早期的鐵路橋梁
橋梁的歷史可以追溯到遠古人類聚族而居的石器時代。有記錄的橋梁的歷史,也至少有4千年以上。至于鐵路橋梁,不過是160年左右的短暫歷史,但它的發(fā)展速度卻相當驚人。
剛開始有鐵路的時候,雖然蒸汽機車車頭較小,重量也輕,車廂不過是加重了的馬車車廂的改進型,但是走行時通過軌道對橋梁的作用已經(jīng)改觀。當時的橋梁材料以木石為主,容易出事。
鐵路雖然發(fā)明于英國,但美國是后起之秀,又占有北美洲豐富的森林資源,因此在將近100年的時間里,鐵路橋大部分采用木質結構。而歐洲早期鐵路多造石橋,就安全可靠得多。
1779年英國建成了第一座鑄鐵橋梁,1877年建成了第一座鋼筋混凝土橋,鐵路橋梁也進入了新紀元。新材料的使用使得橋梁的跨度一步步提高,可是僅從損壞的橋梁中取得經(jīng)驗,代價太高。所以事先進行材料和結構的試驗,大大提高了橋梁的壽命。如英國工程師泰爾福對鍛鐵的安全應力進行了一系列試驗,使1826年造成的門奈河吊鏈橋能維持到1946年。
英國工程師羅伯特·司蒂芬森1850年在同一河上建造了不列丹尼鐵路橋,為4孔鍛鐵箱形梁,火車從箱中穿過。設計之初做了一系列局部的試驗,最后又用1/16的橋孔模型做試驗,得出安全的結論,取消了原來設計時考慮采用的吊鏈。1970年,因橋上失火,造成嚴重損壞而重建。
1882年開始建造的英國福斯海灣橋是公認的鐵路橋梁史上的里程碑之一。這是一座弦桿用管形桿件的雙伸臂梁鐵路橋,設計人承認,這座橋的結構系統(tǒng)是從中國的木伸臂梁(鵲巢橋)演變而來的。有趣的是,橋造成后7年,李鴻章出使英國,在參觀這座橋后,也想在中國的渤海灣建造一座。 后來詹天佑在當粵漢鐵路督辦時,提出的武漢長江大橋的方案就參照了福斯橋。外國人借鑒中國橋,中國人學習外國橋,科學技術就是在借鑒、學習、改革、創(chuàng)新中不斷發(fā)展的。
1892年,當中國的唐胥鐵路向東展筑至河北灤州(今灤縣)時,在滔滔的灤河上,架設了我國第一座采用氣壓沉箱來修建橋墩基礎的灤河鋼結構橋。主持橋梁施工的是英國人喀克斯,而時任塘沽工段工程司的詹天佑不但參加了施工,而且在工程遇到困難時,提出了很有見地的解決辦法。灤河橋是當時中國鐵路第一大橋,也在中國鐵路史上寫下了濃濃的一筆。
鐵路橋梁的類型 采用氣壓沉箱建筑基礎的第一橋——灤河橋
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