陳慈林

圖一:東苕溪特大橋正面

圖二:造型優(yōu)美的東苕溪特大橋

鐵路橋梁結(jié)構(gòu)和形式繁復(fù)多樣,按梁拱材質(zhì)分類有鋼橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、石橋和木橋等;按橋跨結(jié)構(gòu)承受負荷的特征分類就更多了,有梁橋 (分別有簡支梁、連續(xù)梁和懸臂梁等)、拱橋、剛構(gòu)橋、框架橋、懸索橋、斜拉橋和綜合體系橋等,這些橋梁各有特點和優(yōu)缺點。

我國鐵路橋梁過去采用最多的是鋼梁結(jié)構(gòu),如中國第一座現(xiàn)代化公鐵兩用橋——錢塘江大橋和聞名世界的南京長江大橋等都是鋼梁結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是穩(wěn)定堅固、維修保養(yǎng)方便、使用壽命長,但也存在造價高、生產(chǎn)和運輸成本較高等問題。

如今,隨著橋梁建筑科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,鋼筋混凝土梁逐步成為橋梁主要結(jié)構(gòu),并有逐漸取代鋼梁結(jié)構(gòu)的趨勢。特別是在建造高鐵時,那些長達數(shù)十公里的特大橋梁基本上都是鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點是可以就地澆鑄,省去了運輸麻煩,造價也比鋼梁低。

近年來,很多橋梁采用了下部為混凝土梁、上部為預(yù)應(yīng)力索加固的鋼混結(jié)構(gòu)。此類橋梁一般在大橋中部建一個高數(shù)十米、甚至上百米的承重主塔,由鋼索把混凝土梁和列車運行時產(chǎn)生的重量均衡傳遞到主塔,以此保持橋梁穩(wěn)固。

當(dāng)然也有不建主塔的。2005年,華東二通道宣杭鐵路復(fù)線施工時,在湖州德清縣與杭州余杭區(qū)分界的東苕溪江上修建了一座結(jié)構(gòu)獨特的提籃式鋼管混凝土系桿拱橋。因從橋的正面與側(cè)面看,橋拱部分都像一只提籃,故得此名。

東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。這座編號為宣杭線112號的大橋為我國鐵路第一座下承式尼爾森體系提籃式鋼管混凝土系桿拱橋,也是當(dāng)時國內(nèi)最大跨度的鐵路下承式系桿拱橋。此橋全長1171.13米,其中提籃拱位于第22孔,拱長112米,下部為橫跨東苕溪的混凝土結(jié)合梁;上部為傾角13度的提籃拱,軌面至拱頂高21米,桿件單一,全拱肋長度為150米左右。

筆者查閱此橋施工單位的一份技術(shù)報告獲知,因受東苕溪特大橋施工水域地質(zhì)條件限制,其主橋必須采用一跨通過,混凝土梁難以承重,遂決定采用大跨度提籃式鋼管拱橋。但當(dāng)時全國鐵路還無采用提籃拱橋的先例,施工單位克服了提籃式鋼管拱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高、拼裝難度大等各種困難:他們以折代曲,克服了煨彎弧線難以保證外形美觀的技術(shù)難點,解決了煨彎主弦管難題。因拱吊桿為雙層交叉的尼爾森體系,且與主弦管偏心交叉,每根吊桿套管長度、角度都不一樣,導(dǎo)致主弦管開孔相貫線放樣困難。技術(shù)人員在計算機上畫模型,放出實樣,再經(jīng)現(xiàn)場測量定位,解決了難題。提籃式鋼管拱肋需內(nèi)傾13度,橫撐定位和相貫線切割都很困難,施工人員自制立體試拼胎架,解決了定位和切割難題。

與普通拱橋相比,提籃拱橋具有更大穩(wěn)定性。東苕溪上的這座提籃拱橋使用至今已10年,狀態(tài)穩(wěn)定,維護保養(yǎng)簡便。如今,提籃拱橋已先后廣泛使用于滬寧、京滬和合福高鐵等重要線路上,成為鐵路橋梁中一道優(yōu)雅的風(fēng)景。

本文圖片均由陳慈林攝