新广州站咽喉区桥梁效果图

 

汀泗河特大桥效果图

 

京津城际铁路以桥代路。宋树川  摄

 

武汉天兴洲公铁两用长江大桥效果图

 

郑西铁路客运专线一座正在架设中的桥梁。王颂  摄

     “一桥飞架南北，天堑变通途。”毛泽东主席大气魄的诗句，定格了桥梁特别是铁路桥梁在人们心目中的宏伟印象。
    而伴随着世界一流水平高速铁路在神州大地延伸，一座座建设中的高速铁路桥梁，又注定会成为一座座新的丰碑。承载着高速运行的时代列车，它们作为新理念、新技术的化身，标志着中国高速铁路桥梁设计、建造技术达到世界先进水平。
    目前，我国开工建设的18条客运专线、城际铁路线路总长近7000公里，其中，桥梁总长3630公里，占线路比重为51.8%。而世界各国已建成高速铁路7939公里，桥梁总长为1669公里。这意味着，中国高速铁路桥梁长度比世界各国高速铁路桥梁长度之和还多近2000公里。
    所有实践昭示：中国高速铁路桥梁，正创造着世界铁路桥梁发展的奇迹。

  设计理念安全、舒适、环保与美学的交融

    现代桥梁是随着铁路事业的兴起而兴起的，起初是在19世纪后期的欧洲，随后发展到美洲，它对社会发展的贡献，首先在于使铁路能够跨越大江、大河和海峡，使陆上交通畅通，对经济繁荣起保障作用。
    高速铁路桥梁技术得到迅猛发展，是在21世纪高速铁路广泛发展时期。这一时期，世界新建高速铁路总长度近万公里，对高速铁路桥梁技术提出了更高要求。在目前世界各国已建成的高速铁路中，各条线路桥梁比例从1.3%至74.5%不等，最高运营时速320公里。在高速铁路桥梁建设上，各国均表现出自己的特色。
    铁道部副总工程师郑健介绍，与国外高速铁路以及我国传统铁路相比，我国高速铁路桥梁在设计、建造和检测等方面具有以下特点：一是极为复杂的地质条件，如软土、松软土，湿陷性黄土等地质，为高速铁路桥梁的修建带来很多困难。二是高架桥多、桥梁比例大。由于综合考虑建筑物与地基变形、少占良田、环境保护以及维修养护等多种因素，加大了桥梁比例，修建高架桥多。三是大量采用简支箱梁结构形式，整孔预制施工。四是特殊结构桥多。为适应不同地区的自然环境差异，在客运专线建设中广泛采用特殊结构桥梁，数量之多在我国铁路建设史上前所未有，也是世界其他国家高速铁路建设中少有的。五是大跨度桥多。据统计，在建与拟建客运专线中，64米跨度以上的高速桥梁有近千座。六是更加重视桥梁建筑美学。
    结合这些特点，我国高速铁路桥梁在设计、建设中，更加注重安全、舒适、环保与美学的融合。
    在列车高速通过桥梁时，如何保证列车的安全性和旅客乘坐的舒适性，是桥梁建设者考虑的核心问题。围绕安全性与舒适性，设计与建设者们系统研究了各种相关因素。
    动力响应问题，是高速铁路桥梁设计的关键所在。高速列车在铁路桥梁上运行时，列车与桥梁之间的互动影响明显，因此，在结构设计中除满足常规桥梁的静力强度、刚度要求外，还必须重视结构的动力特性。我国通过车线桥动力系统分析，采用箱梁等刚度大、动力性能好的形式，确保了高速铁路桥梁刚度满足安全性、舒适性要求。桥面构造系统、桥渡设计……一个个课题的研究、破解，为高速铁路桥梁的安全、舒适奠定了坚实基础。
    处处凸显环保节能理念，是我国高速铁路桥梁设计、建设的又一亮点。高架桥多、桥梁比例大就是体现之一。在我国高速铁路建设高潮中，桥梁占线路总长超过50%。典型的如京津城际铁路桥梁占线路长度的88%，广珠城际铁路桥梁比例为94%，京沪高速铁路桥梁占线路总长的80%。而世界上高速铁路线路最长的日本，桥梁比例相对较高，也只占到33.3%至61.5%。
    土地是不可再生的资源。目前，中国人均土地面积不足0.8公顷，仅占世界人均土地资源量的1/3。与修建路基相比，建造高架桥能够少占良田，节约土地。同时，我国高速铁路多位于东、中部地区，这些地区人口稠密、经济发达，道路纵横交错，采用高架桥也为城市发展预留了条件。据铁道第三勘察设计院集团有限公司副院长、总工程师孙树礼介绍，在京沪高速铁路中，一般高架桥平均每公里比路基少占土地43亩。
    同时，减振隔振设计也比以往得到更多重视。铁道部工程设计鉴定中心桥梁咨询部部长乔健介绍，列车高速运行条件下，由于轮轨碰撞、列车与空气的摩擦等会产生很大噪音。在设计和建设中，高速桥梁通过采用橡胶支座，轨道采用弹性橡胶垫，以减少噪音，同时，在穿越城镇和居民区的地段，桥面外侧还设置了声屏障。
    建筑美学的理念在我国高速铁路桥梁设计、建设中得到实践。曾直接参加建设我国自行设计、建造的第一座现代桥梁———钱塘江公铁两用桥的著名桥梁专家茅以升在《桥梁远景图》中憧憬：将来的桥一定造得很美。一座桥的轮廓和组成部分，会安排得为大地生色，为江山添娇。桥的构件不再是现在的直通通的棍子了，而是柔和的，有如花枝一般；它也不是头尾同样粗细，而是全身肥瘦相间的……把全桥构成一幅美丽的图画。
    如今，茅老的憧憬在我国高速铁路桥梁建设中成为生动的实现。郑健告诉记者，高速铁路桥梁尤其是穿越优美自然景区、经过城市的桥梁，建成后将融入所经地区人们的生活中。在充分考虑安全性的条件下，我国高速铁路桥梁设计建造改变了以往传统铁路桥梁设计建造中存在的重功能、轻外观的现象，更注重融合建筑美学的设计，塑造了与环境相协调的桥梁景观。
    如刚刚开工建设的京沪高速铁路，在建设中选择了景观效果明显的双层系杆拱、飞燕拱、简支拱、刚构连续梁等多种结构形式，产生了良好的景观效应，在跨越长江、黄河、淮河、京杭大运河等江河时，实现了一桥一景，景景生动。桥梁全长占线路长度88%、即将开通运营的京津城际铁路被人们形象地誉为连接京津的“一道彩虹”。
    放眼神州，一座座拔地而起的高速铁路桥梁，正成为沿线一道道与山河辉映的亮丽风景，装点着万里锦绣江山。

  技术创新世界铁路桥梁发展新丰碑
 
  从20世纪90年代开始，我国就开展了高速铁路科研，组织编制高速铁路、客运专线的设计、施工、验收规范和系列技术标准。
    “借鉴世界发达国家高速铁路建设成功经验，依靠技术创新，我国高速铁路桥梁在设计、施工、科研以及建设管理等方面实现了重大跨越，自主知识产权客运专线桥梁技术标准体系基本形成。”采访中，郑健告诉记者。一座座耸立于江河湖泊之上，架设于崇山峻岭之间的高速铁路桥梁，仿佛座座无字丰碑，见证了中国高速铁路桥梁建设追赶世界的步伐。
    我国客运专线中第一座跨越长江的桥梁———武汉天兴洲公铁两用长江大桥，是国内外已建时速为250公里的最大跨度公铁两用斜拉桥。
    而作为京沪高速铁路的控制性工程，南京大胜关大桥是目前世界上设计时速为350公里的最大跨度的高速铁路桥梁。
    武汉站是我国第一座开工建设的特大型高速铁路高架车站，新广州站是世界上最大的高架客运站……一座座创造着中国铁路发展之最、世界铁路发展之最的高速铁路桥梁，凝聚着中国铁路建设者们在技术上的一次次艰难探索与创新实践，记录了中国高速铁路桥梁的关键技术突破。
    高速铁路桥梁基础沉降控制技术。在中国建设高速铁路，首先面临的是极为复杂的地质条件。如：东部沿海地带、大江大河两岸的冲积平原和海陆相沉积层以及内陆湿地主要以软土、松软土为主，中西部黄土高原、黄河流域冲积平原主要为湿陷性黄土地区，一些线路还会遇到广泛分布的不良地质石灰岩岩溶地区等。面对这些，建设者们根据沿线地质特性确定合理的基础类型和桥梁结构，通过反复实验，基本掌握了高速铁路桥梁基础沉降控制技术。
    车线桥动力响应仿真技术。为保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行车线桥动力相互作用理论和应用研究，建立和发展了多种分析模型，制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中，试验车创造了300公里/小时以上的速度纪录，验证了我国车线桥动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可靠性。
    桥梁专家茅以升曾在《桥梁远景图》中为我们描绘“那时所有建桥的材料，都可以在工厂里通过自动化，预先制成标准构件；造桥时，在水里把它们拼装成桥墩；在桥墩上把它们架设成为桥梁，一口气作业，几乎是才听说造桥，就看见‘一桥飞架’了。”仅仅几十年后，高架长桥快速施工技术就在我国高速铁路桥梁建设中显露身影。
    针对我国客运专线和城际铁路桥梁长度比例大且很多是标准跨度的简支梁长桥，有利于工厂化制梁的特点，建设者们采用架桥机组织快速铺架，对保证全线工期有重要作用。通过工程实践，目前，我国已形成了系列成熟的标准梁制、运、架工艺，能够高质量、高标准地建造特长桥梁。
    大跨度桥梁设计建造技术，是我国高速铁路桥梁的又一关键。高速铁路桥梁通常采用小跨度，但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免。而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与线路保持一致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。通过采用更高强度等级钢材，应用新型空间结构，研制大跨度重载桥梁专用装置，采用深水基础施工新工艺等技术，确保了大跨度桥梁的建设。
    同时，为解决32米整孔预制箱梁的运架施工问题，国内自主研制了多种形式的450吨级提梁机、900吨级架桥机、900吨级运梁车、900吨级移动模架造桥机等，从建场、制梁、移运、架设等方面摸索出整套制梁技术，为今后客运专线建设积累了宝贵的经验。
    高性能混凝土材料应用技术。我国高速铁路桥梁工程多采用高性能混凝土材质。高性能混凝土是在大幅提高普通混凝土性能的基础上采用现代技术制作的混凝土，具有低水胶比配制特点，可满足结构的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等要求。通过不断的试验研究，目前，我国已经初步掌握了高性能混凝土的工作机理、材料控制标准、工艺等主要技术，并制定了系统的设计、施工、验收规范规程。
    高速铁路无砟轨道桥梁的设计建造技术，无缝线路桥梁设计建造技术，车站桥梁设计建造技术，道岔区桥梁结构设计建造技术，高速铁路桥梁支座研究……一项项关键技术，撑起了中国高速铁路桥梁挺拔宏伟的身姿。

  展望明天绘就中国高速路网蓝图

    在世界高速铁路桥梁发展史上，许多具有里程碑意义的桥梁正在今天的中国诞生。
    在刚刚举行的2008中国高速铁路桥梁技术国际交流会上，曾担任国际桥梁协会主席、来自日本的桥梁专家伊藤学用“深深敬佩”表达了他对中国同行在高速铁路桥梁技术方面取得成就的赞赏。
    就在会议召开同时，京津城际铁路传来好消息：试验列车运行时速达到300公里以上时舒适性、平顺性都很好。作为京沪高速铁路的试验段，京津城际铁路的示范和样本意义，让大家对我国高速铁路桥梁的建设充满信心。
    中国铁路坚持自主创新，用较短时间完成了各类箱梁预制、架设工艺的研究和制造架设设备的研制，基本达到或接近世界制架梁先进水平，同时，保证了箱梁工地预制、运输和架设的顺利进行，使铁路桥梁建设水平得到整体提升，也为今后高速铁路建设积累了技术储备。
    我国铁路发展正处在极为难得的黄金机遇期，中国高速铁路桥梁技术也迎来了快速进步期。正如铁道部副总工程师郑健在《中国高速铁路桥梁建设与展望》报告中为我们描述的：再过三五年，我国高速铁路网将初步建成，桥梁建造水平必将跃上新台阶，并将永久载入中国桥梁建造史册，为中国乃至世界高速铁路桥梁增添新的光彩！
    曾经，人们更多的期待是“一桥飞架南北，天堑变通途。”而高速铁路桥梁，更多承载的是人们追求速度的一种理想。21世纪，伴随着一座座达到世界先进水平的高速铁路桥梁的建成，中国铁路客运专线网络的形成，中国经济社会又好又快发展获得了更为强劲的速度助力。小康社会离我们越来越近。
    本报记者  高李鹏

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