滇越铁路上的人字桥

前不见古人 2013-08-09

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滇越铁路上的人字桥

深远意义
滇越铁路是中国最早修筑的铁路之一，也是连接中国云南省会昆明市与越南首都河内和北方最大的港口城市海防市的国际铁路。铁路全长859公里，线路上有铁桥22座997.15米，石桥108座3118米，隧道158座17864米，南北线路高差1940米，曲线占53%，最小曲线半径80米，最大坡度30‰。于1901年动工，1910年竣工。滇越铁路与巴拿马运河、苏伊士运河并列为人类历史上三大最艰巨的工程。而滇越铁路中最艰巨的工程当属“五家寨人字桥”。

设计由来
　　人字桥位于云南省红河州屏边县北湾圹乡度箐与倮姑站之间的五家寨的哀牢山的东南段，滇越铁路到四岔河的两面陡壁之间打穿了两边悬崖上的隧道后，两洞口相距仅60多米，可离谷底高达100多米。当年铁路修到这里时，因为两边的悬崖实在太陡而且太高，各种施工方案一再失败。于是法国工程师就将人字桥施工段情况拍照后，在国内报纸上刊登了寻求方案的启事，法国女工程师鲍尔·波丁为此绞尽脑汁。有一天，做衣服的时候，她无意间把剪刀掉到地上，剪刀的两个角正好张开插在地板上，构成了一个汉字的“人”。
人字桥的设计方案便由这一意外灵感而形成。整个人字桥桥身没有一根支撑的骨架，共由2万余组的钢板、槽、角钢构件和铆钉铆制而成。所用上百吨钢制部件全在法国制成，运到中国后，由中国工人一段一段地背上山，因此也要求单件材料重量不能超过100公斤，长度不超过2.5米，大多为1.2米到1.5米，均为短而轻的杆件，可在施工现场组拼铆合而成。但有两根用来牵引架桥，长355米，总重5000多公斤的铁链，就必须由200名劳工用肩抗，排成数百米长的队列，如巨龙蜿蜒爬行在崎岖的小路上缓缓而行，历时3天才运到工地。

施工原理
它像一个两只手臂和两条腿全张开的巨人，两只手就是桥面；两只腿就是桥架，它叉开抵在峡谷两岸的峭壁上，就靠两条腿的力量，撑住铁路，这两条腿设计得非常巧妙，它的两只脚是三个球形支点，仿佛三个脚趾；一个支点在南岸，两个支点在北岸，形成一组三角支点。两边峭壁上都砌有水泥基座，基座上分别是三个金属的球形空心支座，那三个脚趾就嵌在这三个空心球形支座中，可以转动，就这样把一座重174吨的钢桥嵌在峡谷之间。

施工方案
从开凿河岸峭壁两端的隧道口的桥台开始，然后在两端洞口距轨顶面高19.17米的峭壁上，开挖出宽4.4米，高3.8米，深4.0米的施工山洞以安置铰车及滑车系等起重设备。之后又在隧道下方的设计高度，构筑钢筋混凝土的拱座承台，并在其上安置铸钢球型支座。前两项准备工作完成后，即开始吊装。第一步在球型铰上垂直吊装三角形钢拱支架，其拱肋的上弦、上风撑,临时用锚杆及缆绳稳定在岩壁上，自下而上拼装下弦杆、腹杆、下风撑，并将三角形拱架顶悬挂于与铰车相连的滑车上。第二步进行拱臂钢架合拢。利用两边铰车和拱臂顶部的滑车系等起重设备，随着铰车的徐徐放松，拱臂即随绕支座作半圆弧转动，两只拱臂向峡谷中心缓缓靠拢，待两架拱臂顶部的枢轴孔吻合后即穿入钢枢，并在拱脚底部安装锚固螺栓，两端实现对接。第三步在开凿好的拼装槽内拼装上部简支梁，又将拼装好的简支梁利用铰车、滑车、滑轮等牵引推送。由于场地的限制，每次拼接18米左右即须向前拖拉，经多次循环直至全部就位，最后铺设桥面及轨道。

具体施工
在将峡谷两边的隧道打穿后，在隧道中将桥体分为两截安装好，然后用人力将桥体拖出洞，用吊车吊起来，先将桥的球形支点吻合空心球支座中，然后将桥体向峡谷中央徐徐放下，两段合拢。1908年6月28日三角拱助上弦固定，7月18日8点用绞车钢缆绳合拢，三角架9点30分徐徐放松，10点30分正式合拢，12点准确合拢。桥体对接成功后，再由工人用绳拴住身体，悬空用锤子一锤一锤将桥用铆钉铆合。7月30日组装钢架桥，12月6日完工。
该桥横跨于两山相距仅60多米的悬崖峭壁间，长71.7米，宽4.2米，跨度67.15米，重179.5吨，距谷底102米。工程于1907年3月10日动工，1908年12月6日竣工，历时21个月。

附带说明
　　史料记载，修建仅67米长的人字桥死亡中国路工800多人，平均每米死亡12人，这是世界建筑史上一个令人惊骇的数字。当年法国报纸称：中国工人在人字桥上的施工是“死亡之上的舞蹈”。
　　这座作为建筑奇迹的铁路桥梁有180吨重，一百年来，它承载过了南来北往的数十万趟次列车，运送旅客人员数以亿计，运输货物数千万吨。而至今桥梁的一个铆钉一个螺丝都没有更换过，已被列入《世界名桥史》。