为什么青藏铁路两边,要插上1.5万根铁棒?7米一根造价高达20万?
去过青藏高原旅游的朋友,应该都被这样一个问题困扰过,那就是火车走着走着,路边却突然多出来了数不清的铁棒。
这些铁棒赫然矗立在铁路两旁,足有1.5万根之多,就像守卫铁路的“禁卫军”一般,甚是壮观。
青藏铁路两侧的铁棒
当然了,壮观归壮观,这些铁棒的用途却成了困扰无数人的问题。
说这是栅栏,这么细这么稀疏的铁棒,火车想出轨也不能拦住。
说这是电线杆,上面没有电线不说,在青藏铁路两旁架输电设施也不太现实。
青藏铁路两侧的铁棒
那么,青藏铁路两旁的铁棒,到底有什么用处呢?据说造价一度高达20万一根,到底是真是假呢?
要说青藏铁路两旁铁棒的用途,还得先从青藏高原特殊的地理环境说起。
青藏高原地处我国的西部边陲地区,是我国最大的高原,同时也是世界上海拔最高的高原。青藏高原的平均海拔,一度达到了4000米以上。
青藏高原
在中学物理课上老师曾讲过,海拔每升高100米,气温会下降0.6摄氏度。
仅从这点就不难看出,青藏高原的气温至少要比同纬度地区低数十摄氏度,这也就直接导致了当地冻土的广阔分布。
青藏高原
冻土在青藏高原的广泛分布,虽然是正常的自然现象,但是这些冻土却给青藏高原上的道路施工问题,带来了巨大的困扰。
冻土,顾名思义就是因寒冷而被冻结的土壤,冻土中拥有大量的冻结冰晶,这些冰晶跟土壤紧密结合在一起,也就成了所谓的冻土。
冻土
寒冷的季节里,冻土的质地结构非常坚硬,在冻土区域施工,有时候甚至比在水泥路面施工还要困难,根本挖不动!
而到了相对温暖的季节,在阳光直射的作用下,部分表层冻土开始融化,融化的冰晶变成水,和在土壤里,这将使得土壤变得瘫软无比泥泞不堪,在这样的环境下施工,同样也是非常困难的。
冻土融化导致地面塌陷
当然,这还仅仅是施工过程中所需要克服的难题。
更严峻的问题在于施工完成后,建设完成的公路、铁路路基,会因为冻土形成、融化的问题,变得异常“脆弱”。
冻土路段,青藏公路严重变形
冻土形成的时候,路基会因为冻土体积的增大而被涨裂,冻土融化的时候,路基则会因为土壤的瘫软疏松,而变得塌陷。
投资上千万甚至上亿修建的路基,可能短短几年下来,就会因冻土原因而损毁。
变形的青藏公路
为了应对这一问题,世界各国想破了头都很难想到一种最实用的方法,最理想的方式就是架设桥梁。
但无奈架桥的成本实在太高,倘若青藏铁路是架在桥梁上的,那建造这条铁路的成本至少要翻个几十,甚至上百倍。
青藏铁路部分架桥路段
直到后来,我国科学家发明出了一种特殊的“铁棒”,将它插在路基两旁,就能很好解决冻土带来的问题。
这种特殊的“铁棒”也就是大川一开始提到的,矗立在青藏铁路两旁的“禁卫军”了。
青藏铁路两旁的铁棒
说起来很多人可能都不敢相信,就这样一根根小小的铁棒,竟然能解决冻土带来的难题,这实在是有些不可思议。
但事实就是如此,这里大川简单介绍下铁棒的工作原理,看完工作原理后,你可能就明白了。
热棒
这种特殊的铁棒,其实是一种高效热导装置,它有一个十分接地气的名字,叫做“热棒”。
热棒的长度为7米,我们看到的青藏铁路两旁露出来的部分,只有短短2米,另外5米的长度则被深深埋在了地下。
热棒埋设示意图
这种装置的外壳是由碳素无缝钢管制成的。
其最特殊的点在于,特殊的单向传热性能,热量只能从地下端传向地上端,反之则无法进行热量传导,这也是这一装置的设计难点所在。
热棒工作原理图(简图,不涉及核心技术泄密)
它的内部是空心的,用来装液氮。
当天气寒冷的时候,地下温度会相对较高,热棒下端的液氮就会汽化蒸发,将热量带去地上,通过散热片将热量传递给空气。冷却后的液氮又会变成液态,重新流回热棒下端。
这样一来,就能确保冻土深处不会融化,增加冻土的稳定性。
热棒
而当天气变暖后,热棒内部的液氮全部变成气态,这种情况下,热棒将不再向上传导热量,同样的,它也不会再从上向下传导热量。
因此,热棒林立处,表层冻土热量向下传递的速度会变得很慢,让冻土不至于很快融化。
热棒
大川在网上看到很多消息都称,一根热棒的造价就高达20万元人民币。
这样算下来,青藏铁路两旁的1.5万根热棒,造价加起来加起来至少能达到30亿元人民币。
热棒
从理性的角度来看,大川认为20万一根的造价应该是虚高的,仅就制作热棒的材料来看,几万块钱一根已经算是最高预算。
不过话说回来,姑且抛开所有一切不谈,就算热棒一根的造价真有20万,在实际应用上也是物有所值的。
热棒
有数据资料显示,青藏铁路的总造价约为139.2亿元人民币,倘若没有通过在铁路两旁插热棒的方式,解决棘手的冻土问题,造价如此高昂的青藏铁路,可能过不了多少年就会因为冻土问题而损毁。
这样一来,仅仅是每年的维修、维护费用就高得吓人。
建设阶段的青藏铁路
相比较而言,就算一根热棒造价20万,可它的使用寿命却长达30年,30年里节省的维修、维护费也足以抵偿热棒成本了。
也正是因此,热棒就算造价20万一根,也是非常值得使用的。
热棒
更何况,在现实情况中,一根热棒的造价也不一定这么贵,你说呢?
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