早期的铁路桥梁
桥梁的历史可以追溯到远古人类聚族而居的石器时代。有记录的桥梁的历史,也至少有4千年以上。至于铁路桥梁,不过是160年左右的短暂历史,但它的发展速度却相当惊人。
刚开始有铁路的时候,虽然蒸汽机车车头较小,重量也轻,车厢不过是加重了的马车车厢的改进型,但是走行时通过轨道对桥梁的作用已经改观。当时的桥梁材料以木石为主,容易出事。
铁路虽然发明于英国,但美国是后起之秀,又占有北美洲丰富的森林资源,因此在将近100年的时间里,铁路桥大部分采用木质结构。而欧洲早期铁路多造石桥,就安全可靠得多。
1779年英国建成了第一座铸铁桥梁,1877年建成了第一座钢筋混凝土桥,铁路桥梁也进入了新纪元。新材料的使用使得桥梁的跨度一步步提高,可是仅从损坏的桥梁中取得经验,代价太高。所以事先进行材料和结构的试验,大大提高了桥梁的寿命。如英国工程师泰尔福对锻铁的安全应力进行了一系列试验,使1826年造成的门奈河吊链桥能维持到1946年。
英国工程师罗伯特·司蒂芬森1850年在同一河上建造了不列丹尼铁路桥,为4孔锻铁箱形梁,火车从箱中穿过。设计之初做了一系列局部的试验,最后又用1/16的桥孔模型做试验,得出安全的结论,取消了原来设计时考虑采用的吊链。1970年,因桥上失火,造成严重损坏而重建。
1882年开始建造的英国福斯海湾桥是公认的铁路桥梁史上的里程碑之一。这是一座弦杆用管形杆件的双伸臂梁铁路桥,设计人承认,这座桥的结构系统是从中国的木伸臂梁(鹊巢桥)演变而来的。有趣的是,桥造成后7年,李鸿章出使英国,在参观这座桥后,也想在中国的渤海湾建造一座。后来詹天佑在当粤汉铁路督办时,提出的武汉长江大桥的方案就参照了福斯桥。外国人借鉴中国桥,中国人学习外国桥,科学技术就是在借鉴、学习、改革、创新中不断发展的。
1892年,当中国的唐胥铁路向东展筑至河北滦州(今滦县)时,在滔滔的滦河上,架设了我国第一座采用气压沉箱来修建桥墩基础的滦河钢结构桥。主持桥梁施工的是英国人喀克斯,而时任塘沽工段工程司的詹天佑不但参加了施工,而且在工程遇到困难时,提出了很有见地的解决办法。滦河桥是当时中国铁路第一大桥,也在中国铁路史上写下了浓浓的一笔。
铁路桥梁的类型 采用气压沉箱建筑基础的第一桥——滦河桥
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