為什麼青藏鐵路兩邊,要插上1.5萬根鐵棒?造價20萬一根值嗎?

科普觀 發佈 2022-12-24T22:10:36.526472+00:00

去過青藏高原旅遊的朋友,應該都被這樣一個問題困擾過,那就是火車走著走著,路邊卻突然多出來了數不清的鐵棒。這些鐵棒赫然矗立在鐵路兩旁,足有1.5萬根之多,就像守衛鐵路的「禁衛軍」一般,甚是壯觀。青藏鐵路兩側的鐵棒當然了,壯觀歸壯觀,這些鐵棒的用途卻成了困擾無數人的問題。

去過青藏高原旅遊的朋友,應該都被這樣一個問題困擾過,那就是火車走著走著,路邊卻突然多出來了數不清的鐵棒。

這些鐵棒赫然矗立在鐵路兩旁,足有1.5萬根之多,就像守衛鐵路的「禁衛軍」一般,甚是壯觀。

當然了,壯觀歸壯觀,這些鐵棒的用途卻成了困擾無數人的問題。

說這是柵欄,這麼細這麼稀疏的鐵棒,火車想出軌也不能攔住。

說這是電線桿,上面沒有電線不說,在青藏鐵路兩旁架輸電設施也不太現實。

那麼,青藏鐵路兩旁的鐵棒,到底有什麼用處呢?據說造價一度高達20萬一根,到底是真是假呢?

青藏鐵路兩旁的鐵棒有啥用?

要說青藏鐵路兩旁鐵棒的用途,還得先從青藏高原特殊的地理環境說起。

青藏高原地處我國的西部邊陲地區,是我國最大的高原,同時也是世界上海拔最高的高原。青藏高原的平均海拔,一度達到了4000米以上。

在中學物理課上老師曾講過,海拔每升高100米,氣溫會下降0.6攝氏度。

僅從這點就不難看出,青藏高原的氣溫至少要比同緯度地區低數十攝氏度,這也就直接導致了當地凍土的廣闊分布。

凍土在青藏高原的廣泛分布,雖然是正常的自然現象,但是這些凍土卻給青藏高原上的道路施工問題,帶來了巨大的困擾。

凍土,顧名思義就是因寒冷而被凍結的土壤,凍土中擁有大量的凍結冰晶,這些冰晶跟土壤緊密結合在一起,也就成了所謂的凍土。

寒冷的季節里,凍土的質地結構非常堅硬,在凍土區域施工,有時候甚至比在水泥路面施工還要困難,根本挖不動!

而到了相對溫暖的季節,在陽光直射的作用下,部分表層凍土開始融化,融化的冰晶變成水,和在土壤里,這將使得土壤變得癱軟無比泥濘不堪,在這樣的環境下施工,同樣也是非常困難的。

當然,這還僅僅是施工過程中所需要克服的難題。

更嚴峻的問題在於施工完成後,建設完成的公路、鐵路路基,會因為凍土形成、融化的問題,變得異常「脆弱」。

凍土形成的時候,路基會因為凍土體積的增大而被漲裂,凍土融化的時候,路基則會因為土壤的癱軟疏鬆,而變得塌陷。

投資上千萬甚至上億修建的路基,可能短短几年下來,就會因凍土原因而損毀。

為了應對這一問題,世界各國想破了頭都很難想到一種最實用的方法,最理想的方式就是架設橋樑。

但無奈架橋的成本實在太高,倘若青藏鐵路是架在橋樑上的,那建造這條鐵路的成本至少要翻個幾十,甚至上百倍。

直到後來,我國科學家發明出了一種特殊的「鐵棒」,將它插在路基兩旁,就能很好解決凍土帶來的問題。

這種特殊的「鐵棒」也就是大川一開始提到的,矗立在青藏鐵路兩旁的「禁衛軍」了。

「鐵棒」的工作原理

說起來很多人可能都不敢相信,就這樣一根根小小的鐵棒,竟然能解決凍土帶來的難題,這實在是有些不可思議。

但事實就是如此,這裡大川簡單介紹下鐵棒的工作原理,看完工作原理後,你可能就明白了。

這種特殊的鐵棒,其實是一種高效熱導裝置,它有一個十分接地氣的名字,叫做「熱棒」。

熱棒的長度為7米,我們看到的青藏鐵路兩旁露出來的部分,只有短短2米,另外5米的長度則被深深埋在了地下。

這種裝置的外殼是由碳素無縫鋼管制成的。

其最特殊的點在於,特殊的單向傳熱性能,熱量只能從地下端傳向地上端,反之則無法進行熱量傳導,這也是這一裝置的設計難點所在。

它的內部是空心的,用來裝液氮。

當天氣寒冷的時候,地下溫度會相對較高,熱棒下端的液氮就會汽化蒸發,將熱量帶去地上,通過散熱片將熱量傳遞給空氣。冷卻後的液氮又會變成液態,重新流回熱棒下端。

這樣一來,就能確保凍土深處不會融化,增加凍土的穩定性。

而當天氣變暖後,熱棒內部的液氮全部變成氣態,這種情況下,熱棒將不再向上傳導熱量,同樣的,它也不會再從上向下傳導熱量。

因此,熱棒林立處,表層凍土熱量向下傳遞的速度會變得很慢,讓凍土不至於很快融化。

熱棒造價20萬一根值嗎?

大川在網上看到很多消息都稱,一根熱棒的造價就高達20萬元人民幣

這樣算下來,青藏鐵路兩旁的1.5萬根熱棒,造價加起來加起來至少能達到30億元人民幣

從理性的角度來看,大川認為20萬一根的造價應該是虛高的,僅就製作熱棒的材料來看,幾萬塊錢一根已經算是最高預算。

不過話說回來,姑且拋開所有一切不談,就算熱棒一根的造價真有20萬,在實際應用上也是物有所值的。

有數據資料顯示,青藏鐵路的總造價約為139.2億元人民幣倘若沒有通過在鐵路兩旁插熱棒的方式,解決棘手的凍土問題,造價如此高昂的青藏鐵路,可能過不了多少年就會因為凍土問題而損毀。

這樣一來,僅僅是每年的維修、維護費用就高得嚇人。

相比較而言,就算一根熱棒造價20萬,可它的使用壽命卻長達30年,30年裡節省的維修、維護費也足以抵償熱棒成本了。

也正是因此,熱棒就算造價20萬一根,也是非常值得使用的。

更何況,在現實情況中,一根熱棒的造價也不一定這麼貴,你說呢?

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