2007年1月第1期(总100) 铁 道 工 程 学 报J O U R N A LO FR A I L WA YE N G I N E E R I N GS O C I E T Y J a n 2007N O .1(S e r .100) 收稿日期:2007-01-17 作者简介:高宗余,1964年出生,教授级高级工程师。
1985年西南交通大学铁道桥梁专业毕业,现为中铁大桥勘测设计院有限公司总工程师,湖北省人大常委,詹天佑铁道科学技术奖成就奖获得者,享受国务院政府特殊津贴专家,中国土木工程学会桥梁和结构工程分会常务理事,长期从事桥梁设计工作。
作为技术负责人,负责了武汉天兴洲公铁两用长江大桥、上海东海大桥、杭州湾大桥、福州市青洲闽江大桥、重庆奉节长江大桥等多座大桥的设计,其中多座大桥已经建成或正在施工之中。
在大跨铁路桥、跨海大桥、斜拉桥、桥梁结构设计理论方面有较深的研究。
文章编号:1006-2106(2007)01-0055-05中国铁路桥梁技术发展与展望高宗余 方秦汉 卫 军(中铁大桥勘测设计院, 武汉430050)摘要:研究目的:和公路桥梁相对而言,铁路桥梁荷载大,冲击力大,要求能抵抗自然灾害的标准高,特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。
本文以大量事实论述了100多年来中国铁路建桥技术取得的举世瞩目的进步。
研究结论:中国铁路桥梁研究制造出高强度耐久的新材料,设计出先进合理的桥式结构,拥有科学先进的制造和施工工艺设备。
中国桥梁的设计和施工已经达到了世界先进水平。
新世纪还需进一步开展多项科技研究。
关键词:铁路桥梁;技术成就;桥梁科技中图分类号:U 44 文献标识码:AD e v e l o p m e n t a n dP r o s p e c t s f o r T e c h n o l o g y o f R a i l w a y B r i d g e i n C h i n aG A OZ o n g -y u ,F A N GQ i n -h a n ,WE I J u n(S u r v e y a n d D e s i g n I n s t i t u t e ,C h i n a Z h o n g t i e M a j o r B r i d g e E n g i n e e r i n g G r o u p ,Wu h a n ,H u b e i 430050,C h i n a )A b s t r a c t :R e s e a r c hp u r p o s e s :C o m p a r e dw i t hh i g h w a y b r i d g e ,r a i l w a y b r i d g eb e a r s l a r g e r l o a da n dl a r g e r f o r c eo f i m p a c t ,s o i t r e q u i r e s h i g h e r s t a n d a r d f o r r e s i s t a n c e t o n a t u r a l d i s a s t e r ,e s p e c i a l l y i t r e q u i r e s c e r t a i n v e r t i c a l a n d l a t e r a l r i g i d i t y t o i t s s t r u c t u r e .T h e g r e a t a c h i e v e m e n t s m a d e i n t e c h n o l o g y f o r c o n s t r u c t i o n o f r a i l w a y b r i d g e i n C h i n a o v e r 100y e a r s a r e e x p r e s s e d .R e s e a r c hc o n c l u s i o n s :C h i n ah a s r e s e a r c h e da n dm a n u f a c t u r e dn e w d u r a b l em a t e r i a l s f o r r a i l w a yb r i d g e ,d e s i g n e d a d v a n c e d a n d r e a s o n a b l e s t r u c t u r e s o f r a i l w a y b r i d g e ,a n d h a s a d v a n c e d m a n u f a c t u r i n g a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e s a n d e q u i p m e n t s .H o w e v e r ,i t i s n e c e s s a r y f o r C h i n a t o m a k e f u r t h e r s c i e n t i f i c a n d t e c h n i c a l r e s e a r c h o n s o m e f i e l d s o f i t .K e y w o r d s :r a i l w a y b r i d g e ;t e c h n i c a l a c h i e v e m e n t s ;s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y f o r b r i d g e1 解放前我国铁路桥梁技术铁路桥梁是伴随着铁路的兴建而诞生的。
从鸦片战争到解放前夕近100年的时间,我国在漫长的封建社会的桎梏下,致使桥梁建筑技术同其他科学技术一样,进展缓慢。
1876年(清光绪二年),英商怡和洋行修筑了淞沪(吴淞至上海)轻便铁路,它是我国领土上修筑的第一条营业铁路。
在淞沪铁路上,曾建有中小桥梁10余座,这是我国最早出现的铁路桥梁。
其中最大的一座是长约50m的吴淞蕴藻浜桥。
各铁路干线,修建管理大权实际全操纵在帝国主义手中。
解放前仅有的几座特大型桥梁,大都由外国控制修建。
京汉铁路黄河桥,是我国黄河上第一座铁路桥梁,修建于19世纪末期,共102孔,全长3010m,由法比公司承建。
建成后由于跨度小,基础埋深浅(仅16m),年年汛期出险情,靠投抛大量片石护基勉强维持通车。
津浦线泺口黄河桥由德国孟阿恩公司承建,全桥12孔,全长1255.2m,主跨为3孔悬臂钢桁梁,两锚跨跨度128.1m,中跨164.7m,是当时我国跨度最大的桥梁。
1934—1937年,以茅以升为代表的我国工程技术人员修建了浙赣线钱塘江大桥,正桥16孔,上部均为简支钢桁梁,除风撑及公路承载杆件外,钢梁均用铬铜合金钢制造,用铆钉连接,全长1453m,是我国第一座双层公铁两用大桥,是继京张铁路之后,由我国技术人员自主完成的又一重大工程。
然而由于当时我国工业和施工技术落后,钢梁和机具由国外进口,正桥主体工程由外商承包,无法完全摆脱帝国主义的控制。
综上所述,旧中国铁路支离破碎,几乎遇江即断,如京汉—粤汉铁路断于武汉,津浦—沪宁铁路断于南京等,抗日战争和解放战争中,桥梁又遭受了严重破坏,到新中国成立前夕,中国的铁路桥梁技术几乎是停滞不前。
2 新中国成立后我国铁路桥梁技术取得的成就 新中国成立初期,举国欢庆,百废待兴。
进入第一个五年计划以后,我国铁路桥梁技术的发展开始步入快车道。
从修建万里长江第一桥———武汉长江大桥开始,我国的桥梁技术经历了“建成学会”到飞跃发展的历程。
桥梁跨径不断提高,桥梁的结构形式不断创新,从桥梁勘测设计、材料、施工工艺等诸多方面都反映出桥梁建设所取得的巨大成就。
下面从不同的角度回顾一下铁路桥梁技术的发展。
2.1 跨度解放前,跨度20m以上的铁路桥梁几乎全靠进口钢梁。
新中国成立后,随着混凝土梁的应用发展,新型桥梁用钢的研究,桥梁的跨度逐步扩展,对推动铁路桥梁的总体水平有着极其重要的作用。
2.1.1 铁路预应力混凝土桥梁20世纪50年代初期,16m及20m跨度大量使用钢筋混凝土梁。
从1955年开始研制后张拉预应力混凝土铁路桥梁(以下简称P C梁)。
首先试制的是23.8m的T型P C梁;1957年编制了跨度19.8～27.7m 标准设计;1959年,随着吊重能力130t架桥机的制成,试制跨度31.7m的P C梁,编制了标准图并投入了工厂大量生产。
20世纪80和90年代,较大跨度的P C连续梁桥及P C刚构桥都有了进一步的发展,施工方法有顶推法、悬臂灌注法、移动支架法、专用架桥机架设法等,代表性的桥梁有:东陇海新河大桥,我国第一座铁路预应力混凝土桥梁,跨度19.8～27.7m,1956年11月5日建成, 1957年3月通车。
北京枢纽通惠河桥,跨度(26.7+40.7+26.7)m,单线铁路连续梁桥,1966年建成通车。
西延线狄家河大桥,4×40m单线铁路连续梁桥, 1977年建成通车。
湘桂复线红水河桥,主跨(48+96+48)m,单线铁路斜拉桥,1980年建成通车。
京广线白面石武水桥,跨度(32+64+32)m,双线铁路连续梁,1987年建成通车。
钱塘江二桥,主桥跨度(45+65+14×80+65+ 45)m,变高度箱型连续梁,悬臂浇注法施工,引桥采用32m跨等高度箱型连续梁;1991年建成通车。
石长线长沙湘江桥,跨度(61.65+7×96+ 61.65)m,单线铁路连续梁,1997年建成通车。
2.1.2 铁路钢梁桥随着国民经济的发展,为适应通航的要求,铁路桥梁的跨度越来越大,钢梁桥也越来越多,在整个铁路桥梁中扮演了举足轻重的作用,铁路钢梁的结构形式主要有钢板梁和钢桁梁2类,连接形式经历了从铆接到栓焊连接的变化,代表性的桥梁有:沈山线大凌河桥,25×32m上承式钢板梁,桥长818m,1954年建成通车。
京广线郑州黄河(新)桥,71×40m上承式钢板梁,桥长2889.8m,1960年建成通车。
20世纪50及60年代,用铆钉连接的铆接钢梁在我国铁路钢桥中占垄断地位。
其中小跨度钢桥几乎全部为24～44m铆接钢板梁。
截止1973年,共使用9万余吨。
随着栓焊钢梁的发展,1973年以后不再生产铆接钢板梁。
预应力混凝土梁推广后,32m及以下跨度不再使用钢板梁。
新荷线长东黄河大桥,100×40m焊接钢板梁,桥长10282.75m,1985年建成通车。