阿里山森林鐵道
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建築工法
所謂森林鐵路是指為開採森林資源而舖設的產業鐵道,或是沿途的森林景觀為其主要觀光資源。而阿里山森林鐵路不只是森林鐵路,它也是登山鐵路、高山鐵路。
世界登山鐵道五種常見的基本工法
  一般而言,要克服坡度阻力的問題,首先會在車輛 (Rolling Stock) 結構上先做特殊設計與調整,以跨越坡度與彎度的地形障礙,並求減低路線的成本。而車輛構造上無法克服的部分,則運用軌道地形的變化來加以因應,以適應過大的坡度與彎度等。
  在十九世紀登山鐵路的建造上,由於車輛的馬力有限,在火車必須翻山越嶺的需求之下,發展出常見的五大工法如下:
  (一)S type line and U-turn line S型路線與一百八十度大彎
  (二) Loop line and Spiral route 廻圈型路線與螺旋型路線
  (三) Rack railway (Cog rail) 齒軌式登山鐵路
  (四) Switch back (Zig Zag) 之字形折返路線
  (五) Special engine(Locomotive) 特殊設計的登山火車
   
阿里山森林鐵路具備登山鐵路五大工法中之四項
  S型路線與一百八十度大彎
  為了降低軌道的坡度,登山鐵路在山谷或溪流間蜿蜒鋪設,甚至繞上一圈一百八十度大彎,但是海拔高度獲得提升,又名Ω type turn。這是全球登山鐵路不分區域最常見的工法。
阿里山森林鐵路,可以在17.1K大彎竹崎至木履寮間,看到一個典型的180度大彎。
   
廻圈型路線與螺旋型路線
  登山鐵路以廻圈型路線與螺旋型路線鋪設,甚至繞上許多圈,使海拔高度獲得提升。路線迴繞圓心一圈者為Loop line,迴繞多圈同圓心或是不規則廻繞不同圓心者為 Spiral route。
阿里山森林鐵路經過獨立山螺旋路段,可以看到火車以不同高度出現三次。
   
之字形折返路線
  火車在爬坡時,為了降低軌道的坡度,在腹地不足之下,S type line and U-turn line不能使用,Loop line and Spiral route亦無法蜿蜒鋪設,只好以一進一退,類似走樓梯的方式爬山,使海拔高度獲得提升。一般而言,之字形路線會使編組運量與行車速度大受影響,不得已才會如此設計。
阿里山森林鐵路的之字形路線,在台灣最為膾炙人口,火車經過第一分道之字形路線,火車從右側上來,從左側折返登山。
   
特殊設計的登山火車
  有些登山鐵路或森林鐵路,因為軌道不平整(Rough track),又彎又陡(Sharp curve and steep grade),早年在蒸汽火車時代一般火車無法適應(negotiate)運行,因而開發出一些特殊設計的火車。這些火車絕大多數到20世紀,因鐵路柴油化甚至電氣化而遭到淘汰。今日仍在運行者,多半基於鐵道文化財之保存,予以復活行駛。
   
阿里山森林鐵路的價值
  阿里山鐵路擁有最繁複的多元性,集森林鐵道、登山鐵道、與高山鐵路於一身;除了齒軌沒有以外,諸如之字形鐵道、螺旋登山鐵道、特殊形式蒸汽火車(直立式汽缸)等,可謂應有盡有。換言之,阿里山鐵路的技術多元性,這也即將是阿里山鐵路,未來進軍世界遺產的重要立足點。
阿里山鐵路屬於762mm窄軌,祝山站海拔2451公尺,高於印度大吉嶺喜馬拉雅鐵路(600mm窄軌)最高點Ghum 2257公尺,為亞洲最高的窄軌登山鐵路。以現有營運鐵路而言,阿里山鐵路極可能是世界最高的762mm窄軌登山鐵路,海拔2451公尺。
「海拔落差」象徵著登山鐵道運送爬升的垂直高度,猶如通天電梯一般的神奇,以其路線最高點與最低點相減,即可得海拔落差。世界上知名的登山鐵路非齒軌類,如印度大吉嶺喜馬拉雅鐵路,海拔落差2144公尺不如阿里山,阿里山鐵路海拔落差2421公尺,榮登世界海拔落差最大的762mm窄軌登山鐵路。
「路線坡度」對登山鐵路而言,象徵著登山的困難性與危險性,猶如推車子上斜坡一般,坡度愈大愈危險,相對的火車登山的效率愈佳。阿里山鐵路是全球非齒軌與非電氣化的窄軌系統中,坡度最陡的762mm窄軌登山鐵路。
   

  資料來源:阿里山森林鐵路百年紀實—蘇昭旭著