京张铁路的人字形线路设计,在詹天佑那个时期真的很难想到吗?


不是难不难想得到的问题,而是。。。严重影响区间通行能力的问题。换句话说,严重违反设计直觉。

自有铁路以来,换向运行是一件非常平常的事情,但是一般只局限于支线汇入主线,以及两条主线斜向交叉时因为通行顺向问题产生的换向运行,把单一主线设置为人字形换向运行在詹公之前也许有,但是不够出名,反正肯定不如隧道的竖井施工法出名。

这个其实很好理解,在平常空闲时,完全贯通的铁路能够保证火车一直开行下去。要是中间硬加个折返换向站,就得在这个车站制动停车再反向启动,那么对于蒸汽时代而言,于是得设置一大个运转机构配备很多人员去操持这个车站。蒸汽机车停车,是不是至少可以停车补水?车站道岔多,是不是得有不少扳道工日夜值班?是用蒸汽机单机解挂再反向连挂呢,还是双头腚对腚夹住车辆呢?人字形嘛必然一边大上坡一边大下坡,那么列车超速失控的安全风险是不是太高了点?总之就经济效益上讲,单一主线设置人字形折返是比较得不偿失的,虽然倒是也不至于运行不下去。

比如说吧,完全连续贯通两个车站区间 40 公里,全程限速 50,启停附加各 2 分钟,那么不停车总用时一般就是出发站启动达速用时 2+全程不停车用时 40/50*60+到达站停车用时 2=52 分钟,如果中间加个人字形区间,那么人字形合龙处车站(假设距离出发站 30 公里)站停按短的算 2 分钟,就变成出发站启动达速用时 2+前一区间不停车用时 30/50*60+中间站停车用时 2+区间停车用时 2+中间站启动用时 2+后一区间不停车用时 10/50*60+到达站停车用时 2=58 分钟,如果遇到汇车导致合龙处车站站停时间达到 5 或者 10 分钟,也就是说整个区间用时会超过一小时,比起连续贯通一般会多出 10%的时间。

其实,国内外都有人字形及两个人字形脚对脚构成 Z 字形折返线,4V 的森铁有,立本有,大吉岭有,安第斯山更是有,简直是拾级而上。

老是出事的阿里山森铁,上面那个废弃站名,也不知道有没有引发 KMT 的 PTSD。
出云市(emm 突然联想到某火烧云)境内的 Z 字形铁路,旁边公路都修出三四层展线了。
直线距离大概 20 多公里的路段愣是布置了四个 Z 字形折返线,甚至还有个超小半径跨河弯,算了下半径只有大概 120 米,这铁路修得也真是费力气。顺便,这铁路修得比京张早了二十到五十年。
再一看全程,秘鲁首都利马至万卡约,直线距离 200 公里,实际里程 330 公里,但是实际上海拔高差 4818 米,也怪不得不各种 Z 字形折返线。

国内也有急造铁路差点用人字形乃至 Z 字形折返线的铁路。那就是像血栓一样坑了黔桂两省几十年的黔桂铁路旧线。从现有地图上看,一般有四处。

第一条红线的标准基本可以视为弱化版京张,但是实际修出来基本约等于京张的技术水平。第二条则是针对转辙线,也就是人字形或者 Z 字形折返线,毕竟修成完全贯通线还是舒服得多。资料来源:1990 版《贵州省志 铁道志》正文第 28 页。

一处是侧岭乡南面人字形折返,第二处是拔贡镇拉吉村南面的 Z 字形折返道,都在河池市金城江区境内。看这地图,应该是设计原案,后来被民国交通部叫停才按贯通线修筑。由于这一段路,尤其是侧岭附近坡道过大影响通行能力,解放后另行选线建设第二线,不过也就 2.3 公里。

拔贡至侧岭区间,也真是。。。神奇。

另一处则是金城江旁边南丹县东侧的拉易灯泡线,这个倒是听到过关于民国交通部叫停人字形设计原案转而改为灯泡型贯通线的传闻,这传闻应该是源自上面提到的一句话。

拉易这个就,很有特色。

最后一处则是贵州省都匀市与独山县交界处的京寨展线。应该是原案为至杨公关处设车站,一个极端曲折的 V 弯由东南向变成北向,但是参照交通部不允许修筑转辙线的指令,就顺着山势修个 150 米半径的小曲线绕山,就是预先定勘的杨公关站南侧跟 210 国道并线的路段。等解放后发现这里曲线还是太小导致坡道太大,干脆另行开挖 200 半径的京寨隧道,坡度也“放松”至 28‰上下。

京寨展线回龙道的三次演变,再往北还有个开口朝西的 U 型回龙道。
可以明显看到解放前路基痕迹的京寨展线,白线为已经拆除钢轨及轨枕的黔桂线正线,灰色扭来扭去的部分为 210 国道。

这条铁路于自 1941 年开建,1944 年初步自柳州通车到都匀,期间因为急就章的关系,各种不足 200 米的曲线半径与超过 30‰的坡道比比皆是;施工质量也不太行,各种安全隐患多。又因为燃煤质量差,蒸汽机车能拉动的车辆没多少,实际上就是鸡肋线路。1944 年底,因为豫湘桂大溃败,这条铁路成了鬼子妄图进兵陪都的主干道,还没走到头就在独山县城撤退,只是可惜独山县城还是被鬼子祸祸了。果脯续到鬼子投降,都匀再往北就没有什么心思去增建了。原计划为过都匀一路往北至福泉马场坪镇在折向西往贵阳去,部分车站站房已提前完工,但是因为整个工程的虎头蛇尾而不得不转为它用。至于解放后又数次改造,但是因为底子实在太差,2003 年扩能改造工程正式启动,同年新选线基本完成,2004 年全面开工,2008 年完工投运。整条铁路大体 140,部分 160 标准,处处预留复线设施,血栓总算打通了。


当然了,不能以 21 世纪的标准去要求 19 世纪末 20 世纪初的铁路建设,光资金、技术跟物质支持就不是一个量级的。詹公能在京西北八达岭那么个复杂地形下修出这么条铁路,也是相当提振民心士气的,毕竟也成了清廷在面对列强逼迫借款筑路时讨价还价的底气。

其实詹公心仪的是现在的丰沙线走向,无奈当时技术所限没法打出多个长隧道,光过了三家店大桥往山里去的那几个连续长隧道就够詹公望山兴叹的。后来鬼子修的门头沟木城涧线不想打隧道,就只能沿河绕出多个几字形回头弯,也还不得不打了不到十位数,最长才 430 米左右(落坡岭站前,实际名字不详)的隧道。詹公一开始的规划得等到解放后,苦于京张线路运力低下之时,才重新勘线设计丰沙单线,不到 20 年又增建二线,而且还是北京枢纽最早一批实现电气化改造的干线,重视程度可见一斑。

灰色调区间为隧道,两边加黑线部分为大桥
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