[科普中国]-铁路轮渡

简介

渡轮是运载铁路车列的船舶，甲板上铺有载运车列的轨道，船头设有鸡心桩，船尾设有车挡和车钩，船头和船尾装有推进器，船头的推进器除主要用来驱动渡轮航行外，还可为渡轮停靠栈桥时产生减速制动力，又可为渡轮驶离栈桥时产生启动力。

采用铁路轮渡时，两岸须设置轮渡站、栈桥靠船设备等建筑物和设备。

轮渡站是以铁路车辆下船与上船作业为主的专为铁路轮渡服务的车站，主要由编发场和待渡场组成。编发场供列车到发及编解作业，待渡场供上下渡轮车列的待取或待送作业。

原理载运机车车辆渡过河流、湖泊、港湾或海峡的渡船和其他设备。铁路轮渡建设周期短，修建费用低，能很快形成运输能力。因此在特大桥梁建成前，或特大桥梁遭受破坏而一时难于修复的情况下，修建临时轮渡，可使铁路提早通车。但在运量较大的铁路上用轮渡代替桥梁，往往影响铁路的通过能力。

铁路轮渡由两岸的轮渡站和引线、栈桥、靠船设备、渡船等建筑物和设备组成。

轮渡站和引线 轮渡站是供待渡运的列车停放、解体、调车和编组使用的站场。轮渡站一般设有若干股铁路线。引线是连接轮渡站和栈桥的铁路线。

栈桥 又称码头，是供机车车辆驶上和驶下渡船的桥梁建筑物。在宽阔的河流、海峡等水域中，栈桥都是相对应地建筑在两岸,渡船的航线为S形在较狭窄的江河中，栈桥是错开设置于两岸的，渡船的航线为V形 栈桥由桥墩、桥台、钢梁、跳板梁和升降机械设备等组成。栈桥的结构形式与桥梁基本相同，不同的是桥梁的梁部结构和轨面固定不动、全部跨越河道，栈桥的梁部结构和轨面可随水位的涨落而升降，轨面坡度可随之调节。此外，栈桥只伸入水域一部分。栈桥的下部结构为混凝土或钢筋混凝土的桥墩和桥台；上部结构为钢板梁或钢桁梁。桥墩和桥台是支承桥梁上部结构和荷载的构筑物。桥台在栈桥靠岸一端，与路堤相连。跳板梁是连接栈桥和渡船的设备，它在栈桥入水的一端。

升降机械设备是用来升降各孔钢梁和跳板梁，以调节栈桥轨面,使渡船在各种水位时均能停靠栈桥,以便车辆驶上和驶下。升降机械设备由钢结构和电动机械设备组成，设置在每个桥墩上。如栈桥钢梁为较小跨度（12～25米）的钢板梁，可采用吊板式升降设备，即相邻两孔钢板梁铰接并支承于横梁上，横梁两端吊挂于吊板上，吊板用电动千斤顶升降，钢板梁即随之上下。采用这种升降设备的栈桥，通常称为吊板式栈桥（图2）。 如栈桥钢梁跨度较大，可采用螺杆式升降设备。螺杆是有螺纹的圆钢杆，吊挂于桥墩上的钢塔架内，螺杆上的大螺帽和吊板悬吊钢梁，用齿轮旋转螺杆，使螺帽和吊板沿着螺杆的螺纹升降来调节钢梁和轨面的高度。采用这种升降设备的栈桥,通常称为螺杆式栈桥。 铁路轮渡

中国长江上，芜湖至裕溪口间的芜湖轮渡、武昌至汉口间的武汉轮渡建有吊板式栈桥，均配用中型渡船，能渡运货车。南京至浦口间的南京轮渡建有螺杆式栈桥，配用大型渡船，能渡运客、货车辆。目前，芜湖轮渡正在修建螺杆和吊板相结合的轮渡栈桥，建成后能渡运客、货车辆。

靠船设备 为渡船停靠栈桥而设置的构筑物，用于吸收渡船停靠栈桥时所产生的撞击动能，以确保安全靠岸；也用于引导渡船停靠栈桥，以缩短靠岸时间，提高渡运能力。

靠船设备是由分布在栈桥前端水域的 4座靠船墩架组成（图4）， 其中1号、2号靠船墩架位于栈桥桥头，是一座钢筋混凝土管桩或钢轨组合桩的承台。承台上安装钢架,靠船一侧设置木挡板。3号靠船墩架位于停靠栈桥的渡船重心附近,其结构形式同1、2号靠船墩架。4号靠船墩架是一座设有平衡重装置的浮船式靠船墩架，它既能吸收渡船在停靠栈桥时产生的撞击动能，又能控制渡船的撞击力，使渡船和靠船墩架免遭损坏。

渡船 运载铁路机车和客、货车辆的船舶。渡船甲板面铺有轨道，船头设有鸡心桩，船尾设有车挡和车钩。船头和船尾都装有推进器。船头的推进器既可为渡船停靠栈桥时产生减速制动力，又可为渡船驶离栈桥时产生启动力。中国设计制造的大型渡船上铺设3股轨道,每股轨道有效长为120.54米，船长126.6米，载重2978吨,总排水量5090吨。中型渡船上铺设两股轨道和道岔，两股轨道有效长分别为100米和 68.59米，船长108米，载重1050吨，总排水量2150吨。运营中根据运量大小、两岸作业的机车台数、引线长度和每渡的载车辆数等确定参加运行的渡船数。渡船数通常是单船、双船和三船。

历史自1850年英国在苏格兰的福思湾开通世界上第一条铁路轮渡线以来，铁路轮渡运输在世界上许多国家得到重视和发展。特别是一些拥有江河湖海广阔水域、陆上运输受到自然地理条件阻隔的国家，越来越多地利用铁路轮渡来实现跨河(海)的货物和旅客的直达运输。

随着世界各国经济、贸易发展和科学技术进步，铁路轮渡已经从作为“浮动桥梁”解决国内江河、内海隔岸短途渡运联系，向沿河(海)岸线或跨海的长距离“水(海)上铁路”运输发展。尤其是不少海岸线长、沿海水域辽阔的国家，积极利用“海上铁路”轮渡，开展跨海、跨国的国际联运。铁路轮渡运输设备，也向大型、重载、多功能、现代化方向发展。通过采用先进手段，轮渡运输组织管理水平不断创新和提高。为适应更大范围的运输需要，铁路轮渡也从仅仅只运载铁路车辆，进而扩展到能同时运送汽车、拖车、集装箱和旅客，实现混合运输。

国外发展世界上许多国家为了更好地适应和满足国民经济发展对交通运输的需求，充分发挥铁路、水运和海运等各种运输方式的综合优势，在铁路受水域阻隔不能直接通达的地区，建设跨江(河)、跨海的铁路轮渡运输线(包括国际间轮渡运输线)。铁路轮渡已经成为一种技术成熟、日臻完善的运输方式，在交通运输体系中占有一定地位并发挥了较好作用。

据不完全统计，到上世纪末，全球已有20多个国家的近40处设有铁路轮渡，开辟了70多条航线，总长逾1.4万公里。跨(或沿)江、河、湖泊的航线近20条，跨海轮渡线50多条，其中国际航线约占35%。

世界各国的铁路轮渡线，主要集中在欧洲波罗的海、北海、黑海、里海及地中海地区，北美的太平洋、大西洋沿岸及大湖区。按各大洲分布，大约是欧洲占45%，北美占30%，亚洲及南太平洋地区占25%。

(1)欧洲

由于自然地理条件及经济发展状况，欧洲是使用铁路轮渡最早、发展最快、航线数量最多的地区。北欧斯堪的纳维亚半岛地区与欧洲大陆之间受波罗的海和北海阻隔，这一水域特别辽阔，是世界上铁路轮渡运输最发达的地区之一。欧洲其他轮渡线则主要集中在英国与欧洲大陆之间、黑海海域及地中海地区。

(2)北美洲

北美洲中、北部的大湖区，是世界上利用内陆湖泊水域组织铁路轮渡运输最活跃的地区。尤其是在密执安湖和苏必利尔湖，有近10条铁路轮渡线通航，一些航线的长度都超过100公里。在这一地区，除了美国、加拿大有自己的国内航线外，两国间还开辟了直通的铁--水联运，在沿大西洋和太平洋的近海，也有多条铁路轮渡线。在太平洋海域，从美国西海岸华盛顿州的西雅图到阿拉斯加州的惠蒂尔，全程2592公里，1964年通航，是世界上最长的铁路轮渡运输线。

(3)南美洲

南美洲的几条铁路轮渡线都集中在阿根廷境内，沿巴拉那河航行。其中，最主要的航线是从首都布宜诺斯艾利斯到伊维奎，长230公里。此外，20世纪70年代以后，在秘鲁、玻利维亚边境的铁路轮渡线通航，全程约330公里。

(4)亚洲

亚洲地区铁路轮渡运输发展起步较晚。日本、印度尼西亚所具有的岛国特点，轮渡线数量较多，相对比较发达。亚洲其他国家和地区，如印度、缅甸、孟加拉国、斯里兰卡、土耳其等，都有数量不多的内湖、沿江、跨海的铁路轮渡线。

(5)大洋洲

大洋州地区主要的铁路轮渡线有两条：一条是澳大利亚的墨尔本跨越巴斯海峡、与南端塔斯马尼亚岛上的斯坦利连接的铁路轮渡线，长约600公里；另一条是新西兰跨越库克海峡的惠灵顿一皮克顿的铁路轮渡线，全程94公里，把新西兰南北两岛连成一体。

(6)非洲

非洲大陆的所有铁路轮渡，都集中在东非地区乌干达、坦桑尼亚、肯尼亚的维多利亚湖上。

国内发展我国具有较多的河流，较长的海岸线，较大的海峡，为了解决铁路跨江、过海问题，铁路轮渡在中国应运而生。中国铁路轮渡有着70多年的历史，在长江上先后建成了四条铁路轮渡，在琼州海峡和渤海海峡上建成了两条跨海铁路轮渡。目前，有江阴铁路轮渡、粤海铁路轮渡和烟大铁路轮渡三条铁路轮渡线在运营。此外，国际铁路轮渡--中韩跨海铁路轮渡展开了前期研究工作，两国间政府主管部门也达成了初步的合作意向。我国也是世界上少数同时拥有内河和跨海铁路轮渡的国家之一。

1933年中国建成了连接津浦和沪宁铁路的第一条铁路轮渡--南京铁路轮渡，1949年前又修建了京汉和粤汉铁路之间的武汉铁路轮渡。1957年10月武汉长江大桥率先建成通车，武汉铁路轮渡停止使用，随之整体搬迁至芜湖设渡。1968年9月南京长江大桥投入使用，南京铁路轮渡停航。2000年9月30日，芜湖长江大桥竣工通车，当时中国惟一的一条铁路轮渡线也完成了历史使命。

世纪之交，伴随着沿海铁路通道的建设，中国铁路轮渡得到了快速发展，相继建成了江阴、粤海及烟大铁路轮渡线。

(1)江阴铁路轮渡

江阴铁路轮渡线全长6公里，于2002年通过国家验收，从北岸的靖江跨越长江至南岸的江阴，为新(沂)长(兴)铁路的一个重要组成部分。为适应长江水位变化，轮渡在南北岸各建有五孔活动栈桥，可以通过升降系统调节栈桥的高度与倾斜度，保证与渡轮平整对接。配备两条渡轮，船长134.6米、宽17.6米，设置3股轨道，可一次渡运27节货车箱。按照设计标准，江阴轮渡日渡运量可达20艘次，每一次的货物运送量约1600吨，江上航行时间约需30分钟。

(2)粤海铁路轮渡

2003年1月7日，中国第一条跨海铁路轮渡——粤海铁路轮渡正式通航。粤海铁路轮渡从雷州半岛南端的海安，横跨琼州海峡至海南岛的海口，全长26公里。

渡船设有两层载货甲板。主甲板为开敞式列车甲板，共建有4股铁路轨道，与栈桥轨道形成四对四。每股轨道长约145米，可装载每节长14米货物列车40节，也可装载每节长26.5米的旅客列车18节，第二层甲板为汽车夹板，可装载汽车56辆；渡船后半部设置旅客舱室，可载旅客1360人。列车、汽车和旅客通过不同的栈桥，从船艉、船左右舷分别进入渡船。渡船安装有抗横倾和减摇系统，在8级风情况下安全航行和靠泊。渡船航速14.8节，海上航行时间约50分钟。

(3)烟大铁路轮渡

烟大铁路轮渡，北起辽东半岛南端的大连市旅顺口区羊头洼港，南至山东半岛北部的烟台市四突堤港，纵贯渤海海峡，全线长189公里，是我国铁路网“八纵八横”之一的东部沿海铁路大通道的重要组成部分。2004年10月烟大铁路轮渡全面开工，2006年9月通过铁道部初验，2006年11月“中铁渤海1号”投入试运营，2007年2月“中铁渤海2号”投入试运营。烟大铁路轮渡工程技术含金量高，多项技术达到国际先进水平。

烟大铁路轮渡渡船是一艘可载列车、汽车、旅客的多用途滚装船，配备吊舱式电力推进系统，抗风浪能力为八级，服务航速为18节，其主甲板为铁路甲板，布置5条股道，每条容车数10辆，装卸采用艉进艉出的方式。上甲板为汽车甲板，可以换算装卸汽-20载重汽车50辆，进出采用侧进侧出。客舱应能搭载旅客480人。该渡船也是世界上第一艘采用纵倾调整系统的客滚船，可有效减少船桥搭接处的干舷变化范围。

经济特征铁路轮渡主要技术特征

铁路轮渡是一项综合运输工程，涉及铁路、港口、船舶、航运等多行业，是集土木建筑、工程结构、岩土、水文地质、工程经济、运输规划与组织、机械、电力、通信信号、安全监控以及环境保护等多种专业技术为一体的系统工程。主要由站场、栈桥、渡船及港口等子系统构成。

(1)站场

轮渡站以列车上下船作业为主的专为铁路轮渡服务的车站，主要由到发场和待渡场两部分组成。到发场供列车到发及编解作业，由到达场和发车场两部分组成。待渡场供上下船列车的待取或待送作业，其主要功能是保证渡船到港后可及时完成列车进行上下船作业。

(2)栈桥

铁路栈桥是陆地铁路与渡船、固定设备(岸上)与相对移动设备(渡船)的惟一接口。铁路栈桥必须适应渡船浮动，这是它与普通栈桥的最大区别，即在作业状态下，铁路栈桥要适应潮汐、渡船横倾、纵倾、斜倾和干舷等变化，需要铁路栈桥与渡船随动，确保栈桥轨道高程随着水位的涨落及装卸时渡船重量的变化而实时地动态调整，从而使陆地上及渡船上的轨道平面及纵断面通过栈桥始终相连，保证列车上下船作业安全；在非作业状态下，栈桥必须提升到指定位置，以便渡船靠离码头或栈桥维修保养。所以无论从应用需求、技术需求还是管理需求上都对铁路栈桥提出了较高的要求，铁路栈桥又被称为铁路轮渡系统的核心工程。

(3)渡船

铁路渡船是铁路车辆、货物及旅客的运载工具，铁路轮渡系统的又一关键部分。铁路渡船是一种高技术、多功能、高附加值的渡船，集客船和列车、汽车滚装船的要求于一体。渡船不仅是铁路轮渡航行中的重要载体，同时还是装卸作业中的关键部件，联系港口、栈桥等子系统的纽带。

(4)港口

从范围上讲，港口主要包括水域和陆域两部分。港口水域是指与渡船进出港、停靠及港口作业相关的水上区域，其主要设施一般包括航道、港池、锚地、防护建筑物及导助航设施等。港口陆域是指从事与港口功能相关服务的陆上区域，其主要设施包括码头、库场、铁路、公路、港区道路、装卸和运输机械等生产设施以及为满足物流服务的相关设施等。

铁路轮渡运输主要优点

铁路轮渡作为一种便捷而经济的水(海)--陆联运方式，发展方兴未艾。尽管有些国家和地区为跨越天堑，在海峡及海湾修建跨海大桥或海底隧道，使得一些短途跨河、跨海铁路轮渡已经停驶，但长距离铁路轮渡新线有增加的趋势。据不完全统计，为了适应未来运量增长和地域间运输联系加强的需要，现在有些国家正在规划设计和准备开通运营的铁路轮渡线有近30条。今后，仍将会有更多国家和地区开辟新的铁路轮渡航线。铁路轮渡运输具有以下主要优点：

(1)充分利用天然水系，克服修建铁路所无法克服的各种困难，集中水(海)运、铁路、集装化和不间断运输等优点，发挥综合优势，促进合理化运输；

(2)铁路轮渡运输航线，一般均选取跨越江河湖海的最短径路，运输距离大大缩短，使货物和旅客的送达时间加快，运输效率提高；

(3)载运的铁路车辆在渡船上直接驶上卸下，货物不需进行换装，既减少了所运货物在运输途中可能造成的不必要损失，又节省了装卸作业和船舶整备的运营支出，一般轮渡运输与经陆上运输相比，运输费用至少能节省1/3；

(4)车船直接衔接，作业简便，渡船在港换装时间短、周转快，同时也不需要增加港口堆场、仓库设备的建设和货物仓储保管费用；

(5)铁路轮渡设施的建设，相对于铁路水(海)底隧道或大桥建设周期短、投资省，在投入运营后能够在较短时间内还本，见效快；

(6)国际联运铁路轮渡，按照各国之间协商一致的运输组织办法实现直达联运，可以减少经过陆路运输的过境边防、海关检查手续，在跨越几个国家运输时尤为便利。

我国地大物博，随着社会经济的发展，人员与货物的流动性将更大。铁路运输具有安全、经济、节能和运量大等优点，大力发展铁路运输将有利于我国建设节约型社会及实现可持续发展。由于我国海岸线较长以及拥有琼州海峡、台湾海峡与渤海湾等地理特征，应当重视研究天然水域的进一步开发利用。参考、借鉴国外经验，总结我国铁路轮渡建设和运营的实践经验，科学、合理地发展铁路轮渡运输，建立区域性铁路--水(海)运综合运输网，将会对整个交通运输业的发展起到积极影响和重要作用1。