軌距

軌距

軌距所屬現代詞,指的是鐵路軌道兩條鋼軌之間的距離(以鋼軌的內距為準)。國際鐵路協會在1937年制定1435mm為標準軌(等於英制的4呎8½英寸),世上大約百分之六十的鐵路的軌距是標準軌。這軌距又稱標準軌距或國際軌距。比標準軌寬的軌距稱為寬軌,比標準軌窄的稱為窄軌。雙軌距鐵路或多軌距鐵路鋪有三或四條鋼軌,讓使用不同軌距的列車都可行駛。

基本信息

(圖)軌距軌距

軌距是鐵路軌道兩條鋼軌之間的距離(以鋼軌的內距為準)。國際鐵路協會在1937年制定1435mm為標準軌距(等於英制的4呎8吋半),這軌距又稱國際軌距。通常,比標準軌寬的軌距稱為寬軌,比標準軌窄的稱為窄軌。雙軌距鐵路或多軌距鐵路鋪有三或四條鋼軌,讓使用不同軌距的列車都可行駛。

直線軌距

世界各國鐵路凡直線軌距為1435mm的稱標準軌距;大於1435mm的稱寬軌距,如1676mm、1524mm、1520mm等;小於1435mm的稱窄軌距,如1067mm、1000mm、762mm、600mm等。中國鐵路主要採用標準軌距,只有台灣採用1067mm,昆明至河口採用1000mm窄軌距。印度、巴基斯坦、阿根廷、智利等國主要採用1676mm寬軌距;俄羅斯採用l520mm寬軌距;日本一般鐵路採用1067mm的窄軌,東海道、山陽等新幹線則採用1435mm的標準軌距;美國、加拿大及歐洲大部分國家都採用1435mm標準軌距;非洲加納、剛果、坦尚尼亞、尚比亞等國採用1067mm窄軌距,幾內亞、喀麥隆等國採用1000mm窄軌距,非洲衣索比亞、吉布地等國採用1435mm標準軌距。
由於鋼軌軌頂呈圓弧狀,輪緣也有一定的曲線,輪緣與鋼軌的接觸點一般都在軌頂下10~16mm處,所以中國《鐵路技術管理規程》規定,直線軌距是在鋼軌頭部踏面下16mm範圍內兩股鋼軌工作邊之間的最小距離。

標準軌來歷

經濟學中有個名詞稱為「路徑依賴」,它是類似於物理學中的"慣性",一旦選擇進入某一路徑(無論是「好」的、還是「壞」的),就可能對這種路徑產生依賴。以下美國鐵軌的故事也許有助於我們理解這一概念,並且加深對其後果的印象。標準軌
美國鐵路兩條鐵軌之間的標準距離是四點八五英尺。這是一個很奇怪的標準,究竟從何而來的?原來這是英國的鐵路標準,因為美國的鐵路最早是由英國人設計建造的。那么,為什麼英國人用這個標準呢?原來英國的鐵路是由建電車軌道的人設計的,而這個四點八五英尺正是電車所用的標準。電車軌標準又是從哪裡來的呢?原來最先造電車的人以前是造馬車的。而他們是用馬車的輪寬做標準。好了,那么,馬車為什麼要用這個一定的輪距離標準呢?因為如果那時候的馬車用任何其他輪距的話,馬車的輪子很快會在英國的老路上撞壞的。為什麼?因為這些路上的轍跡的寬度為四點八五英尺。這些轍跡又是從何而來呢?答案是古羅馬人定的,四點八五英尺正是羅馬戰車的寬度。如果任何人用不同的輪寬在這些路上行車的話,他的輪子的壽命都不會長。我們再問:羅馬人為什麼用四點八五英尺為戰車的輪距寬度呢?原因很簡單,這是兩匹拉戰車的馬的屁股的寬度。故事到此應該完結了,但事實上還沒有完。下次你在電視上看到美國太空飛船立在發射台上的雄姿時,你留意看,在它的燃料箱的兩旁有兩個火箭推進器,這些推進器是由設在猶他州的工廠所提供的。如果可能的話,這家工廠的工程師希望把這些推進器造得再胖一些,這樣容量就會大一些,但是他們不可以,為什麼?因為這些推進器造好後,要用火車從工廠運到發射點,路上要通過一些隧道,而這些隧道的寬度只比火車軌道的寬度寬了一點點,然而我們不要忘記火車軌道的寬度是由馬的屁股的寬度所決定的。
因此,我們可以斷言:可能今天世界上最先進的運輸系統的設計,是兩千年前便由兩匹馬的屁股寬度決定了。這就是路徑依賴,看起來有幾許悖謬與幽默,但卻是事實。

標準軌歷史

標準軌由最先使用鐵路的英國提出。設計及建造史托頓及達靈頓鐵路的英國工程師羅拔史提芬遜提出4呎8½ 吋的軌距,並成功說服火車製造商生產4呎8½ 吋(即1435毫米)軌距的機車及車輛。由於史提芬遜成功設計的鐵路是眾人模仿的對像,亦使這軌距變得流行。1845年英國皇家專員建議用4呎8½ 吋作為標準軌距。1846年英國國會通過法案,要求將來所有的鐵路都使用標準軌。除了英國的大西部鐵路(Great Western Railway)是使用寬軌之外,英國的主要鐵路都是標準軌。大西部鐵路亦於1892年改成標準軌。

有關4呎8½ 吋的軌距的來源,有人認為是古羅馬的戰車輪距。但亦有人指出可能是因為早期鐵路的軌道外側距離為5英呎,而鐵軌頂寬為1又3/4英吋,故內側軌距為4呎8½ 吋。

各國軌距

亞洲

(圖)軌距軌距

中國
中國早期的鐵路由英國及比利時工程師承建,因此其軌距沿用英國標準,為標準軌。

中東鐵路曾經使用過1520毫米的寬軌。山西的同蒲鐵路和正太鐵路曾用過1000毫米(已經改造),雲南的昆河鐵路仍為1000毫米(米軌)。

中國現在使用的是標準軌,軌距為1435mm。

香港
港鐵系統中,東鐵線、西鐵線、輕鐵及馬鞍山線均使用1435mm的標準軌,而觀塘線、荃灣線、港島線、東涌線、機場快線及將軍澳線則用稍窄的1432毫米。 香港電車則使用1067mm窄軌。而山頂纜車則採用1520mm的寬軌。

台灣
台灣在清代修築台北-新竹線時選用1067毫米,台灣日治時期相沿並續修至高雄,台灣鐵路管理局的鐵路使用1067毫米。其他產業鐵路例如糖業鐵路及聞名的阿里山森林鐵路則為762mm的窄軌,日治時期花蓮-台東線原為762毫米,十大建設時配合北迴鐵路改軌為1067毫米。

台灣的鐵路法已規定以1435毫米為標準軌,故台灣高速鐵路、台北捷運、高雄捷運及興建中的台灣桃園國際機場捷運都是使用此軌距,唯台鐵後續路網因為直通的問題,仍然使用窄軌。

日本
日本的鐵路軌距主要為1067毫米(3呎6 吋)。但也有部份鐵道使用762毫米、1372毫米(京王電鐵、東急世田谷線、函館市電、都電及都營新宿線)和1435毫米。早期在樺太軍用輕便鐵道也使用600毫米軌距。在建造高速鐵路(新幹線)時則統一選用1435毫米為標準軌,以提高車輛行駛的穩定性,但這樣使高速鐵路列車不能以原有的路軌行駛,所以現在正在開發軌距可變的鐵路車輛。

印尼

印尼軌距主要是1067毫米。

東協國家
東南亞國家,包括越南、高棉、寮國、泰國、緬甸及馬來西亞以米軌(1000毫米)鐵路為主。有指越南河內至接壤中國邊境之同登之間鋪設了標準及米軌雙軌距鐵路。計畫中連線新加坡及中國的亞太鐵路會是標準軌,或標準及米軌雙軌距。

南亞國家

南亞國家的印度、巴基斯坦、孟加拉及斯里蘭卡的鐵路軌距不一,但多數為1676毫米。印度現有計畫將所有窄軌改成1676毫米 。

阿富汗

阿富汗有個相當特殊的情況,因為它在靠近亞洲中央的位置,並且實際上沒有鐵路。如果它決定修築鐵路,在其接壤的國家之中則有三種不同規格的軌距,不管選擇其中任何一種規格,都會使情況變得複雜。位於阿富汗西部的伊朗、東部的中國都使用標準軌;阿富汗南部的巴基斯坦使用1676毫米的寬軌;而阿富汗北部的土庫曼、烏茲別克斯坦和塔吉克斯坦則是用中亞的1520毫米規格。

美洲

美國加拿大

美國及加拿大最初亦使用不同的軌寬,後來加拿大追隨英國採取標準軌。美國北部的鐵路因為最初多是從英國入口器材,故亦多為標準軌。美國南部鐵路曾以寬軌為主。南北內戰之後,南部的鐵路亦逐漸改成標準軌距。

阿根廷智利
阿根廷及智利的鐵路軌距為1676mm。

歐洲
歐洲大部分國家都是使用標準軌(1435mm)。

愛爾蘭

(圖)軌距軌距

愛爾蘭的軌距是1600毫米。

英國
北愛爾蘭的軌距是1600毫米。

倫敦捷運的軌距是1432毫米。

西班牙葡萄牙
西班牙及葡萄牙的軌距為5呎5吋半。西班牙的正式標準是1674毫米,葡萄牙則為1665毫米,因此西班牙開發了變距列車。西班牙正進行改軌工程,將路軌改成標準軌距。

芬蘭
芬蘭在19世紀是俄國轄下的大公國,使用5英尺(1524毫米)軌距。

前蘇聯國家
19世紀的俄羅斯選用1524毫米的(5呎)寬軌,一般認為是出於軍事考慮,避免入侵的軍隊可以使用它的鐵路運輸系統。俄羅斯和屬於前蘇聯的國家,以及蒙古、芬蘭都是採用俄國的1520毫米軌距。這比1524毫米窄4毫米,有時兩者的車輛可以互換,而南薩哈林州(庫頁島)則是採用當時日本占領南庫頁島時期的1067毫米(3呎6吋)軌距。

大洋洲

紐西蘭
紐西蘭的鐵路為了跨越中部山區地形,採用1067公厘的軌距。為了克服這個地形,需要複雜的工程,例如著名的Raurimu螺鏇。在不到4,000公里的軌道就有1787座橋樑和150個隧道。這條軌道大約有500公里是電氣化的。

澳大利亞
澳大利亞本來採用標準軌,後來因為某些原因而在維多利亞省及南澳州出現了5呎3吋(1600毫米)的軌距。部分地方亦有3呎6吋(1067毫米)的路軌。昆士蘭鐵路在建立之初,便使用1067毫米(3'6")的窄軌,是全世界最大規模的窄軌系統。

非洲
南非及安哥拉、波札那、剛果、加納等國多數使用1067毫米軌距。

最佳軌距的爭論

自19世紀鐵路開始出現,即有爭論何種軌距最佳。從現代角度看,寬軌或窄軌在性能上沒有十分明顯的優點:

[1] 世上最重的貨車可以在美國及澳大利亞的標準軌上行走。寬軌不一定可以載重更多。
[2] 高速鐵路都是採用標準軌,寬軌不一定較快
[3] 澳大利亞昆士蘭及南非的窄軌(1067mm)鐵路上的列車依然是十分重。窄軌不一定載重較少
[4] 建造標準軌的輕便鐵路與窄軌鐵路價格相差並不大
[5] 窄軌鐵路亦可以建成達到標準軌一樣的負載量
只有軌距低於3呎的窄軌鐵路的建造成本才會稍低於標準軌。但這類軌距的運載能力有限,通常只會在運載量有限的登山鐵路使用。

未來

隨著各國開始尋求擴充、統合各地的鐵路網路,軌距在未來可能會進一步標準化。

澳大利亞和印度都在進行統一國內鐵路軌距的工程;而歐盟也計畫讓各成員國的鐵路系統可以互用,涉及的工作包括軌距、訊號系統和供電系統的標準化。現時波羅的海三國 (立陶宛、拉脫維亞和愛沙尼亞) 已獲得歐盟的資助,把國內的 1520 毫米闊軌轉換成標準軌;西班牙和葡萄牙也在建造連線國內各大城市與法國之間的高速鐵路中獲得歐盟的援助。歐盟亦計畫提升西班牙與葡萄牙連線其他歐洲國家的貨運鐵路。

高速鐵路
所有的高速鐵路,包括在使用窄軌的日本、台灣、西班牙、葡萄牙等地者,都是採用標準軌興建的。(唯一的例外是俄羅斯和芬蘭採用的 5 英尺闊軌高速鐵路)。這種標準使一些國家開始為當地原有的非標準軌鐵路進行軌距轉換,使列車能在高速鐵路網路與現行鐵路網路之間行走。

礦區鐵路
雖然礦區鐵路較少與外面的鐵路系統連線,但現時礦區亦有使用標準軌的趨向,以方便其使用現成的鐵路設備 (例如負載量更大的車輛)。

計畫

在聯合國經濟和社會委員會的亞洲太平洋計畫 (UNESCAP) 中,有一項是關於把歐洲和太平洋連線起來的“亞洲鐵路系統”,當中包括三條走線:北方從歐洲到朝鮮半島,南線從歐洲到東南亞,並設一條南北向走廊從北歐到波斯灣。三條走線都會在橫越亞洲時使用至少兩條軌距相異的鐵路。目前計畫並沒有涉及轉換軌距,而是在軌距相異鐵路的交匯處設定機械設施,以便把貨櫃在行走不同軌距的列車之間移動。
肯亞烏干達蘇丹在2004年10月提出了一項使用標準軌建造電氣化高速鐵路的計畫。雖然肯、烏兩國及蘇丹的鐵路網路分別採用 1000 毫米闊及 1067 毫米闊的窄軌,但它們由於建成年代早,彎位多且負載力低,需要進行改建,加上北方的埃及是使用標準軌的,因此統一使用標準軌距建造新鐵路被認為是理所當然。
根據某2007年的計畫,數條來自剛果、坦尚尼亞和盧安達、軌距相異 (分別為 1000 毫米及 1067 毫米) 的鐵路將於盧安達的一個樞紐地點交匯。

鐵路軌道

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