导语
截至2020年底，中国的高铁运营里程达到了3.79万公里，这个数字在世界上都处于领先地位，是其他国家无论如何赶超不过去的。
俗话说的好，一山不容二虎，中国有这么多的高铁，在别的国家眼中也是一块肥肉，于是纷纷瞅着中国的高铁发展，想要学习中国的高铁技术，然后兴起自家的高铁。
高铁有自家特色的技术在发展，但有一样东西是一样的，那就是都得经过铁路桥。
现代的高铁技术日益发达，我们惊叹于高科技成果的同时，还有一些工程设计让人好奇，比如高铁桥墩到底是空心还是实心的。
大多数人第一反应都是桥墩得是实心的，只有这么重的高铁才能承载住了。
但其实现代高铁桥墩多是空心的，而且这也不是在危言耸听，经过计算还是能够承受得住的。
那为什么呢?
桥墩不是得是实心的才能承载重负么?
空心桥墩的设计。
高铁的车厢可以说是一辆“高科技”,人们在乘坐高铁的时候能感觉到车速很快、很稳，但其实这都是高铁背后那些高科技在支撑着。
比如不对称车厢的设计，车厢并不是普通火车一样长得差不多，都是对称的，而是外形呈一段双拱形，可以分散阻力，降低风压。
还有动车组方式的列车，核心就是把牵引与制动的功能集成在每节车厢上面，可以最大限度让每节车厢变得“自我”,从而降低对铁路的要求。
就算是高铁车体的材料都是十分轻质耐高强度的，这样就算是牵引列车的动力将车体向前推的时候也不用再为材料过重而担心车厢出问题了。
还有很多类似的高科技，而高铁间靠着的铁路桥的设计就是其中之一。
在高铁车厢上并没有过重的设备，除了带着几个人乘客车厢本身很轻外，其实车厢上能放的设备也没有几台，就算是电脑空调这样的高功率设备，放到每节车厢上也是很少的。
不仅如此，随着高铁技术的发展，未来的高铁甚至不带电就能直接行驶。
为什么说带着电?
因为现在的高铁大部分都是带着电线的，这样如果在某个地方遇到没有电网没有电线的地方怎么办?
这就是为什么高铁在某些地方能少带电线，那些地方有电网。
但没有电网的地方高铁也不会停下来的。
这时候高铁就会自带发电机让高铁在这些地方正常行驶，这样的高科技能够让高铁在野外无处不在。
实际上高铁对铁路的要求不是很高，既然高铁其实也没有那么重，那铁路桥自然也不需要来承担太多重量。
但就算这样，铁路桥还是要有一定承载力的，那么让桥墩更结实的方法就是加实现新的桥墩。
其实桥墩设计成空心的说法已经有很久了，最早是因为在房屋建筑中尝试，发现空心桥墩不仅可以节约材料，而且承载力并没有受到影响，这才在铁路上开始推广了。
那空心的桥墩怎么承载高铁的呢?
这就涉及建筑中一个非常重要的知识点，那就是结合承重设计。
建筑物主要受重力的影响，虽然还有风压和地震影响等，但主要还是重力。
所以建筑物主要是靠着上下两大力的影响。
上面是压力，底下是张力。
这两个力量是互相影响又相辅相成的。
上面的压力不是建筑物上面的重量，那建筑物就垮了。
下面的张力承受不住穿透建筑物的力量，建筑物同样会垮。
桥墩作为建筑物，当然也是受上下两个力量影响。
既然是桥墩，那上下两个力量肯定就更重了。
这时候，桥墩就需要平衡这两种力量。
建筑设计师有了这个知识，在设计桥墩的时候就可以在上下两股力量的影响下设计出立体的结构。
不管是什么形状，反正是要设计好上下两股力量的平衡，才能让桥墩不被压垮。
实际上，桥墩要承受的主要是压力，张力的成分较小。
是因为在建桥的时候，设计师们往往会让桥墩的底部是承台，而上面的部分是桥墩。
承台是比较厚的横平的“台子”,主要用于承载压力。
桥墩是相对更细长一些的结构。
在设计的时候，设计师会让承台面积较大，然后用桥墩将上面的一部分对称性分布出去。
这样就算是压力分布也会是大致对称的，桥墩两边的压力是基本相等的，这样所受的张力也基本相等，桥墩受力的能力也最大。
相反，如果让桥墩厚，有效面积增加，所受的压力也会更大，这会造成桥墩上面承载的压力过大，造成桥墩受不了直接坍塌。
所以合理的设计是让桥墩的承受力达到最大，而不是让桥墩本身变得太厚。
空心的桥墩并不会影响到桥墩的承重力，设计师在设计的时候会对桥墩的空心部分做精密计算，保证空心的桥墩还是能够承受高铁的重量的。
跨海大桥的桥墩。
现代桥梁设计中，空心桥墩已经成为主流了。
教科书里也有很多这样的案例，很多建筑的桥墩都设计成了空心，能节约下很多的建筑材料。
为什么不能把这个经验借鉴到其它的领域呢?
其实在有些地方，已经有如此设计了。
比如高楼大厦，有些大厦里面的楼梯间都有设计成空心的，这样大厦的重量就又少了一些，可见这种建筑设计并不是空穴来风，而是有真实的案例支持的。
但是桥梁设计有它特殊之处，除了建筑设计外，交通设计也有它们特殊之处，但交通设计有时候又会与桥梁设计相互交织。
比如跨海大桥就是一个。
作为海上最重要的交通设施，跨海大桥的设计不仅涉及交通的安全性，最重要的还是要保证桥梁的安全性。
在海面上，水流永远都在流动，这有可能让大桥遭受到巨大的冲击，这个冲击力不仅会造成大桥的压力，同时会让大桥的安全性受到威胁。
如果大桥的安全性受到影响，按理说是设计师直接进行重新设计。
但是大桥可不是普通建筑物，在设计的时候不仅要考虑设计图，还要考虑施工成本和施工难度。
如果直接重新设计大桥会造成巨大的经济损失，于是设计师就要在设计大桥的同时考虑重新设计的成本和难度。
在这样的情况下，施工成本无疑是最重要的，如果牺牲一些大桥的其他安全性是可以接受的，同时也不会造成太大的施工损失。
于是设计师们就将跨海大桥的桥墩设计成了实心的，这个设计不仅完美地承载着水流的冲击，同时也保证了大桥的基本安全性。
看似是矛盾的设计，其实相辅相成，这是设计师秉持着设计原则合理设计出来的。
结语
在高铁的设计中，桥墩的设计是一个非常重要的组成部分。
从各种角度设计桥墩的同时，完成美观与负重的平衡。
这样才能在实用的同时保证其美观性。
桥墩的设计是一个需要不断创新的领域，而如今建筑中也将在空心设计上借鉴桥墩设计的理念。
获得更多的设计灵感与设计视野。