为什么火车不采用更宽的轨距?

除了对原有铁路系统的依赖,还有经济成本的因素外。
单纯从力学上来说,加宽轨距是有利于列车的行车稳定的啊?
那么对提高列车的行车速度也是有帮助的啊?
国际标准轨距是1435mm,而列车宽度一般在3000mm左右,那轨距在2500mm左右(或以上)会更稳定吧?

PS:外行,纯粹好奇,求解答……

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21个答案
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题目问在铁路,但答题的范畴可能超越了铁路……
在铁路诞生的初期,轨距几乎毫无章法可言,什么轨距都有。
在那个列车速度并不快的年代里,轨距却都向着1435的方向进行了标准化。
至于为什么选择了1435而不是2870或者其他更宽一些的轨距呢,那是因为蒸汽机车之父乔治·史蒂芬孙狂爱1435这个轨距,他造的利物浦-曼彻斯特铁路就是1435,而他是铁路界的明星人物……
抱歉,关于轨距战争我知道得很有限,这里先挖个坑,有新发现了再来填一填。

到了现代,窄的轨距确实在很多方面都对列车和运力产生了限制。
就如你所说,3米宽的车身跑在1435的轨道上,显得不够稳定。
虽然侧向稳定性较差,但到目前为止,还没有成为制约铁路系统发挥运力的瓶颈。

要想改变轨距,不是一个容易的事情。
轨距的加宽,牵涉到非常多的问题,譬如说,宽轨需要更宽的路基,则路面要改,轨道要改,道岔的尺寸要重新设计,连着路边的信号设备的布局、站台的尺寸也要改,如果这是一个多桥梁、多隧道的既有线改造成宽轨,那么桥梁要改建、隧道要扩孔,成本都不小。如果是彻底修建新线,那么现有的基于1435的轨道、路基标准几乎都要推倒重来,这不是一个小事,然而这仅仅是路面的部分而已。
列车走行部的架构也要改。现有的转向架是基于1435的,车体的设计要推倒重来,设计适用于宽轨的转向架和配套的车体。
最大的问题出现在兼容性上。很少有宽轨和标准轨兼容的线路,也就意味着,不论是将现有的标准轨改成宽轨,还是新建一条宽轨,列车是不通用的,需要为新线定制新车。车辆设计制造完成之后需要通过安全验证,宽轨车辆的安全验证无法使用1435的标准进行,安全标准需要更新。而且投入使用之后,因为新车无法在标准轨上运行,万一线路设计有误,人流量不足以养活线路,那么这些车也无法分流给其他线路,只能闲置,甚至就地废车。
这几乎成了两套轨道交通系统。

为了投入宽轨线路,不仅要把路基、轨道、信号都推倒重来,连新线用的车辆也需要重新定制,在全国全世界都是1435轨道的现代,1435不但是理论上的标准,更是事实上的标准,铺设宽轨,成本和风险都很大。而宽轨所带来的好处,却很少,得不偿失。

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“标准轨距”1435mm或4呎8½吋,最早是英国提出的,来源已经难以考证了。
事实上,最早的铁路轨距并没有一个绝对的标准,往往是各个铁路公司各行其道(是铁路公司哦,不是国家),后来由国家出台标准统一,国际上再接轨(这个是名副其实的接轨)统一。比较受欢迎的1435mm轨距渐渐地成为了“标准”。

楼上说的有一定道理但也有一定的局限性。
改变轨距固然不简单,却比建设新线路要省的多。车辆呢,绝大部分也可以通用,只需要换换转向架就行了。既然车辆尺寸没变,站台也就不用改变,整体投资跟铁路总价值比起来还是微乎其微的。
举个例子吧,大家都知道俄罗斯铁路是用的宽轨道,中国用的标准轨,那么大家对北京——莫斯科的国际列车作何感想?首先,中国东北有双轨距轨道,可以同时跑两种轨距的列车。轨道成本嘛,肯定高一些,因为是两条轨道套在一起的。这样的轨道修的很长成本肯定太高,于是,车到边境停下,整体更换转向架!所有人下车办理通关手续,甚至行李都不用拿下车。车辆推进检修库,用千斤顶顶起,几个小时就能更换完毕重新上路,这时候就可以自由驰骋在西伯利亚了。回来的时候,同样来一遍。
但是:缺点也显而易见了,太麻烦了,还耽误旅行时间。所以欧洲各个国家正在由宽轨改为标准柜。不用定制新车,不用推到重来。虽然花费不菲,但是也没有抽筋换骨那样恐怖。

再说说宽轨、窄轨和标准轨的各自优势吧。当然,宽轨稳定性更好,也可以定制更大的车体(这个就要改站台什么的了,不够现实)。至于宽轨载重性更好的说法不真。缺点嘛,成本其实差不太多,主要在于路基更宽需要更多的土石,以及可能需要更宽的隧道(如果车体更大,实际上俄罗斯列车车体与中国列车车体大小几乎相同,而且宽轨较标准轨稳定也是建立在车体相同的假设上的)。重要的就是宽轨的转弯半径要大很多,转弯造成的损耗也大很多。

窄轨嘛,正好相反。转弯半径小,机动灵活。但是太窄了就不能支持太大的车体了,而且路基太窄载重能力也随之下降。

简言之宽轨不一定可以载重更多。 宽轨不一定较快。 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。


对于什么样的轨距(不是哪一种了,而是真正创制一个新的轨距的话)最为合理呢,目前还没有一个说法,不过既然1435已经很流行了,那么流行即是标准,就这样吧。

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支持者: 自由的疯 风荷晚香

楼主光想着静止的稳定性了,有没有考虑过动态、高速,甚至高速转弯的时候,窄轨的稳定度比宽轨有很多优势;
想想看摩托车和小汽车,静止状态摩托车是根本无法完全靠轮胎立定的,但是高速转弯时,摩托车甚至不需要路面有离心坡度,车身侧一下就过去了,小车如果路面没有离心坡度,是水平的,说不定就侧滑飞出去了。
所以,火车轨考虑到各种因素的结合,太宽,太窄都不合适,适中就好;比如有人说到的俄罗斯的宽轨,如果是高速车而且需要乖一个大弯,肯定需要很大的拐弯半径(铁路的结构不适合做离心坡度,只能做大拐弯。),如果拐弯半径不够大,就可能会因为离心力太大而导致脱轨;你如果经常在铁路旁就会发现,稍微有点拐弯的铁路,火车经过时都会有很刺耳的金属摩擦声,那是离心力使得火车转向架和铁轨摩擦产生的。

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这个问题很早之前就已经有人问过,因为确实没有多少道理,后来发现,和过去马车轮的宽度居然是一样的,这就涉及到工业生产的方式了,原来制造马车的人,有现成的一些东西可以转移到制造火车轮毂上。于是就顺理成章的以马车2轮的宽带来建设火车轨道。而一旦采用这个标准,想要打破它,也要付出很高成本,比如你开一家火车运输公司,但你的轨道和别人的不兼容,你只能在有限范围内运输,你不能使用别人的轨道。同时,如果你破产了,你的火车只能卖废铁,因为别人拿你的火车,无法使用。而且遵循一个标准的时间越长,投入越大,违反它的成本就越高。这个例子貌似我是在解释“蝴蝶效应”的书上看到的。意思是一个偶然的小事件,也可以对未来发生巨大影响。

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远星心理史学爱好者 星战迷 科幻迷

2013-09-11 21:44

不是传说是古罗马两匹马屁股的宽度决定的吗,哈哈

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支持者: zzzhu

我真心想说,当你要穿山开隧道的时候,真心想说,你妹的谁它们的把火车设计的这么宽。

然后盾构结构全要重新设计。

然后所有的桥梁都要重新设计。

然后,更费的钢材。

然后更费的能源。

然后,速度也没有增加。

唯一的只是让火车开起来貌似平稳了些。

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支持者: 乜眼

一个国家选用什么样的铁路轨距,应该还有国防上的考虑,德国人在进攻苏联的时候,由于苏联的铁路轨距和西欧的不同,德国人必须把自己的铁路机车轨距设计的和苏联的一致才能使用苏联铁路(横竖不能把全苏联铁路扒了吧……)——应该说,这也是消耗敌人资源的一种方式

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支持者: ss30mi

科技树点错方向了,洗点的代价太高!(我是来歪楼的~~~~)

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最开始没有火车,只有马车 因为马的宽度是定的(品种不一,相差不多),所以马车宽度是定的。直到后来火车的发明,刚开始火车跑的是很慢的,蒸汽机提供的动力很小,不足以使火车达到理想速度,就需要使用混合动力驱动:马拉和蒸汽机驱动,就如《让子弹飞》刚开始时的镜头那样。随着科技的进步和机械的发展蒸汽机改为内燃机速度加快不需要马拉,但是已经建成了那么多铁路和火车重新铺设花费太大也没有多大实际意义,而人们也已经习惯原来的样子,就保留了原来的传统宽度。所以说铁轨的宽度是根据马屁股的宽度定的。
当然也有很多其他宽度的铁轨,都是根据实际需要而制定的。比如矿山上的铁轨宽度都比较小,这是因为矿洞挖掘的花费比较大,再比如近现代时候山西的铁路与别地方不一致之类的等等

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炝炒空心菜IT工程师,摄影爱好者,DIY爱好者

2013-09-11 20:28

印象中有个传说,说在铁路发展初期,出现了两种轨距的铁路,宽轨铁路技术上更先进,但是由于比较窄的铁路铺了远远超过他的里程,于是最后成为了标准。

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参天软件工程师

2013-09-12 21:39

忘记在哪里看的了,早期,有人发明过单轨自平衡火车,没有轨距问题^_^

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我不认为会增加甚么成本,主要是开始定好了轨距后面就得跟着,要是变轨距那就就无法兼容了~

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这是一个伪问题!不论多宽的轨距你都可以这样问……

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目前我国国内高速铁路线路,都是新建立的铁路,也完全采用了1435轨距。

为什么新建的铁路不使用宽距呢? 当然是为了兼容标准线路。 在特定的需要条件下,我们可以在普通铁路线上行驶高速动车(以较低车速运行)。或者在调整铁路上运行普通列车。

就以京津城际为例:

北京到天津塘沽段,前半段(北京到天津站)是高速(300KM/H)运行,180公里路程,运行不到半小时。
而天津站到塘沽,仍然是高速动车,但却是以140KM/H的速度运行。这时能明显感觉到比较颠簸,不如调整铁路上运行平稳。 天津站到塘沽,也就60公里左右,但这个动车用时也得半小时。

另外一条线路:北京至重庆的动车,从北京到郑州、西安段是高速铁路,但从西安至重庆段,却是动车跑在普通铁路上的。

如果新旧线路不兼容,要实现跨铁路网运行,那就是灾难。

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据说这个宽度是当时啦马车的两匹马屁股的宽度- -

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俄罗斯所谓的宽轨也仅仅比标轨宽85毫米--------等于一只香烟的长度。
如果标轨列车驶入宽轨铁路,会导致一轮半脱轨无法行驶但又不至于翻车。同样,俄制宽轨列车驶入标轨也只会停驶而不会翻车。
而车厢尺寸载重标准大家都是一模一样的。
所以,所谓的宽轨纯粹是为了防止入侵。对运力没有任何帮助。

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感觉宽轨确实要好些啊...

如果要变宽,应该怎么办?

1.新生产的车轮车轴,设计成宽度可调的.当旧的被普遍换成新的(几十年时间),条件也就成熟了.

2.旧铁轨的维修,更换为兼容性好的枕木,以备将来某天可以变宽.
用时间来消磨掉变革的成本.

新修的铁路,原本就不考虑与旧线路兼容,比如高速客运,城际对开,以及城市轨道交通.从性能上考虑,使用更宽的轨距,然后车体也更宽更稳,这些理论上并不增加成本的样子.

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小王雨佳医学检验技术

2014-08-18 13:01

行车宽度是由两千多年前的两匹马屁股的宽度决定的,因为惯性就一直沿用下来了

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1435的轨距是两匹马屁股的宽度,然后马车两个轮子之间轮距刚好也是1435mm,当时英国所有的隧道宽度都已以马车宽度为标准,火车在当时也就顺其自然的沿用了1435的轮距....据说是这样的

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