中國城軌口述歷史周新六訪談錄：城軌交通高架線路將迎更大發(fā)展空間

【人物小傳】

周新六，時任中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司總工程師。1942年生，1964年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)橋梁工程專業(yè)。教授級高工，享受國務(wù)院政府特殊津貼。1964年至1976年在鐵道部第三設(shè)計院工作，1976年至2003年在上海鐵路城市軌道交通設(shè)計院工作。1996年擔(dān)任上海軌道交通3號線設(shè)計總體組組長。

采訪時間：2021年4月1日

采訪地點：上海市隧道工程設(shè)計研究院

主持人：我國城市軌道交通橋梁專家周新六，參與設(shè)計和建設(shè)的橋梁遍布我國大江南北，對于城軌交通的發(fā)展也有著專業(yè)并獨到的見解。我們是在上海地鐵3號線（原明珠線）設(shè)計時認(rèn)識的，記得您是從鐵三院來的。

周新六：我是1964年同濟(jì)畢業(yè)，學(xué)橋梁的，開始就在鐵三院工作，25年前進(jìn)入軌道交通行業(yè)，工作57年了。我是從上海軌道交通3號線，當(dāng)年叫明珠線的設(shè)計開始接觸。這一條線在上海是第三條線，在全國大概也是前五、六條線。

主持人：上海地鐵3號線是鐵路的改建。我記得當(dāng)年是由鐵路城市軌道交通設(shè)計院作為總體設(shè)計單位，很多單位一起參加。您第一次做總體，怎么協(xié)調(diào)整個項目的進(jìn)行？

周新六：以前沒有過多單位聯(lián)合設(shè)計。鐵路往往是一家單位一條線，而地鐵是多單位聯(lián)合模式。當(dāng)時，上海隧道院、北京城建院都參加了，他們在這方面有經(jīng)驗值得我們學(xué)習(xí)。當(dāng)時主要解決一個問題，就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一定要把住，例如荷載標(biāo)準(zhǔn)、計算方法、計算模型等抓得很緊。當(dāng)時叫總體組，我是組長。另一方面，我也是院里總工程師，與主要設(shè)計單位共同完成了方案。

主持人：上海地鐵3號線作為最早的全高架線路，當(dāng)時是怎么考慮標(biāo)準(zhǔn)問題的？

周新六：主要標(biāo)準(zhǔn)就是梁的剛度，撓曲的變形值就叫剛度，還有橋墩的水平剛度，再就是車通過時橋墩的橫向的晃動。這些問題跟以前的橋梁設(shè)計規(guī)范有些不同。結(jié)構(gòu)設(shè)計本身沒有什么特別的地方，荷載定了都可以做，但關(guān)鍵在于如何制定剛度。

首先制定豎向剛度，定的是30米梁、1/2000。數(shù)據(jù)怎么來的呢？“八五規(guī)劃”時，國家做了一個高速鐵路的研究，有很多的相關(guān)研究資料，其中對豎向剛度有個研究成果，是1/3000，速度越高希望剛度越高。根據(jù)我們的速度，用了1/2000。

還有就是橋墩的剛度。怎么理解呢？就是橋墩立在那里，列車制動的時候，一定把這個力傳到橋墩上去，橋墩要晃動，晃動距離大了，就拉鋼軌，鋼軌里本來有很多的拉應(yīng)力，比如說是20度鎖定的，10度的時候就已經(jīng)有拉應(yīng)力，它都不能動了。車上去的時候，鋼軌要彎曲，它本身就有應(yīng)力。那么，這個應(yīng)力就是控制橋墩剛度的關(guān)鍵。

說起來也是根據(jù)高鐵的一個研究，每公分400噸，當(dāng)時用的是320噸，減少了一點。還有一個指標(biāo)很關(guān)鍵：橫向的變形。這形成什么呢？形成鋼軌的折角，如果橋墩移動了，這里有梁縫，車經(jīng)過有直角的地方，就要增加列車輪軌之間的水平力，水平力過大就要脫軌。

主要是這三方面指標(biāo)。我們到現(xiàn)在為止，仍然還是這些。那么還有一個問題，大家沒搞清楚的就是無縫線路鋪在橋上，它要產(chǎn)生一個縱向力，簡支梁一端是活動的，一端是固定的，在溫度變形的時候，梁要增加一點。可是上面是無縫線路，10公里、20公里是一動都不動的，你要走就拉這根鋼軌，鋼軌應(yīng)力不就出來了嗎？反過來，鋼軌的應(yīng)力不讓你走，這個反作用力就作用到橋墩上，這就是無縫線路。

上海地鐵3號線建設(shè)了第一條高架軌道交通的橋梁，無縫線路、無砟軌道，當(dāng)時在國內(nèi)高鐵、普鐵都沒有，我們是第一個研究了無縫線路、無砟軌道結(jié)構(gòu)。20多公里長的大橋全是無縫線路，設(shè)計我們解決了，叫軌橋作用問題。同時，這個橋梁有兩個特點。第一，它是軌道交通鋼輪、鋼軌的，跟鐵路是一樣的。但它還是城市橋梁，橋梁體量不是太大，比較美觀。這個是當(dāng)時成功的地方。我們也設(shè)計出確實既解決有鋼輪、鋼軌的受力狀態(tài)，同時也有城市橋梁特色。從荷載來講，城軌交通跟鐵路是一樣的，都是16噸、17噸軸重，但所處位置不一樣，鐵路是在郊外，碰到一些變化很大的地形，有大跨度的橋梁。城軌交通主要是在城市，講究要漂亮美觀。

有一個問題當(dāng)時沒有解決好，就是振動噪聲。明珠線上有好幾處鋼梁，其中有一處當(dāng)初是做了這個考慮，這個地方列車經(jīng)過幾乎不知道它來了。但是大量的鋼梁上沒有采取減振降噪的措施。3號線不足之處就噪聲比較大，道岔的地方有軌縫，叫沖擊噪聲，振動的是結(jié)構(gòu)振動噪聲，還有輪軌之間的摩擦噪聲。現(xiàn)在看來，這值得要進(jìn)一步再考慮。

3號線設(shè)計的時候，參加單位很多，上海隧道院也參加了。當(dāng)時最大的問題就是，從來沒做過長大線路的無縫線路、無砟軌道橋梁，沒有做過高架車站設(shè)計，我們借鑒了國家最早研究的高速鐵路的一些技術(shù)資料，盡管當(dāng)時的我國高鐵一條都沒有，但提速就在上海局，提速提到160公里/小時。

沒有高速鐵路，也沒有一條橋上是無縫線路的。當(dāng)時鐵道科學(xué)研究院，還有各參加的設(shè)計單位，我們來一起共同研究解決了這些問題。

軌橋作用的問題，因為無縫線路，它也對橋梁發(fā)生一個作用。橋梁的變形，特別是橋墩的水平剛度、水平位移也要對鋼軌的強(qiáng)度發(fā)生位移，

這個問題我們當(dāng)時解決掉了，應(yīng)該說比高鐵還要早幾年。后來把這些東西都納入到規(guī)范，我覺得這是當(dāng)時比較大的一個成果。

這條線至少有三點當(dāng)時還是起了很大作用。第一，全國第一條高架形式的軌道交通，對高架橋梁制定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)起了很大作用。第二，從此以后形成了城軌交通的新概念，認(rèn)為軌道交通不但可以走地下，在合適的條件下，高架敷設(shè)也很好，還節(jié)省投資。第三，從這條線開始，大發(fā)展軌道交通起到了很好的業(yè)界推廣作用。我覺得這條軌道交通線還是很有意義的。

主持人：我們知道上海3號線的既有老鐵路改建，一直是業(yè)內(nèi)的話題。武漢軌道交通1號線，當(dāng)年9.2公里的舊的京漢鐵路的一個利用，基本上還是重新建設(shè)的。在那個年代，我們國家建設(shè)了幾條類似的高架線路？

周新六：基本上全部作為高架線，除了明珠線就是武漢這一條，它也利用老的鐵路走廊，或者叫路由。上海地鐵2號線過了黃浦江以后，走的就是高架了，延長到浦東機(jī)場都是高架。接下來上海好多條線，在有條件的地方都是敷設(shè)高架，到今天為止大概近1/3，它畢竟節(jié)省投資。

主持人：不僅僅節(jié)省投資，常年的運(yùn)營維護(hù)要比地下簡單得多。我是搞線路的，當(dāng)年我們設(shè)計的時候，是能高架就不地下，要節(jié)省造價。

當(dāng)年的主要問題是各城市的起步階段，都因為資金問題籌建了很多年，步履艱難。現(xiàn)在我們的思路已經(jīng)開闊了，以沿線土地開發(fā)利用來帶動軌道交通的發(fā)展，這就帶來高架以后沿線土地開發(fā)的利用，就沒有在地下增值部分大了。我們還是要探討。我個人覺得在合適的、有條件的地方，還是要做高架線路，后期的養(yǎng)護(hù)維修和運(yùn)營費(fèi)用會少很多。

根據(jù)協(xié)會的統(tǒng)計資料，大概是去年（2020年）年底，地鐵的高架線路占到13.34%，最高大概是2015年的19.42%。也就是說，這些年正在建設(shè)的趨勢看，高架線路是越來越少。看到這些數(shù)據(jù)，我也挺著急的，現(xiàn)在各地都不再建高架了，尤其是在郊外，在遠(yuǎn)離城市中心的地方，都是搞地下的，這個傾向我覺得將來會反省的。您怎么看待這個問題？

周新六：可能是開發(fā)需要，還有一個可能是不差錢，就是盡量往地下走。我們看到發(fā)達(dá)國家，比如日本，不管東京、大阪，高架很多，有的是整條線路都鋪在大賓館的后面，無非是要把噪聲解決好。我一直呼吁要宣傳這個事。橋梁的第二個問題就是影響景觀，軌道交通的橋梁跟高架道路的橋梁，差在哪里呢？高架道路橋至少30米寬，6車道、8車道；我們才10米左右，只有兩條線，體量小。而且我們做的橋也考慮景觀要求。我以前提過幾次，不要把橋梁建好后有礙景觀，應(yīng)該成為景觀。

這樣的例子很多，畢竟投資省很多，運(yùn)營費(fèi)用也省很多，尤其現(xiàn)在要做一些快線，不是光靠提高車速來解決，時速提高到160公里甚至200公里，這要增加多少投資？

明珠線現(xiàn)在總結(jié)，有很成功的地方，也有待改進(jìn)的地方。明珠線是2000年通車，整整20年了，那以后我國軌道交通大發(fā)展，就在這過程中，要有高架橋的線路我都參加，去了30個城市，我們首先解決了設(shè)計理論、設(shè)計方法，建了很多漂亮的大橋，尤其在重慶。重慶最多，接下來是廣州、寧波等。到今天為止什么橋都建，懸索橋、斜拉橋、拱橋等，大跨度的剛夠也建了很多座，已經(jīng)完全不遜于一般的大跨度的鐵路橋梁。

我們也去審查30個城市的設(shè)計方法，慢慢就都掌握了，同時建了很多大橋。發(fā)展還表現(xiàn)在區(qū)間的一般性橋梁，上海地鐵3號線用的是箱梁，以后又出現(xiàn)了兩種區(qū)間橋梁的梁型，一種是U型梁，最早是8號線南延線做了一個槽箱梁，后來法國索菲特公司參與做U梁，就用了人家的圖紙，器件處理得還不夠好。接下來是南京開始做自己的U梁，還立了一個項目，我記得北京城建設(shè)計院領(lǐng)導(dǎo)也非常支持。我們專門在南京開了評審會，立項做U梁。當(dāng)時會上我提出來，自己計算自己的知識產(chǎn)權(quán)，后來做成了，反響很好，推廣就很多了，鄭州、青島、長春、重慶等做了很多。我記得當(dāng)時重慶軌道交通集團(tuán)董事長到底做不做、好不好，我給他做了很多宣傳，最后重慶也做了不少。

區(qū)間橋梁當(dāng)中，除了箱梁發(fā)展以外，我們還提出了新的梁型。今天不能說所有的梁都要改成U梁，U梁的好處是比較薄，看上去比較輕巧，因為薄，振動幅度比較大，振動噪聲可能大一些。當(dāng)初法國的那個U梁，我們做試驗發(fā)現(xiàn)下面有些裂縫，南京做的U型梁，在那基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，鋪板加厚了，底板也加厚了。方案討論研究、決策，我都參加了。

主持人：我覺得當(dāng)年的設(shè)計思想，現(xiàn)在用箱梁做的橋，為了降噪，橋梁下面再加兩塊板，橋梁就很高了。而U梁構(gòu)造就是把這樣的槽梁，整個結(jié)構(gòu)和軌道、道床都陷到里面，這樣比較好的做了處理，還有提升空間。

周新六：它有它的優(yōu)點，一就是腹板、欄板的高度跟現(xiàn)在的箱梁的欄板高度差不多，第一層防噪的作用就起到了。要裝聲屏障，就在這上面再裝。

主持人：剛才您說得很對，2000年后我們進(jìn)入高速發(fā)展階段，有很多橋梁建設(shè)，幾乎每個設(shè)計院在做下一座橋的時候，都會吸取上一座橋的一些經(jīng)驗和不足，不斷提高?，F(xiàn)在橋梁建造水平、設(shè)計水平已經(jīng)比那時要高很多。

周新六：剛才講的是區(qū)間橋梁。出了第二種橋型后，橋型、連續(xù)剛構(gòu)無支柱的，在廣州首先是6號線，后來是14號線，現(xiàn)在是22號線，這種形式更纖細(xì)、更輕盈。

現(xiàn)在再反過來看，我們一定要多做各種各樣的類型，然后在實踐中進(jìn)行比選，這也是一種發(fā)展。連續(xù)剛構(gòu)的過程中，我們還進(jìn)行了階段拼裝試驗，梁不整塊加上去，不是現(xiàn)場澆的。當(dāng)時明珠線完全是現(xiàn)場澆的，就是一階段一階段拼上去。我們把這第一條線設(shè)計出來了，要總結(jié)，進(jìn)行研究。第二個階段就大力推廣，發(fā)展規(guī)模還是相當(dāng)大。第三個階段就是解決一些具體問題，另外要關(guān)注運(yùn)營中橋梁結(jié)構(gòu)的一些問題，同時著手解決橋梁當(dāng)中有哪些不足?，F(xiàn)在很多橋建了以后，出事的也挺多，我們大概花了四五年的工作，完成了檢測與評價這個規(guī)范。同時對橋梁要進(jìn)行巡查，定期檢查、專項檢查、實時檢查……有各種評價方法，得出來這個橋是一類、二類、三類、四類，正常使用還是要減速等，各地鐵公司對此也非常歡迎。

主持人：城軌交通高架線路，可能大家更擔(dān)心振動和噪聲，現(xiàn)在對環(huán)境的要求越來越高。我們怎么處理的？

周新六：減振降噪最早是上海地鐵8號線，是法國人做的U梁，振動噪聲較大。噪聲實際上是一種振動能量轉(zhuǎn)化，進(jìn)行計算以后覺得底板要加厚。接下來是廣州14號線，走在107國道上，全是高架橋，通過理論分析預(yù)估噪聲，提出減去振動噪聲的幾種方案。

橋上的噪聲實際有三種，沖擊噪聲、振動噪聲和摩擦噪聲。一是沖擊噪聲是因為鋼軌有接頭，雖然是無縫線路，但有很多道岔，目前規(guī)定六個站之間，一定要設(shè)一個臨時存車線，一做度線就要加一根線，就有道岔，一到道岔就有接頭，就會產(chǎn)生沖擊噪聲。二是振動噪聲；三是摩擦噪聲，現(xiàn)在覺得可以用組合拳的辦法把它解決掉。軌道結(jié)構(gòu)要改，扣件要有所調(diào)整。廣州畢竟跨度還比較小，更多是在重慶。當(dāng)初是從兩棟大樓之間穿過去，但是必須做橋。重慶的地勢沒法往下走，河岸很高，經(jīng)過計算分析，提出用鋼彈簧浮置板加上聲屏障，將來通車以后噪聲可以達(dá)標(biāo)。我們也跟廣州、重慶一些地鐵公司的領(lǐng)導(dǎo)提出來，準(zhǔn)備出一套綜合性的措施，有五個，不同的橋梁、不同的地段有不同的要求，選擇其中幾種組合，噪聲問題就可以解決。到這個階段，就是要解決具體問題?，F(xiàn)在我們能用鋼彈簧浮置板，從前有兩座橋采用。三是橋梁防撞，一個是汽車的防撞，廣州已經(jīng)出現(xiàn)這個問題，撞了好幾次，問題在哪里呢？設(shè)計規(guī)范設(shè)計的這個力偏小，實際的力比它大兩三倍。第二個就是江里面做的這些橋墩防船撞，我相信也可以解決好，對橋梁的安全更有保障。我們兩邊有欄板，實際不是防撞的，是放管線的。長江上橋，車撞了欄桿掉下去了。我們考慮這，要用主動的辦法，就是讓它不脫軌。脫軌后去撞欄板，所有欄板統(tǒng)統(tǒng)要加強(qiáng)，那是不得了的事情。

什么是主動的辦法？我們通過計算橋梁的剛度，線路的平順性，保證車是不脫軌的。這幾個具體問題在逐步在解決之中。當(dāng)時3號線要斜穿中山北路，有點難度，不能影響路面的行車。我記得設(shè)計單位是北京城建院，他們提出一個方案，用鋼混混合結(jié)構(gòu)，兩邊是混凝土，中間留出一段吊一捆鋼梁上去，進(jìn)行鋼混的結(jié)合。

目前，中間的鋼梁公路上做到110米，軌道交通也有的做到90米。當(dāng)初這個橋是55米，主要是吊上去以后連上。好處主要是施工速度快，挨著高架橋做兩個橋墩，伸出一點點的混凝土，中間梁吊上去，把接頭連好，裂頭解決掉了，大大縮短了施工時間。這種鋼混混合梁在20多年前我們就用了。

還有一個橋印象也很深的，就是跨漕溪路的128米的那座。后來十年成為上海市的地標(biāo)建筑之一，稱為彩虹橋。我的著重點是先制定標(biāo)準(zhǔn)，最后鐵三院中標(biāo)。橋的橋型是連續(xù)梁拱，是連續(xù)梁三跨的，中間加連續(xù)梁拱?，F(xiàn)在高鐵的連續(xù)梁拱已經(jīng)做到200多米跨度，當(dāng)時它是128米，全國第一。

今天高鐵上的橋，下面是箱型梁。我們當(dāng)時那座兩個主梁，中間是縱橫梁體系，輕巧得多?，F(xiàn)在高鐵連續(xù)梁拱很多，下面都是箱梁，我們當(dāng)時做的是梁格系，縱橫梁格體系，一個主梁、一個拱肋，橫梁連起來，然后是架縱梁。今天看來難度也比較大，但我們做得很成功。

主持人：這些年建了很多類型的橋，確實豐富多彩。我們有沒有考慮過城軌交通的特殊性，這么大的投資，這些橋在幾十年的使用過程中，會不會出現(xiàn)一些狀態(tài)，我們有什么補(bǔ)救手段？

周新六：這個問題提得非常好。實際剛才也談到，最近我們著重考慮橋梁的檢測、監(jiān)測和評價，就是針對這個問題。橋梁上的絕大部分構(gòu)件，經(jīng)過檢測、評估后，是可以更換的，只有少數(shù)主體部分不能換，如拱肋、懸索橋纜、斜拉橋的塔等。

剛提到的那座128米的橋，如今已經(jīng)把一根吊桿換掉了，因為吊桿下面的鉚頭進(jìn)水了，銹了。換的時候很費(fèi)勁，因為當(dāng)初設(shè)計沒有注意到可更換這個要求?，F(xiàn)在我們要有一種替代的結(jié)構(gòu)，要把吊桿的力想辦法替代出來，撐住或綁住它，再拆吊桿?，F(xiàn)在換好了，也出了《地鐵設(shè)計規(guī)范》，后來它的基礎(chǔ)上，我們編了《城市軌道交通橋梁設(shè)計規(guī)范》，是國家標(biāo)準(zhǔn)，2017年發(fā)布。

城軌交通有個特點，就是一旦開通基本不允許中斷?，F(xiàn)在我們對這些大橋都提出通車情況之下更換的設(shè)計要求。比如說斜拉索，不停運(yùn)可以更換，吊桿也是。梁的一般損壞好處理，纜如果出問題，橋一定不能用了?？繖z測，監(jiān)測，我們現(xiàn)在針對不同病害，有不同的評估體系。

軌道交通橋梁比較完善，我覺得我國城軌交通行業(yè)應(yīng)該大量采用這種形式，沒有必要全部往地下走。通過20多年快速發(fā)展的城軌交通，給橋梁工程師搭了很好的舞臺，應(yīng)該說百花齊放、千姿百態(tài)。未來，隨著國家城鎮(zhèn)化水平進(jìn)一步提高，都市圈、城市群的建設(shè)加速，我們會建設(shè)大量的市域軌道交通，高架會迎來更大發(fā)展空間。