陈慈林
图一:东苕溪特大桥正面
图二:造型优美的东苕溪特大桥
铁路桥梁结构和形式繁复多样,按梁拱材质分类有钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、石桥和木桥等;按桥跨结构承受负荷的特征分类就更多了,有梁桥 (分别有简支梁、连续梁和悬臂梁等)、拱桥、刚构桥、框架桥、悬索桥、斜拉桥和综合体系桥等,这些桥梁各有特点和优缺点。
我国铁路桥梁过去采用最多的是钢梁结构,如中国第一座现代化公铁两用桥——钱塘江大桥和闻名世界的南京长江大桥等都是钢梁结构。其优点是稳定坚固、维修保养方便、使用寿命长,但也存在造价高、生产和运输成本较高等问题。
如今,随着桥梁建筑科学技术不断发展,钢筋混凝土梁逐步成为桥梁主要结构,并有逐渐取代钢梁结构的趋势。特别是在建造高铁时,那些长达数十公里的特大桥梁基本上都是钢筋或预应力混凝土结构。它的优点是可以就地浇铸,省去了运输麻烦,造价也比钢梁低。
近年来,很多桥梁采用了下部为混凝土梁、上部为预应力索加固的钢混结构。此类桥梁一般在大桥中部建一个高数十米、甚至上百米的承重主塔,由钢索把混凝土梁和列车运行时产生的重量均衡传递到主塔,以此保持桥梁稳固。
当然也有不建主塔的。2005年,华东二通道宣杭铁路复线施工时,在湖州德清县与杭州余杭区分界的东苕溪江上修建了一座结构独特的提篮式钢管混凝土系杆拱桥。因从桥的正面与侧面看,桥拱部分都像一只提篮,故得此名。
东苕溪是跨越太湖南部的主要河流,也是杭州市防御洪水的重要屏障。这座编号为宣杭线112号的大桥为我国铁路第一座下承式尼尔森体系提篮式钢管混凝土系杆拱桥,也是当时国内最大跨度的铁路下承式系杆拱桥。此桥全长1171.13米,其中提篮拱位于第22孔,拱长112米,下部为横跨东苕溪的混凝土结合梁;上部为倾角13度的提篮拱,轨面至拱顶高21米,杆件单一,全拱肋长度为150米左右。
笔者查阅此桥施工单位的一份技术报告获知,因受东苕溪特大桥施工水域地质条件限制,其主桥必须采用一跨通过,混凝土梁难以承重,遂决定采用大跨度提篮式钢管拱桥。但当时全国铁路还无采用提篮拱桥的先例,施工单位克服了提篮式钢管拱结构复杂、技术含量高、拼装难度大等各种困难:他们以折代曲,克服了煨弯弧线难以保证外形美观的技术难点,解决了煨弯主弦管难题。因拱吊杆为双层交叉的尼尔森体系,且与主弦管偏心交叉,每根吊杆套管长度、角度都不一样,导致主弦管开孔相贯线放样困难。技术人员在计算机上画模型,放出实样,再经现场测量定位,解决了难题。提篮式钢管拱肋需内倾13度,横撑定位和相贯线切割都很困难,施工人员自制立体试拼胎架,解决了定位和切割难题。
与普通拱桥相比,提篮拱桥具有更大稳定性。东苕溪上的这座提篮拱桥使用至今已10年,状态稳定,维护保养简便。如今,提篮拱桥已先后广泛使用于沪宁、京沪和合福高铁等重要线路上,成为铁路桥梁中一道优雅的风景。
本文图片均由陈慈林摄
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