为什么公路和铁路总是蜿蜒曲折?

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我国山区面积广大,大部分高耸的山脉集中在中西部。在过去,要想翻越这些山脉谈何容易,但勤劳的人们总是能想到各种办法翻越它们,将一座座天堑变通途。
盘山公路
我国西部的群山十分雄伟,将许多城镇分隔开来,虽然直线距离几十公里,但要想从一地到另一地却要翻越许多高山,仿佛远隔千里。
再艰苦的环境,也难不倒中国人,于是盘山公路诞生了,盘山公路之所以会采用盘旋式或者是“S”型主要是为了能够使车辆上山时能够省力
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贵州二十四道拐
修建盘山公路之前,施工队要进行现场勘察,山区的特点是地形复杂起伏大、地形障碍和不利因素频繁、气候尤其是降雨影响突出,那么首先就要确定各种对高程具有控制影响效果的控制点
比如规划的路线起点、越岭垭口、深挖方高填方地点、隧道进出口、河流附近。设计者将这些点在地形图上标注出来后,它们就起到了控制路线大致走向的作用,因此得名控制点。
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西藏康庆拉山,垭口海拔5300米
为了克服高差就要通过展线(拉长路线进而达到爬升海拔高度的方法),利用地形可以做到自然展线,这是一种十分常见的展线。比如线路可凸出来绕着山嘴布设,可凹内沿着山谷布设,情况有利时也可以沿着山脊线设置。
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秦岭212省道盘山公路
沿山谷而建
宝成线则在两侧的山体中来回穿梭
另一种应付极端地形的方式称作螺旋展线,需要在某一地段集中提升海拔或降低高差,但理论计算出的坡度已经超过最大坡度,解决这种工程难题就需要再把里程拉长,这种展线使得驾驶员和乘客舒适性大大下降。因此在实际道路中会感到道路中短隧道频繁出现,目的就是为了利用有利的山谷,使线路刻意放长,这样既保持在一种均衡舒适的坡度下行驶,又安全而合理。
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张家界天门山盘山公路
在我国,有众多的盘山公路,它们依山而建,弯弯曲曲,俯瞰下去巍巍壮观。
贵州晴隆24道拐
晴隆二十四道拐,俗称二十四道弯,盘旋曲行于雄峻陡峭的睛隆山脉和磨盘山之间的一片低凹陡坡上,雄、奇、险峻,有一夫当关,万夫莫开之势。
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二十四道弯之雄险,皆因其依山筑造,工程艰险,山势陡峭,弯道频急。
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云南东川48道拐
东川牯牛山四十八道拐公路,集惊险、刺激、美丽于一体,晴隆二十四道拐、恩施十大拐公路在它面前都稍显逊色。
从山脚下的汪家箐村海拔2300米上升到3300米的紫霞宫,虽然只有5公里路程,但海拔高度相差近千米,这四十八道拐都是在坡度60-70度之间的悬崖峭壁上开凿出来,有云南“最美最险公路”之称。
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云南宜良68道拐
云南昆明的宜良六十八道拐,位于宜良县城西的小坡脚村,连通着城西和靖安哨村,这条盘山公路依照地势而建,因为不想毁坏村民的庄稼,就沿着山路和庄家修建而成。
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因此才形成了这种独特的68拐的山路,整条山路弯弯曲曲,从高处看就像是一条盘踞在山上的蜿蜒巨龙,气势磅礴。虽然只有短短的6.8公里,但却有68道拐,并且弯度很大,是世界上最弯的公路,也被许多人称之为公路史上的奇迹。
怒江72拐
“怒江72拐”,又名“川藏99道弯”。邦达镇至八宿县之间的318国道从这里经过,国道从业拉山口至河谷底呈之字形盘旋而下,路上常可见到间隔齐整的车队在干热河谷行驶。
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从海拔4600米的业拉山口拐到海拔2000多米的怒江峡谷,这段路程,虽只有12公里,可海拔相差有2000多米,温差也相差有20多度。弯道多海拔相差又那么大,对驾车人本身也是一种考验。
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除此以外,还有贵州遵义210国道72道拐;
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湖南天门山99道拐;
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珠峰108道拐等等
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珠峰大本营
铁路展线
铁路在翻越山脉时也会遇到展线景观,不过和盘山公路不同的是,如今新建的铁路展线越来越少,现存的也是在几年甚至几十前建成。
目前新建成的铁路展线越来越少,这样的变化和火车平均速度越来越快、火车本身转弯半径大、并且随着科技的发展,很多线路尤其是高铁,逢山造隧道遇水架桥,进而线路多取直线等因素有关。
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熟知的“人”字形铁路,是铁路展线一种
和盘山公路一样,铁路展线同样是指在山岭地带,为了顺应地形,适当延伸线路长度,使线路沿山坡逐渐盘绕而上,最终到达终点的铁路建设技术。大的展线多在深山峡谷之中,它以雄奇的身姿与周边山水形成了一种独特的景致:列车如巨蟒一样在大山里贴地钻洞盘旋而上;坐在列车上从车窗里可以看到列车的车尾和车头,而头顶或者脚下,另一列火车也缓缓而来……
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成昆铁路六大展线
图自:知乎@有一只驯鹿
在铁路几十年的建设中,展线类型也逐渐丰富起来:S形展线、马蹄形展线、灯泡形展线、螺旋形展线等。例如我国第一条电气化铁路——宝成铁路,它的著名观音山展线便是有3个马蹄形展线和1个螺旋形展线构成。
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图自《中国国家地理》2014年03期
这样的展线形式使得观音山到青石崖站6千米的直线距离绕到了27千米,不过这样做可以极大保证列车安全顺利翻越秦岭,天气晴好的状态下,甚至可以看到3层铁路重叠的壮观景象。
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地理君实拍
虽然秦岭展线已经相对减缓了列车翻越秦岭的坡度,但33‰的坡度还是会增加通过此区段列车的一些作业流程——加挂补机。北上出川的列车会在秦岭南麓的秦岭车站加挂车头,南下入川的列车则在秦岭北麓的宝鸡站加挂车头,一些运量大的货车甚至会加挂多个车头(前拉后推)。
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秦岭站加挂车头
当展线长度较大、所处的地理环境有限制时,展线就必须变得复杂起来,这时的展线呈现出迂回、套线的特点,还常常采取多种展线和隧道、桥梁结合的复杂展线设计。像上文提到的彝良展线是复杂展线,包括了多种形式的展线,甚至是展现群。
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中国现存展线最密集的地方
2014年年中,新关角隧道通车后
关角展线群逐渐被被取代
图自《中国国家地理》2014年03期
时至今日,虽然展线景观依然存在,但是随着生活节奏越来越快以及铁路安全性考虑,通过展线的客运列车越来越少,更多的是货运列车,因此再来欣赏几条壮观的铁路展线。
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内蒙古呼伦贝尔,中国第一个螺旋形展线
滨洲线兴安岭螺旋展线
因兴安岭隧道山岩陡峭、落差大
为爬升高度需盘旋一圈
 螺旋绕行越岭进入兴安岭隧道
1901年始建,位于牙克石市博克图镇境内
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盘旋于云南龙川江河谷中的法拉展线
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我国第一条穿越沙漠铁路——包兰铁路
成功利用“麦草方格”抵御住
腾格里沙漠的流沙
列车驶出沙坡头后,会沿着沙漠边缘行驶
由于坡度原因
列车在这里要依靠两个大S曲线来爬升
到达海拔较高的红卫车站
形成了独特的沙漠铁路景观——长流水展线