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運送人和物資到全國各地的鐵路,但火車上山的樣子並不容易想像的到,不管怎麼說爬山坡這件事並不容易,然而人類最終找到了讓火車上山的方法。 今天要跟大家介紹火車是怎麼爬上山,以及其相關技術。

 

火車的輪子不像汽車輪子那樣包著輪胎而是鐵製的,且在光滑的鐵軌上行駛,摩擦力會比汽車低,所以在上坡或下坡時為了防止公轉的現象使用了撒砂裝置。因此,韓國在設計鐵路線路時,將線路的最大極限斜度(斜率)訂為35千分率(每公里35米的高低差)。那麼像山嶽這樣的地形,火車可能會超過線路的極限斜度才能上去,這種情況下該怎麼爬上坡呢?

 

就像抓住繩索攀岩一樣行駛的鋼索鐵路

 

火車在山上行駛的方法和登山相當類似,在攀岩或是在坡時會抓著繩索向上爬,在一行人累的時候,有時也會有熟練的前輩幫忙拉線,而山嶽鐵路也是有相似的概念,那就是用「鋼索鐵路」的方式。將列車與鋼索線連結,將另一邊連接到山丘末端的馬達上,以上拉或下降的方式運行鐵路車輛。鋼索鐵路在極端的坡上也能設置線路為其優點。

 

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▲烏克蘭基耶夫地區城市型Funikulera,從鐵路中間可以看到牽引的兩條鋼線和兩條備用鋼線

 

不過當然這個方式也有缺點,就算鋼索在怎麼粗,強度與牽引力不足以牽引整個列車,所以列車必須一輛一輛分開牽引。在嶺東線至1963年運行的桶里站-深浦里站之間設有鋼索鐵路,將列車分節在纜索鐵路行駛後再將列車相連接的方式運行。

 

在當時因為安全問題,乘客須下車以行走的方式經過此區間。有多節車廂的大型列車中幾乎不使用此方式,而是在以「Funikulera」為代表的小規模鐵路路線中傾斜度高的地方使用。在韓國是被稱為單軌鐵路的山嶽列車部分區間使用單軌電聯車等,根據《軌道運輸法》在「抱川藝術谷」、「三陟幻仙窟」、「堤川清風湖」、「華川華川壩」等地營運觀光用的小規模單軌鐵路。

 

運用活用助爬器的齒狀軌道方式

 

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▲在瑞士山區運行的齒狀軌道列車。鐵軌中間的齒輪和車輛的齒輪相接,從而在傾斜面上爬

 

登山時在行走坡度高或因結冰比較滑的路段時,有時會在登山鞋上黏上助爬器上山,而火車在爬山時也運用了與助爬器相似的「齒狀軌道」。「齒狀軌道」是在有斜坡的鐵路中間鋪設鋸齒線路,在車輛的下端安裝齒輪,使其咬合併爬坡。

 

在搭雲霄飛車出發時,在一開始的上坡會聽到「搭嘞嘞」的聲音,那個就是齒狀軌道。在陡坡相當多的山嶽區間使用此軌道是相當不錯的方式,因此日本「井川線」等在高地的鐵路仍依舊運行著。不過因為速度慢且線路與齒輪發出的聲音與震動嚴重,韓國一般鐵路不太使用此方法。

 

避開高坡或繞行的之字線和循環式鐵路

 

在山上入有太高的斜坡,比起無條件地衝上去,就算要花較多時間,繞道至坡度較低的地方也是個好方法,鐵路當然也是一樣。比起直接爬上高坡,就算繞路,輕鬆地往上爬在各方面也是很有益處的,這種山嶽鐵路有兩種方式。

 

https://www.youtube.com/watch?time_continue=180&v=SxQAQ0QSa9k&feature=emb_title

▲嶺東線興田站-羅漢亭站區間,道溪站至通里站的之字線軌道影片。撥放後的後1分鐘~110秒的區間可以觀看到之字線軌道上列車倒車影像(出處:鐵路影像專家YouTube頻道Dynamic

)

「之字線」方式是將線路已Z字型設置,減少火車上爬時的斜度,因為只是單純地反覆前進後退,因此除了線路分配器以外不需要什麼特別的設備。

 

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▲韓國國內唯一可體驗之字是軌道的蒸汽型旅遊列車 (出處:High1 ChooChoo Park官方網站)

 

但列車在後退時,在最後一街車廂的副駕駛等乘務員需要注意後面的運行。另外,為了讓火車能夠以Z字型運行,需要確保延長鐵路鋪設用的土地空間。在韓國嶺東線的興田站到羅漢亭站的鐵路以之字線的方式運行,不過已於2012年廢止。目前此區間新建成鐵路體驗度假村High1 ChooChoo Park,在裡面可以體驗以之字線運行的火車。

 

https://www.youtube.com/watch?time_continue=236&v=zj5vQ5oOGL0&feature=emb_title

▲美國加州Tehachapi循環式鐵路以無人機拍攝的影像(出處:Tom Spurlock個人YouTube頻道)

 

「循環式鐵路」是指在高低差嚴重的地形舖設線路時,在高的區域繞行的鐵路。

韓國嶺東線的興田站到羅漢亭站被廢止後,20126月開始,從東白山站起始繞行蓮華山連接到道溪站的循環鐵路隧道率安隧道開通。之字線和循環式鐵路都是以增加行駛距離方式方式克服傾斜,但循環式鐵路不像之字線鐵路一樣一下減速很多,且不需要反覆停車和前後進,因此高速鐵路經過的地方大部分選擇循環式鐵路。

 

隨著土木技術和挖掘技術的發展,多利用直通隧道來組織鐵路線路來替代直接向上爬。但是以新技術依舊難以施工或存在環境等各種問題的地方則使用了循環式隧道方式。另外韓國鐵道技術研究院等多家機關正在開發可以代替因冬季暴雪和結冰而封閉的道路的「山嶽輕軌」。在山嶽輕軌將採用把噪音和震動最小化的齒狀軌道方式,期待未來有更多樣的山嶽鐵路技術。不管在哪種鐵路上,還請大家多多關注製造安全鐵路車輛的現代樂鐵!

 

 

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