解体后,为了更好地与加盟各国铁路实现互通,俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯,以及哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、蒙古等国都将自己的铁路轨距向里缩了4mm,变成现在统一的1520mm宽轨。
由于和标准轨距有一定的差值,因此使用标准轨距的国家的列车要想进入这些国家,就必须在编组站和维修站点更换转向架。例如我国从北京开往莫斯科的K3/4次特快列车,在中俄边境满洲里站就要进行转向架更换的工作,以适应俄罗斯境内的宽轨。
选择宽轨的主要原因,除了是历史遗留问题外,个人觉得还有两大关键因素。第一个原因是国家安全战略问题,欧洲绝大多数国家都是北约成员国,由于各方因素影响,北约与俄罗斯等前苏联各国的关系比较微妙。为了防止发生不测事件时,本国领土不会遭受外敌入侵,因此作为交通主干线的铁路就必须与其他国家相区分;第二个原因是前苏联各国绝大多数铁路都是老旧产物,无法大面积进行更新和重新架设。一来耗费人力和财力,二来对原有铁路设施会造成极大浪费,这对于各国政府来说是一笔不小的投入,因此前苏联各国也一直沿用1520mm的宽轨至今。
最后一个铁路轨距特别的国家就是邻国印度,这个世界人口第二大国的铁路设施也老化严重,加之当地人喜爱的'挂票'行为,造成印度铁路压力极大。因此印度境内的铁路轨距,便采用了最为特殊的宽轨——1676mm。
采用如此宽大的轨距,当地人的解释是由于搭车的乘客人数众多,如果使用较窄的铁轨,很有可能造成列车行驶时重心不稳,进而发生翻车等铁路事故;另外在行驶中,使用宽轨可以最好的提升列车的行驶速度,使列车行驶时更为稳定和安全。
如果说以上的几个国家在铁轨规格上有所区别的话,那么处在战乱之中的阿富汗则更为特别,这个没有铁路的内陆国家如果要建设铁路的话,会遇到下面的问题:在接壤的国家里有三种不同规格的铁路轨距,位于西部的伊朗、东部的中国使用标准轨距;南部的巴基斯坦使用1676mm的宽轨;而北部的土库曼斯坦、乌兹别克和塔吉克斯坦则使用1520mm规格的苏联式宽轨。
而关于到底使用宽轨、标准轨、还是宽轨的讨论,从19世纪铁路开始出现起就一直是大众最为关心的问题。支持宽轨的人认为负载力与高速表现相比窄轨要好。但建造成本也比较高,对于小曲率转弯和陡坡行驶也比较不利,因此宽轨距一般都适用于平原或高速铁路。相反窄轨的建造成本就相对较低,列车爬坡性能较佳,但车辆的行驶速度与负载力就容易被限制,所以窄轨距较常用于山区或轻便产业的铁路。
结语
铁路同路不同轨的差异,不仅影响着一个国家的交通发展和国家安全,同时也对国家对外发展与交流产生着深远影响。因此如果想在未来的日子打破这种人为造成的限制,那么就只能依靠各国政府去协调和发展,选择一条最适合自身优势和安全的交通交流方式。我们也真心希望'车同轨'的日子能够在将来的某一个时刻到来。
参考资料
1.《世界铁路百年发展史》
2.《苏联铁路史1922-1991》
3.《英国铁路大百科全书》