我國鐵路橋梁建造技術(shù)發(fā)展歷程的探討

黃海倫

（中鐵大橋局第六工程有限公司，湖北 武漢 430100）

武漢長江大橋是京廣線上的重要橋梁，1957年建成通車，為雙層式結(jié)構(gòu)，上層4 線公路、下層雙線鐵路，全橋總長1670m，正橋長1156m。正橋鋼梁計9 孔，為3 聯(lián)3*128m連續(xù)鋼橋梁，是國內(nèi)首座采用連續(xù)桁梁的現(xiàn)代化橋梁；鋼材為蘇聯(lián)進(jìn)口的3號橋梁鋼，鉚接結(jié)構(gòu)；構(gòu)件采用胎具組拼，機(jī)器樣板鉆孔，鋼梁制造精度很高。公路面行車道為混凝土板與鋼縱梁結(jié)合共同受力的結(jié)合梁，是我國采用結(jié)合梁的開端。橋梁深水基礎(chǔ)首次采用鋼板樁圍堰管樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土管樁直徑155cm,振動打樁機(jī)振動下沉，是我國深水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的第一次飛躍，該深水基礎(chǔ)施工技術(shù)曾全面推廣。武漢長江大橋的建成，標(biāo)志著我國自力更生建設(shè)現(xiàn)代化大跨度鐵路鋼橋的開端。

京滬線南京長江大橋1968年建成通車。全橋鐵路部分長6772m，公路部分長4588m,正橋長1576m;主跨為3 聯(lián)3*160m 連續(xù)鋼橋梁，另加1 孔128m 簡支橋梁。該橋應(yīng)用了許多新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝，鋼橋梁在支點處加高，下弦呈曲線形，上弦平直；主桁材質(zhì)為新開發(fā)的國產(chǎn)16 錳橋梁鋼，鉚接結(jié)構(gòu)；但公路縱梁為焊接，鐵路縱橫梁采用高強(qiáng)度螺栓連接，對我國栓焊梁的發(fā)展起到了重要的推動作用；公路行車道板為陶粒輕質(zhì)混凝土，鐵路面首次鋪設(shè)長鋼軌。正橋基礎(chǔ)根據(jù)不同的水文地質(zhì)條件，有4 種類型：筑島重型混凝土沉井基礎(chǔ)（沉入土面以下約55m）、深水浮式鋼筋混凝土沉井基礎(chǔ)、鋼板樁圍堰管柱基礎(chǔ)、沉井加管柱基礎(chǔ)，后2 種基礎(chǔ)是武漢長江大橋管柱基礎(chǔ)的發(fā)展，管柱直徑由155cm 加大到360cm，并引進(jìn)了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，由普通混凝土管柱發(fā)展成預(yù)應(yīng)力混凝土管柱。南京長江大橋建橋新技術(shù)，獲1985年全國科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎，是我國現(xiàn)代化鐵路橋梁發(fā)展的又一個里程碑。

建成于1994年的九江長江大橋，是京九鐵路大動脈上跨長江的關(guān)鍵工程，其主要技術(shù)成果為：首創(chuàng)“雙壁鋼圍堰大直徑鉆孔樁基礎(chǔ)施工法”，此種新型施工技術(shù)，可在長江中全年進(jìn)行基礎(chǔ)施工，榮獲國家優(yōu)秀設(shè)計金質(zhì)獎；首次將“觸變泥漿套”和“空氣幕”工藝用于下沉深度達(dá)50m的正橋和引橋沉井基礎(chǔ)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益；鐵路引橋首次采用當(dāng)時國內(nèi)最大跨度的整體式40m 無碴無枕預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁；首次在國內(nèi)采用最大跨徑216m的三跨連續(xù)剛性梁柔性拱結(jié)構(gòu)，首創(chuàng)216m 大跨跨中合攏及柔性拱合攏工藝；研制并成功運用屈服強(qiáng)度不小于412Mpa的新鋼種15MnVNq,最大板厚達(dá)到56mm,且很好地解決了其焊接技術(shù)問題，使國產(chǎn)高強(qiáng)度橋梁用鋼進(jìn)入了世界先進(jìn)行列；研制成功材質(zhì)為35VB的M27、M30 大直徑高強(qiáng)度螺栓，并制訂了相應(yīng)的施擰工藝；自行設(shè)計制造吊重300t的雙臂走行式架橋機(jī)，在當(dāng)時為我國起重量最大的架橋機(jī)；首次采用雙層吊索塔架全懸臂架設(shè)跨度180m 鋼梁，為國內(nèi)全懸臂架設(shè)鋼梁達(dá)到的最大跨度；在國內(nèi)首次采用抑制吊桿振動的新型“質(zhì)量調(diào)諧阻尼器”（TMD）技術(shù)，解決了三大拱中吊桿的風(fēng)激渦振問題。九江長江大橋在設(shè)計、施工中采用了大量的先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造了多項全國第一，代表著當(dāng)時我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平和科持發(fā)展水平，被譽(yù)為公鐵兩用橋梁建設(shè)的一座新的里程碑，并榮獲國家科技進(jìn)步一等獎、建筑工程“魯班獎”。

1995年竣工的攀枝花鐵路單線橋，采用主跨跨度168m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，為當(dāng)時我國同類型鐵路橋梁中最大跨度。

1998年建成的石長鐵路長江湘江大橋，正橋為62m+7*96m+62m 跨的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；該連續(xù)梁采用特制的造橋機(jī)以預(yù)制節(jié)段拼裝的方式進(jìn)行施工，預(yù)制節(jié)段梁塊重量150t;這是我國首次采用大跨度造橋機(jī)進(jìn)行鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁架設(shè)施工。

1999年建成的長東黃河鐵路二橋，全橋長13.01km,采用了國產(chǎn)新鋼種14MnNbq 鋼及整體節(jié)點新技術(shù)；該橋?qū)嶋H施工工期為12個月，月成橋進(jìn)度超過一公里，創(chuàng)下新的建橋速度。

2000年建成通車的蕪湖長江大橋，其技術(shù)創(chuàng)新的主要成就體現(xiàn)在：（1）主要跨采用180m+312m+180m 板桁結(jié)合結(jié)構(gòu)低塔斜拉橋新橋型，是我國第一座公鐵兩用低斜拉橋，第一次在正橋采用鋼梁與公路橋面混凝土板結(jié)合的板桁組合結(jié)構(gòu)，主孔312m 也是國內(nèi)目前公鐵兩用橋梁的最大跨度；（2）研制開發(fā)了高性能14Mbq 鋼，該種強(qiáng)度適度﹑厚板效應(yīng)不明顯﹑可焊性好﹑韌性和抗斷裂性好，為我國大跨度橋梁用鋼提供了一個優(yōu)良的國產(chǎn)新鋼種：（3）正橋鋼梁采用厚板（50mm）組成的全焊箱型桿件和整體節(jié)點構(gòu)造，推動了我國橋梁焊接技術(shù)的發(fā)展；（4）312m 主跨采用跨中合攏新技術(shù)，實現(xiàn)跨中精確合攏；（5）主塔墩采用30.5m 雙壁鋼圍堰鉆孔樁低承臺基礎(chǔ)，抽水水頭差達(dá)42m；副跨采用吊箱圍堰大直徑鉆孔樁高承臺基礎(chǔ)，為國內(nèi)首次。蕪湖長江大橋工程建設(shè)，在橋梁結(jié)構(gòu)、工程材料及施工工藝等多方面取得的創(chuàng)新成果具有廣泛的推廣應(yīng)用價值；該橋5 項科研成果被鑒定為國際先進(jìn)水平、3 項為國內(nèi)領(lǐng)先水平，多項成果填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并納入相關(guān)的規(guī)范和工藝；它的建成在總體上把我國橋梁建造技術(shù)提高到了一個新水平，被譽(yù)為繼武漢長江大橋、南京長江大橋、九江長江大橋后，我國鐵路橋梁建設(shè)的第四個里程碑，并榮獲國家科技進(jìn)步一等獎、建筑工程“魯班獎”和詹天佑土木工程大獎。

2005年建成通車的宣杭鐵路東苕溪奉口大橋，主橋跨度112m,為國內(nèi)第一座鐵路尼爾森體系鋼管混凝土提籃型拱橋。

青藏鐵路拉薩河大橋，是青藏鐵路重點控制性工程之一，是全線唯一的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計特大型鋼管混凝土拱橋。該橋地處海拔3670m、橋長928m，主橋采用連續(xù)與鋼拱組合型結(jié)構(gòu)。大橋于2005年5月提前勝利竣工，為在高寒缺氧、多年凍土等惡劣生態(tài)環(huán)境下建造橋梁積累了寶貴的工程經(jīng)驗。

2005年建成的宜萬鐵路萬洲長江大橋，正橋采用單拱連續(xù)鋼桁梁橋式，其360m 鋼桁拱主跨在世界同類型鐵路橋梁中居領(lǐng)先地位。

宜萬鐵路宜昌長江大橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)與鋼管混凝土組合橋式結(jié)構(gòu)，其主跨為130m+2*275m+130m,跨度將在國內(nèi)同類型鐵路橋中位居第一。

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋，主跨504m,為目前世界上主跨最大的公鐵兩用斜拉橋，實現(xiàn)了我國公鐵兩用大橋主跨從300m到500m 級的飛躍；大橋上層為公路、下層為四線鐵路，鐵路設(shè)計時速200km，為我國第一座能夠滿足高速鐵路運營的大跨度斜拉橋；該橋可同時承載2萬噸的載荷，是世界上載荷最大的公鐵兩用橋。南京大勝關(guān)大橋是京滬高速鐵路、滬漢溶鐵路、南京地鐵過江的通道，其主橋采用六跨連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)；設(shè)計時速300km／h，處于世界先進(jìn)水平；設(shè)計核載為六線軌道交通，是目前設(shè)計荷載最大的高速鐵路橋梁；主橋最大跨度336m.是時速300km級別中最大跨度的高速鐵路橋梁。

武漢天興洲長江大橋和南京大勝關(guān)長江大橋的建設(shè)已成為當(dāng)前我國鐵路橋梁建造新水平的標(biāo)志性工程。

[1]中國鐵路橋梁史.中國鐵路橋梁史委員會[M].北京：北京中國鐵道出版社,1987.

[2]九江長江大橋技術(shù)總結(jié).鐵道補(bǔ)大橋工程局[M].武漢：武漢測繪科技大學(xué)出版社,1996.

[3]周孟波，秦順全.撫湖長江大橋大跨度低橋塔斜拉橋板桁組合結(jié)構(gòu)建造技術(shù)[M].北京：北京中國鐵道出版社,2004.