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高铁跨越台湾海峡,先填两座人工岛?
关键字: 台湾海峡台湾海峡海底隧道京台高铁京台高速人工岛桥梁还是隧道?
那么,如果真要建造这样一条通道,应当选择桥梁还是隧道?技术上是否可行,自然条件又是否允许?
首先从水深来看,台湾海峡大部分水深不及百米,近3/4水域水深不及60米,而且南部有大量水深20米左右的浅滩,但澎湖海沟深度可达数百米。相比之下,日本青函隧道最深处距离海平面达到240米,完全可以满足台湾海峡的要求。
而中国目前建成的跨海大桥,只有广东湛江海湾大桥的最大水深超过了20米。
台湾海峡的水深情况
说起台湾海峡,普通人最大的担心恐怕还是地震。岛屿地区历来地震多发,有数据显示,1914年至2014年的一百年间,中国全部3888起5级及以上地震,有35.9%发生在台湾。1999年台湾“9·21”7.6级地震尤其令人印象深刻,造成近2400人遇难。
过去一百年,台湾地震远多于其它省份
不过具体到台湾海峡,其实地震的威胁远没有那么大。我国海洋地质学领域的权威彭阜南教授等人曾经专门为台湾海峡隧道做过分析。他们在2001年的一篇论文中指出,地震的发生都是有规律的,即使是在多震区也能找到安全地带。
具体来说,整个20世纪台湾共发生过18次7级以上地震,没有一次是发生在海峡之中的。福建一侧的泉州外海曾经发生过著名的8级地震(其实已经被修正为7.5级),但那已经是1604年的事了。在平潭至新竹一线,历史上从未发生过超过7级的大地震。
台湾地震主要集中在东北部,海峡之中其实相对较少(点击图片可查看大图)
地下隧道的抗震性能本来就比地上建筑要好,日本的青函隧道可以抵抗8级烈度的地震。而且,平潭至新竹一线的地质结构多为坚固的花岗岩,提供了更好的抗震效果。尽管地震的威胁绝对不可忽视,但并非不可克服。
隧道相对于桥梁的优势,还在于通航能力和抗风、耐久性。
台湾海峡作为一条重要的战略水道,对船只通行能力的要求极高。对于桥梁来说,大跨度的桥梁只能选用斜拉桥和悬索桥,比如杭州湾大桥,主体采用梁式桥,但主跨采用斜拉桥,桥下宽度448米,可以通行3.5万吨级别的海轮。日本明石海峡大桥是世界跨度最大的悬索桥,主跨1991米。中国工程院院士林元培2007年曾经表示,台湾海峡大桥海上跨径要尽可能的大,上部结构选3300米悬索桥,但这样的跨度世界上还没有先例。(意大利曾计划修建连接西西里岛的墨西拿海峡大桥,跨度超过3000米,已经拿出了设计方案,但因耗资太大被叫停。)
日本明石海峡大桥
东南大学徐文平副教授曾在实验室中,为琼州海峡跨海大桥设计5000米跨度的复杂悬索桥结构
悬索桥的抗风性能是一个隐患
此外,桥梁暴露在海面上,建筑材料受到的腐蚀更加严重,维护更换都非常困难而且成本较高。
建在海面上的大桥,还会受到恶劣天气的严重影响,为此,林元培院士还提出了把道路由桥面移至箱梁内的畅想,但这同样没有先例。
综合来说,隧道是比桥梁更好的选择。
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- 责任编辑:张广凯
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