跨度最大的铁路石拱桥——一线天石拱桥

　　火车从成都出发，奔驰在川西大平原上，跨过岷江、青衣江，直抵气势雄伟的峨眉山麓，沿着汹涌咆哮的大渡河前进。其间有高达一两百米的绝壁，还有上是青天一线，下无立足之地的“一线天”。这里诞生了我国铁路史上最大跨度的“一线天”石拱桥。

　　大渡河畔的老昌沟,人称“一线天”，当地群众叫猴子崖，还有民谣说:“老昌沟,老昌沟,十人提起十人愁,终日不见太阳面,只见猴子扔石头。”

　　这里山高风大石头多。来到一线天都要戴上安全帽。在一线天打篮球,山上的猴子会模仿投球的动作向人扔石头，因此裁判员要检查队员们的安全帽,不戴好安全帽算犯规。这在世界篮球史上可谓独一无二。

　　一线天峡谷不但踞险，而且桥址地质也难施工：沟底为冲积漂石土、卵石土、夹砾石土、粉粗砂，总厚度达25米以上；两侧沟壁为震旦系灰岩，岩层局部形成平缓褶曲，节理发育，石质坚硬。

　　1965年，指挥部决定抽集技术人员成立拱桥战斗组，尽快解决险要地段的架桥问题。

西南铁路建设指挥部推算，如果一线天全部使用预制梁架桥，不仅架桥工期需要一年多，还要解决水泥长途运输等问题。于是一线天桥采用了古老的架桥方式，改为石拱桥。原本设计的两孔钢架桥，考虑到峡谷两边桥隧相连,桥墩施工困难也被否决。于是，在那些汽车开不上去的地方，石匠师傅、瓦工师傅有了用武之地。

　　石拱桥是就地取材，工程石材由从乌斯河至毛头马一带沿大渡河采集的花岗片麻岩加工而成。人工凿石，每块条石相差不超过三毫米，拼起来每条石缝不超过一公分，工人师傅们共开凿了5000多块定型拱石。

　　一线天石拱桥的建设过程中，除了凿栈道，登绝壁，埋地龙，架缆索，还采用了常备桁式钢拱架。全桥钢拱架6片，有足够的刚度，可以承担主拱圈的全部重量，拱架全宽4米，与主拱圈宽度接近，全部拱架重204吨。有了这个拱架，一线天桥的建设就方便多了。

　　在主拱的砌筑过程中，要求54米的大跨，用正负7毫米的位移去控制，施工非常严谨。此外，当时施工正值夏季高温，为避免拱架受热膨胀，导致主拱圈开裂，对拱架杆件还采取了喷水降温措施。

　　图说： 1、 一线天石拱桥位于成昆线北段，在关村坝和长河坝之间，跨越大渡河支流老昌沟。是我国跨度最大的空腹式铁路石拱桥。直到今天，一线天石拱桥仍然在成昆线上发挥着作用。 2、 一线天桥的建筑结构形式具有民族传统，与附近山石浑然一体，显得格外壮观。 3、 古老的岩层裸露在树林间，一层一层地横摞成巨大的天书。一座座山体遮天蔽日笔直地插入云端，可见当年建桥之险。 4、 桥隧密集相连

　　

　　

不落地拱架——锦川石拱桥

德昌县锦川乡街地村旁“老碾”河上的铁路、公路石拱桥，像两道绚丽的彩虹悬挂在悬崖绝壁上。多少年来，这件铁十师46团英雄们负责施工的作品，承载起南来北往的汽车火车，成为了成昆铁路、108国道上的一道亮丽风景线。

锦川桥是成昆线上11座石拱桥中仅有的两座空腹桥之一，全长67.31米，桥孔跨48米，是成昆线上的第二大石拱桥。

　　从锦川铁路、公路桥主拱圈的厚度看，铁路桥比下面的公路桥厚将近一倍。这说明了铁路桥的荷载比公路桥重。这也是公路石拱桥目前最大跨度可以做116米，而铁路石拱桥只能做到54米的原因（四川丰都九溪沟大桥跨度116米，是我国目前跨度最大的公路石拱桥）。

　　历史上，石拱桥一般用落地木拱架来建造。因成昆铁路是备受关注的天字一号工程，两座空腹石拱桥使用了钢拱架。钢拱架的厉害之处在于其为不落地拱架，可以像桥梁一样直接跨河而去。而木拱架要在其下面的河流中做基础。

　　建造锦川铁路桥的过程中，工字型钢拱架尽管用了6榀(架)拱架均匀密排，而且相邻拱架工字钢的中心距只有0．35米。但是，由于荷载和跨度都较大，这密排的工字型钢拱架仍然不能承担全部的拱圈重量。为此，“西南铁路建设工地指挥部干硬性混凝土拱桥战斗组”花费心血设计出了叠合拱架法，对主拱圈上环的承载能力和工字型钢拱架的共同工作能力进行了复杂的计算。通过这样的计算，完成了锦川桥的架设，被业内人士称为“分环分段砌筑”法。

　　正是这个技术难题的解决，使锦川二桥史册留名。

　　

　　图说： 1、 德昌县锦川乡街地村旁“老碾”河上的铁路、公路石拱桥，像两道绚丽的彩虹悬挂在悬崖绝壁上。 2、 上面的石拱桥是成昆铁路的锦川桥，下面的则是北京昆明108国道的公路桥。 3、 《中国铁路桥梁史》中留下锦川桥拱架照片。 4、 2008年铁道兵重走成昆线，当年46团4营、5营的“老铁”们一下车就冲到锦川石拱桥前，高喊：“锦川中桥，我们修的锦川中桥。”

　　

　　新式桥墩——牛日河4号桥

　　牛日河因为成昆铁路而出名。成昆铁路13次跨越牛日河，有不下12座以牛日河命名的桥梁，最著名的要数牛日河4号桥。

　　牛日河4号桥主墩采用双柱式轻型新结构，是在和平村桥(直线)、张家村桥(曲线)两桥的科研成果的基础上采用拼装式预应力薄壁箱形结构的又一试点。第2号、第3号主墩采用的钻孔桩基础和栓焊梁都是二十世纪六十年代我国铁路桥梁的新技术。自成都起桥式布置为1孔32米上承桁梁、1孔64米下承桁梁、2孔32米上承桁梁，全桥总长170.75米，属大桥级，该桥四孔钢梁均为栓焊梁。

　　牛日河4号桥这些独创的新技术——拼装式预应力薄壁箱形桥墩、钻孔桩基础和栓焊梁，在今天的土木工程师看来，也许算不得什么。但那可是40多年前，万事草创艰难，1956年内昆线宜宾岷江桥之前，对付桩基础的方法要么人工挖孔，要么用打桩机；1965年迎水河大桥之前，铁路桥的钢梁上没有一颗高强螺栓；1966年牛日河4号桥之前，桥墩除去部分钢架桥墩，都是笨重的实心桥墩。

　　拼装桥墩,是先把空心的桥墩分段预制,然后送到现场拼装,这样做比现场浇灌缩短了施工的时间,改善了劳动条件,能节省一半以上的混凝土工程,而且质量也有所提高。

　　牛日河4号桥采用拼装式预应力薄壁箱形桥墩也不是有意为之的。按照原设计，牛日河4号桥的桥墩是实体桥墩，但是在这个四面是石头山的地方，却缺乏砂、石资源，从山外面运输也非常困难。因此桥墩改为薄壁箱型桥墩，也就是从实心桥墩改为空心桥墩。为此专门成立了拼装墩战斗组。

　　采用薄壁箱型桥墩之后，墩身圬工量（指砖石结构）从实心的1290立方米减少到447立方米，减去了三分之二，效果十分明显。

　　牛日河4号桥的拼装墩和预应力技术正在实施的时候，那块埋伏在牛日河4号桥下的孤石出场唱戏了。

　　铁路沿线有很多孤石经常矗立在山顶或山腰俯视着铁路，它们威胁着铁路干线的畅通。为了对付这些孤石，人们经常要设置各种各样的防护措施。还有一种孤石，它们已经滚落下来沉积在河流中，对于铁路桥梁建设，暗伏意想不到的困难。

　　在中国铁路桥梁史上，对付桥墩下河流里沉积的孤石，牛日河4号桥不是第一次。但是牛日河4号桥3号桥墩6、7号桩下这块孤石的厉害之处在于它相当的坚硬。铸钢钻头不行，加焊合金刃口的铆合钻头也不行，最后用上了地质钢砂钻头。经7天，才钻穿了两个直径100毫米的小孔，摸清了孤石的地质情况——1.3-2.8米厚的砂卵石，再下为白云质灰岩。

　　铁路英雄们决定将此两桩支在大孤石上，并各钻小孔两个深入基岩2米，插入小钢轨1根和25毫米钢管2根，再压浆使其与桩身固结。如今，那块坚硬的孤石现在还静静地躺在那里，只不过身上有几个小孔，插着小钢轨和钢管，充当着牛日河4号桥3号桥墩基础的角色。

　　1978年，牛日河4号桥获得全国科学大会奖。

　　

　　牛日河4号桥位于四川省凉山彝族自治州甘洛县与越西县的交界处。在成昆铁路北段阿寨车站与白果车站之间。

　　牛日河是大渡河中游的一条支流，现在叫尼日河，在上游喜德境内称尼日波河，至上游越西河裤档沟出口与越西河汇口以上称普雄河；汇口以下称漫滩河，进入峡谷区，甘洛境内呷日段称果觉河，甘洛县城以下称尼日河。

　　

　　　　柔性墩

　　柔性墩是成昆线上桥墩的一项重大革新，是桥墩轻型化的途径之一，1966年在成昆铁路金口河大桥首次采用，抗震能摇摆的柔性桥墩是成昆铁路桥梁建设方面的一个奇迹。

　　从前修铁路大桥，每个桥墩都必须各自为战，承担梁上火车的最大制动力，所以桥墩都修得粗大笨重。成昆线上一些大桥的柔性桥墩修得又高又细，柔性墩和梁联结在一起共同受力，列车进站时产生的强大制动力通过每一根柔性墩传给整个大桥，大桥只产生轻微的震动摇摆。

　　我国的柔性墩属同一类型，即未采用德国曾使用的油压传动装置，而是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台，中间均为柔性墩。同时，在全桥除在一个中墩上设置活动支座外，其余墩台均采用固定支座。当桥梁孔数较多且桥较长时，柔性墩固定支座的墩顶位移量过大而处于不利状态，活动支座的活动量要求也要大，刚性桥台的支座所受的水平力也大，因此，此时宜分成若干联：两个活动支座之间或刚性台与第一个活动支座间称为一联:每联设置一个刚性墩(台)，刚性墩宜布置在地基较好和地形较高的地方。

梁部结构采用钢筋混凝土梁。钢筋混凝土梁较重，有利于增强柔性墩的横向稳定，减小墩的压力偏心值，避免其出现拉应力。作用在桥梁上的水平力将按各墩台的刚度分配。因此，作用在每个柔性墩上的水平力较小。

　　图： 1、 全长882.65米的铁马大桥使用柔性桥墩，其中17号墩高50.4米。 2、 金口河一带地势险峻，没有安排车站的地方，就使用了上千吨的炸药，炸出了一块空间，建筑了我国的第一座桥梁车站。为克服列车制动的巨大冲力和曲线离心力，使用了柔性桥墩。 3、 板凳式桥墩 4、 水河桥，使用刚性梁柔性拱肋 5、 密马龙5号大桥，其桥墩高近70米，是全线最高的大桥 。

　　

　　简支式架桥机

　　之前广泛使用的双悬臂架桥机容易发生事故，为了提高施工速度，保证作业安全可靠，成昆铁路大量使用了的简支梁桥及与之配套的架桥机。

　　在工厂里面将简支梁桥预制，再运送到工地用架桥机架设，不仅速度快，而且成本也很低，是我国架设铁路桥梁的主要手段。1965年，为修建成昆铁路，西南铁路建设工地指挥部组织武汉工程机械厂等单位，对架桥机的结构进行根本改革，制造了新型的简支式架桥机，即130-66型架桥机。就是用这种简支式架桥机,成昆铁路上的大桥得以如巨龙般在川滇之间的高山深谷中穿行……

　　图： 1、 金沙江大钢桥——金沙江大钢桥位于金沙江中游处，大桥全长403.84米.是当时国内最大的钢桁梁铁路桥。 2、 迎水大桥用栓焊梁技术。

穿山过洞洞连洞

成昆铁路沿线，基本上没有平地，铁路要想从这里通过，只能采取艰巨的桥隧相连的形式。全线一共开凿了隧道427座，总延长345公里，其中长度在3000米以上的超大隧道就有9座。“出洞上桥，下桥进洞”，成了走成昆线最直观的感受。

1992年5月，国际隧道学术会议在成都举行，成昆铁路被各国隧道交通专家、大师称为“地下铁道”，堪称“世界一大壮举。” 　制服岩爆——关村坝隧道

　　长6107米的关村坝隧道，是成昆铁路进入金口大峡谷的第一个隧道，也是成昆铁路全线仅次于沙马拉达隧道的第二长隧道。

　　关村坝隧道扼成昆铁路北段之咽喉，因石质坚硬、隧洞长、以及创全国记录的1650米的最大隧洞埋深，而成为全线的重点。

　　关村坝开挖危险莫过于岩爆。所谓岩爆，就是石头突然碎裂，在千米深的隧道里头发现飞石。实际是属于地引力的一种释放（地层压力原来是平衡的，一挖隧道，穿过去的时候就等于出了空洞，石头受压力，自然蹦出来）。为此，专门成立一个战斗组研究岩爆。改用拱部一次扩大开挖法，并用锚杆挂网支护，以防岩爆伤人。还将岩壁用铆钢铆，或者用铁丝网围，另有全断面开挖，锚喷支护等新技术。建设者还把风动凿岩机钻眼爆破的隧道开掘方法发挥到极致……

　　1965年1月，当成昆铁路关村坝隧道创造双口月成洞百米的纪录时，这个位于大渡河谷偏僻山沟中的铁路隧道一下成为举国瞩目的焦点——中共中央为祝贺这个铁路隧道掘进记录的创造专门发去了贺电。这只是一条隧道的掘进记录，并非这条隧道的贯通，更不是成昆铁路的全线建成。时间过去了40多年，到如今，除去青藏铁路的全线通车，恐怕只神州飞船上天能够享受如此殊荣了。

　　双口月成洞百米的纪录之后，紧接着，两个口月月超过百米成洞，其中三个月双口突破了二百米，连续两个月突破了三百米。大决战中，还创出了月双口成洞六百七十二米的最高纪录。这些，在国内都是从来没有过的。彭德怀、邓小平、贺龙，还有李井泉、吕正操、程子华、郭维城、华罗庚很多人，都到过工地，无不为之感动得流泪。

　　

　　大战水帘洞——沙马拉达隧道

　　成昆铁路的制高点，是2244米的沙马拉达地区。沙马拉达是彝语，过去也写作沙木拉打，译成汉语大概是沙马土司家居住的山谷。沙马土司家族在彝族中是个大家族，但沙马拉达的出名，却不是因为沙马土司。而是因为成昆铁路上一条重要隧道以它命名。

　　全长6383米的沙马拉达隧道于1966年11月建成，是当时中国最长的隧道。线路海拔标高两千三百多米,比成都高出1800米。

　　我国隧道建设史经历了两个里程碑式的发展阶段：50年代以宝成线秦岭隧道为代表，使用钢钎、大锤、钻爆、木支撑初级支护，但全部采用人力修建，施工速度慢、不安全；六七十年代以成昆线沙马拉达隧道为代表，使用风枪钻爆，木支撑，采用分部开挖、小型机械操作，当时选线控制隧道长度7公里，已比宝成线的2公里前进了一大步。

　　成昆线上的水害，最突出的是沙木拉达隧道。这座隧道穿过白垩系紫红色砂质泥岩、粉砂岩和砂页岩地层，并有石膏脉填充。石质较软、易风化、断层构造裂隙发育。地表沟谷密布，地下水蕴藏量大。一次，一昼夜涌出一万二千多吨地下水,隧道成了一个水帘洞。

　　施工采用上下导坑先拱后墙法开挖，后为加速施工进度，改用蘑菇形开挖法。在隧道两端均设有平行导坑，共长5404米，以利施工通风和排水。成都端平行导坑施工时曾出现瓦斯，即用混凝土封闭。衬砌采用就地灌筑混凝土，漏水严重处压注水泥砂浆或丙烯酰胺水泥砂浆。因地下水，石质松软地段的部分道床发生过下沉和开裂，全隧道采用支承块式整体道床。隧道运营通风采用洞口风道吹入式，风机设在低洞口……