桥梁发展——黄河上的桥梁

《桥梁工程发展与展望》课程论文

现代桥梁工程技术报告

黄河（济南段）上的桥梁

【摘要】由于经济建设和发展的需要，黄河（济南段）建设了十数座桥梁。这些桥梁给运输业带来了极大的方便。这些桥梁可以主要分为公路桥和铁路桥，公路桥主要为各种跨域黄河的普通公路桥和高速公路桥，铁路桥主要为京沪铁路桥和京沪高铁桥。本文将主要分析黄河（济南段）上几座代表性的桥梁，比如京沪铁路黄河桥、济南黄河大桥和京沪高铁黄河桥。这些桥梁要么历史久远，要么科技水平较高、在特定历史背景下具有引领性。

【关键词】黄河（济南段）桥梁京沪铁路黄河桥济南黄河大桥京沪高铁黄河桥

一、总述

黄河是中国北部的大河，全长约5464公里，流域面积约752443平方公里。黄河是世界第五大长河，中国第二长河。黄河发源于青海省青藏高原的巴颜喀拉山脉北麓约古宗列盆地的玛曲，呈“几”字形。自西向东分别流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南及山东9个省（自治区），最后流入渤海。

黄河济南段位于黄河下游，河面较为宽阔，流水缓慢，且河段无通航要求。加设的桥梁较多，包含公路桥、铁路桥等，具体有普通公路桥、高速公路桥、普通铁路桥、高速铁路桥和季节浮桥等。由于各种桥梁（尤其是公路桥）数目繁多，本文将主要分析几座有代表性的桥梁，他们分别是：京沪铁路黄河桥、济南黄河大桥和京沪高铁黄河桥。其中，京沪铁路黄河桥历史悠远，将主要介绍其构造同历史，而对于济南黄河大桥和京沪高铁黄河桥，将主要介绍其构造与先进技术。

二、京沪铁路黄河桥

京沪铁路黄河桥，又称泺口黄河铁路大桥，是京沪铁路跨越黄河的桥梁。全桥长1236.00m，共12孔，孔跨布置为64m+7×91.5m+128.1m+164.7m+128.1m+91.5m。主桥最大跨度为164.7m。桥梁结构形式为钢承桁梁。梁式桥梁是最古老的结构体系，也是最广泛的桥梁形式，其特点是在竖向荷载作用下无水平推力。梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受载荷的。钢桥是以由钢材作为桥梁上部结构主要受力构件的桥梁，具有整体重量轻、材质好、跨越能力大、制造组装运输方便、便于更换修复等优点。因此在铁路桥梁中，钢桥使用比较广泛。

该桥的第1-8孔、第12孔为简支下承桁梁，9、10、11孔为3联悬挂下承桁梁。该桥采用平交方式与黄河堤防交叉，并修建辅道以保证黄河防汛抢险的交通畅通。桥梁按7度地震烈度设防设计。该桥的河道北部漫滩较宽阔，建有8孔跨度91.5米简支钢桁梁；河道南部漫滩较狭窄，建有1孔跨度91.5米简支钢桁梁；主河槽之上为3孔钢桁梁；左右两孔为跨度128.1米的锚臂梁，并越过桥墩各向中间一孔延伸27.45米形成伸臂，伸臂与109.8米的悬梁以摆柱式活动铰联结，构成跨度164.7米的一孔。下部结构自北岸算起，第1-7号桥墩及南北两桥台为钢筋混凝土桩基础，采用汽力旋转打桩机打入，共用桩1270根。第8、9、11号桥墩为气压沉箱加桩基础，第10号桥墩为气压沉箱基础，沉箱采用内挖法下沉。为避免洪水冲刷，分别在4个桥墩周围打筑木排桩，棱角处使用铁桩，桩围之内挖出泥土，充填石块，然后用水泥封顶。

这座桥梁历史悠久，早在19世纪，就有了在黄河上建设铁路桥的构想。铁路是近代物质文明高度发展的重要产物。铁路所经之处，往往市场发达、百货云集、人烟辐凑、信息灵便，推动着物质文明的嬗变和演进。1899年5月《津浦铁路借款草合同》签订后，德国孟

阿恩桥梁公司为选铁路越黄河的桥址，自1901年起，在济南附近黄河上、下游90公里的范围内，进行了历时3年的勘测、比选，认为在泺口镇建桥较为适宜，并提出河段工程说明及建造图式。1908年8月12日，德国孟阿恩桥梁公司与津浦铁路北段总局正式签订了建造黄河桥合同。

1912年11月，大桥完工。造价为1165.8893万德国马克，折合当时库平银454.56万两。1912年11月28日，由津浦铁路北段总局总工程司德浦弥勒负责验收，经对轨道及桥

梁各部位检测，均符合设计标准。检测大桥载重能力时，采用了较原始的“划痕法”和“冯次乐夫氏测量器”，各孔均能满足设计要求。29日，由桥梁公司正式交付津浦铁路北段总

局管理。至此，津浦铁路全线贯通，结束了以黄河为界分南北两段通车的局面。

由于设计、构造、用材在当时都堪称先进，并采用了当时最为先进的气压沉箱等技术，洛口黄河铁路大桥建成伊始就成了旧中国最具现代化的建筑物之一。大桥属下承式钢桁梁桥，其中高悬于主流之上的第9、10和11孔采用三联悬臂梁，极具特色。其中大桥第10孔跨度为 164.7米，是全国孔径最大的铁路桥梁，在当时世界桥梁中也是少见的。

该桥建成后，经受了多次破坏。1928年，南京政府国民革命军北上攻打奉系军阀张作

霖。5月，据守山东的奉系军阀张宗昌溃逃时，炸坏大桥，第8号墩顶部被炸去约3.8米，第8孔梁及第9孔的端横梁坠落在桥墩上。后由津浦铁路管理局发包给南京裕庆公司修复，1929年4月先行通车，7月全部完工，共投资2.01万元。国民党军阀中原大战爆发后，1930年端午节前后，蒋介石部与阎锡山、冯玉祥部隔河炮战，击伤钢梁多处。1931年，由津浦铁路管理局大修加固，共耗资2.67万元。1937年11月，日本侵略军南犯济南，山东省政府主席、第五战区副司令长官韩复榘率部溃退时，组织铁路工程队将大桥炸毁。第9、10号桥墩水面以上全部被炸飞，3孔悬臂梁断裂坠入河中，第3、4、5、6、7、8各孔钢梁均一端坠地，钢梁杆件被炸伤87处之多。日军占领济南后，于1938年1月由日本黄河桥工程事务所施工，7月修复通车。共投资376万元，用钢材4000余吨。因悬臂梁损坏严重，更换为日本铁道部大臣官房研究所设计、日本汽车制造株式会社制造的新梁。架梁时出于军事需要，未待铆合，即强行通车，致使第10孔孔梁下挠240毫米，给大桥留下隐患。1949年2月，国民党军队派飞机轰炸泺口黄河特大桥，炸伤悬臂梁，当时进行了焊修。1959年又进行大修加固。

该桥也经受了数次较大荷载冲击。1958年，大桥经历了二百年一遇的特大洪水冲击，桥墩护桩冲刷严重。7月23日洪峰最大，其流量为11940立方米/秒，流速为4.4米/秒，持续时间长达5个小时。8月7日，济南局确定了大桥的防洪措施，11日开始施工，采用了打铁桩加强桥梁平面的稳定性、修筑防水屏障阻挡水流冲击等方法，同时对10号桥墩抛石笼加以防护。1970年，冰排阻塞河道，危及大桥安全，中国人民解放军驻济部队开炮炸开冰凌，消除了特大凌汛的威胁。

该桥随着使用时间的增长，也进行了数次维修加固。建国初，针对大桥存在的病害的隐患，采取了限制双机联挂及通过大桥的列车速度不得超过20公里/小时的措施。1951年9月，铁道部工务局桥梁检定队对该桥进行了全面检测，认定：9孔简支梁最低等级为中-23级、3孔悬臂梁最低等级为中-25.2级，不需要采取限速措施，但仍应限制双机联挂，防止超载。1960年及1966年又进行了结构试验，各项指标尚能满足要求。但对第10孔钢梁下挠对承载能力的影响，未能做出结论。1981年，济南局工务部门对大桥上部结构进行了重点测量、检查和检算。1982年，由济南局桥隧大修段进行了加固。

1992年，国家决定修建邯郸至济南的铁路，有关专家认为，泺口黄河铁路大桥仍有使用价值。经过一系列科学检测鉴定，证明泺口黄河铁路大桥具有充足的剩余寿命，于是决定对泺口黄河铁路大桥进行修复改造。1998年伊始，泺口老桥抬高加固工程开工，将北端八