1、“轨距战争”、轨距法和1435毫米准轨

现行的国际标准轨距(Standard gauge)于1937年被正式确立,规定为公制1435毫米、或英制4英尺8又1/2英寸。最早采用1435毫米轨距的铁路可追溯到1830年通车的英国利物浦-曼彻斯特铁路。在前工业时代以及工业革命早期,英国修筑的各类铁路的轨距相当杂乱无章,最终引发了私营铁路公司之间的“轨距战争”(Gauge War)。“战争”的一方是选用1435毫米或更窄的轨距的铁路公司,另一方是选用了2140毫米(7英尺1/4英寸)超宽轨距的铁路公司,双方都试图使自己的轨距、进而使自己的路网在英国占据支配地位。值得一提的是在当时1435毫米轨距通常被称为“窄轨”,因为它相对2140毫米宽轨而言的确是太“窄”了。这场商战持续到1846年,1435毫米轨距越来越占据上风,其运营里程大大超过了造价高、工程量大的2140毫米超宽轨。当年,在1435毫米轨距占优的大势之下,英国议会通过了《铁路管理法》,也称《轨距法》,它以法律形式确定了1435毫米轨距为大不列颠地区的标准轨距(对爱尔兰地区则另有规定,后续的宽轨篇会提到)。虽然该法允许私营铁路公司保留那些已建成的采用其他轨距的铁路线,并允许在得到议会批准后继续新建非标准轨距的铁路,但曾经流行一时的超宽轨还是在之后的数十年间逐渐销声匿迹,融入到了准轨铁路网中。

尽管英国的轨距战争以1435毫米准轨的大获全胜告终,又随着工业革命之后英国的资本输出和技术输出而将准轨一步步扩展到了欧洲大陆、北美以及亚非拉国家。但准轨在世界范围内却没有得到完全的普及,英国人自己就在英属殖民地出于节省成本和施工量等方面的考虑,修筑了大量非标准轨距的铁路(如1067毫米“开普轨距”的铁路),人为加剧了轨距的不统一。时至今日,世界各国准轨铁路运营里程达到720000公里,在世界铁路总里程中约占55%。在高速铁路领域,除俄罗斯、乌兹别克斯坦、芬兰等国有少量宽轨高速线之外,世界上几乎所有的高速铁路都使用1435毫米准轨,即使一些既有铁路为非标准轨距的国家如日本(1067毫米窄轨)、西班牙(1668毫米宽轨)等国家,在新建高速铁路时也选择了准轨。

紫色:以准轨为主的国家和地区;橙色:有较多数量准轨铁路存在、同时兼用其他轨距的国家和地区


2、古罗马的马拉战车决定了铁路准轨?

关于1435毫米轨距的由来存在一个流传已久的传说,即现代的标准轨距是由罗马帝国的马车的轮距(有一种戏谑的说法是“两匹马的屁股的间距”)决定的。这一传说乍看之下似乎不无道理:在第一条运行蒸汽机车的铁路建成之前,英格兰的很多矿山就在使用马匹牵引运行在木制轨道上的矿车,这种早期的“马拉轨道”的轨距不可避免地要受到年代更古老的马车的轮距的影响,而马拉轨道的设计标准又不可避免地影响到后来那些设计蒸汽机车铁路的工程师……不过,也有部分史学家并不认同这一传说,并从史料中提出了质疑:

其一,1435毫米轨距并不是从近现代铁路发展的一开始就被使用的。斯蒂芬孙主持修建的第一条使用蒸汽动力机车的铁路,斯托克顿-达林顿铁路,就选用了1422毫米轨距,在之后的若干年有很多不同的轨距在英伦三岛被同时选用,比如英格兰西部的2140毫米超宽轨,苏格兰的1372毫米“苏格兰轨距”,爱尔兰的1600毫米宽轨等等,1435毫米轨距的选用在一开始似乎并没有非常强的必然性。

其二,如果现代铁路的轨距是对古代马车轮距的继承,那么作为中间环节的马拉轨道的轨距应该也是1435毫米,至少应与之接近,但实际上前工业时代英国马拉轨道的轨距也同样杂乱无章。例如1758年建成、采用木制轨道(后来更换为铁轨道)和马匹牵引的米德尔顿铁路,采用1245毫米轨距;第一条面向公众营业的铁路、1798年建成的同样使用马匹牵引的洛克湖铁路,采用1035毫米轨距。马拉轨道的轨距似乎并没有受到一个臆想中的“马车轮距”的制约。

马拉轨道曾在英国的许多矿山盛行一时,即使在蒸汽机车出现之后,马拉轨道依然在欧美的一些城市继续存在了很长时间

总之,斯蒂芬孙在设计第一条采用1435毫米轨距的铁路——利物浦至曼彻斯特铁路时,可能并没有如传说中的那样受到了来自罗马帝国的马车冥冥之中的影响,也许1435毫米的轨距最初只是一个偶然的选择。利物浦-曼彻斯特铁路的成功令斯蒂芬孙收获了巨大的荣誉,之后斯蒂芬孙和他的儿子罗伯特·斯蒂芬孙又受聘参加了英国境内外多条铁路的设计建造,将大获成功的1435毫米轨距传播到了英国以及世界上更多的地区。不过这里有另外一个不那么知名的传闻:据说被誉为“19世纪最伟大的工程师”的罗伯特·斯蒂芬孙后来曾表示,如果有重新选择的机会,他会选择一个比1435毫米(4英尺8又1/2英寸)更宽一些的轨距作为标准轨距,“会再多个几英寸,但不会多太多”


3、准轨铁路在中国

中国第一条真正意义上的铁路为1876年(清光绪二年)由英国怡和洋行私自兴建的上海至吴淞铁路,这条全长仅14.5公里的铁路采用762毫米窄轨,一年后被清政府下令拆除。不过随着洋务运动的发展,以李鸿章为代表的洋务派官员开始正视铁路这一现代交通方式。1881年,为解决唐山附近的开平煤矿的煤炭外运问题,清政府同意修筑唐山至胥各庄的长约9.3公里的铁路线,这是近代中国第一条自行修筑和运营的铁路。

提到唐胥铁路的建造和准轨在中国的使用,一个绕不开的人物是清政府当时聘用的英国工程师金达。金达,全名克劳德·威廉·金达(Claude William Kinder),曾在俄罗斯学习铁道工程技术,之后在日本的铁路公司担任过技术顾问,1878年被聘用为开平矿务局的工程师。在1881年修筑唐胥铁路时,对于这条前景很不明朗的运煤铁路应该选用什么轨距,一度存在争议,一些人提议选用造价低、施工简便的2英尺6英寸轨距(762毫米),或者3英尺6英寸轨距(1067毫米),但金达却力荐采用1435毫米轨距。也许是金达在日本铁路公司的工作经历给了他深刻的教训:日本明治维新后修筑的铁路在欧洲工程师的建议下选用了施工难度低、适合山区复杂地形的窄轨,但随着铁路网的发展,窄轨速度低、运力小的弊端逐渐暴露,带来了长远的负面影响(实际上日本最终也未能挣脱窄轨的束缚)。此外,选用1435毫米轨距也有利于直接从英国进口修建铁路所需的各种设备,包括当时中国无法自产的铁路机车车辆。就这样,中国的第一条铁路在无意中选择了后世的1435毫米国际标准轨距,成为中国准轨铁路的开端。

尽管现在的中国国家铁路网几乎全部采用准轨(除昆河线等少数米轨铁路,不含非准轨的地方铁路、支线铁路;不含香港、台湾地区部分铁路线),但近代史上中国境内也曾存在一些非标准轨的铁路线,例如东北地区由沙俄修建的中东铁路曾使用俄制1524毫米宽轨,山西的正太、同蒲铁路曾使用1000毫米窄轨,不过这些铁路在后来都被改造为准轨,以便与其他准轨铁路直通运行。


采用1432毫米轨距的香港地铁观塘线

港铁(MTR)运营的线路中有一部分采用非常独特的1432毫米轨距,与之类似的还有华盛顿地铁的1429毫米轨距。由于车轮与钢轨之间一般会留有几毫米的“游间”,对中低速铁路而言,1435毫米准轨车辆仍可在1432毫米轨距的线路上正常运行。

中国自主设计建造的第一条铁路——京张铁路,这条由詹天佑设计的准轨铁路至今仍在使用

运行在京广铁路上的特快列车

复兴号动车组驶出上海站,前往京沪高铁方向,同一的轨距使中国高速铁路与普速铁路很容易互通

中国大陆第一条地铁——北京地铁1号线,使用与地面铁路相同的1435毫米准轨

中国是使用准轨铁路最多的国家之一,自近代以来修筑的准轨铁路不断扩展,目前准轨铁路营运里程超过13万公里,国家铁路几乎全部采用准轨。中国新建高速铁路使用与既有铁路一致的1435毫米准轨,这有利于高速铁路与既有铁路的直通运行。此外,中国大陆的大部分城市轨道交通线路也采用1435毫米准轨。

列车通过丹东-新义州“中朝友谊桥”

在中国的全部陆上邻国中,只有朝鲜使用1435毫米准轨(另越南北部有少量套轨铁路可供准轨列车运行),与中国铁路直通运行不存在轨距上的障碍。中国与其他陆上邻国如俄罗斯、哈萨克斯坦等国间的国际列车都需要在边境的铁路口岸换轮。

引进法国TGV高速列车技术的韩国高铁“KTX-Ⅱ”型列车

韩国铁路轨距与朝鲜相同,为1435毫米准轨。韩国高速铁路(KTX)引进了同样使用准轨的法国高速铁路技术,高铁列车经常驶入既有线运行。

E2系高速列车运行于日本东北新干线

在既有线上改建的秋田新干线,注意左线为三线轨(1067毫米&1435毫米套轨)

亚洲第一条地下铁路——东京地下铁银座线,采用1435毫米准轨

鉴于既有的1067毫米窄轨铁路运力小、速度低,日本在战后修建了准轨的新干线,成为世界高速铁路的代表之作,不过轨距的不同也导致新干线与日本既有铁路难以互通,在少数既有线增建套轨或将既有线扩宽为准轨,部分地解决了这一问题。除新干线外,日本有少部分城市轨道交通也使用准轨。

法国TGV高速列车冲高试验,这辆编号4402的TGV-POS型高速列车经过特殊改装,在2007年的试验中创造了574.8km/h的速度记录

“欧洲之星”高速列车驶出英法海底隧道,它每日往返于均使用准轨铁路的英国、法国和比利时

虽然法国早期修筑的铁路并没有采用1435毫米准轨,但最终还是和西欧大多数国家一样加入了准轨铁路国家的行列,法国高铁TGV列车也经常在高速线与既有线之间直通运行。

德国ICE-3M高速列车,它能适应德国境内的15kV 16.7Hz与法国境内的25kV 50Hz两种不同的电气化铁路供电制式(实际上它还能适应两种直流供电),可以往返于德法两国之间

德国铁路大多也采用1435毫米准轨,与周边邻国如法国、奥地利、瑞士等相同,但由于信号系统、供电制式的不同,只有部分专门设计的列车才能进行跨国运输。

Acela高速列车运行于美国东北走廊铁路,这是北美地区目前唯一的“高速铁路”

美国铁路以1435毫米准轨为主,虽然在19世纪曾经存在过多种不同的轨距,但后来基本都被统一为准轨。美国目前仍然拥有世界上最大的铁路网,总营运里程超过20万公里,但高铁的发展却较为滞后。

印度德里地铁“绿线”(5号线)

印度既有的铁路网绝大部分使用1676毫米宽轨,不过德里、孟买、加尔各答等大城市的新建地铁有部分线路选用了1435毫米准轨,此外规划中的印度高铁也将采用准轨。

西班牙制造的Talgo高速列车运行于沙特阿拉伯麦加-麦地那高速铁路

由包括中国企业在内的多家外国企业参与兴建的麦加-麦地那高铁是沙特境内第一条高速铁路。除了沙特之外,包括土耳其、埃及、伊朗、伊拉克、叙利亚在内的多个中东国家也使用准轨铁路。

中国援建的肯尼亚蒙内铁路

肯尼亚原有的铁路系统大多使用1000毫米窄轨。2017年,由中国援建的蒙巴萨至内罗毕铁路通车,这条肯尼亚独立以来修建的第一条铁路全部按照中国标准建造,采用了全新的1435毫米准轨。

【待续】

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沙发
2020-5-18
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