瑞士是個山地國家,高山湖泊多,地形及氣候復(fù)雜,面積約4.13萬平方公里,人口約867萬。瑞士國家雖小,但其競爭力、創(chuàng)新力和人均生產(chǎn)總值均居世界前列。 在陸路交通方面,瑞士擁有歐洲最密集的鐵路網(wǎng),全長超過5000公里,建有約6000座橋梁;國家公路網(wǎng)長約2260公里,建有約4400座橋梁。山區(qū)及高原地形使得瑞士成為一個在橋梁領(lǐng)域頗有建樹的國家。 瑞士橋梁的規(guī)模都不算大,但特色鮮明,創(chuàng)新突出,反映出瑞士橋梁工程師的設(shè)計理念和建造水平,這得益于近現(xiàn)代瑞士出現(xiàn)的幾位橋梁大家。 按時間排序,第一位是羅伯特·梅拉特(Robert Maillart,1872~1940)。他徹底改變了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用,創(chuàng)造了三鉸拱、橋面加勁拱、斜腿剛架等橋梁結(jié)構(gòu),以及一些有特色的鋼筋混凝土工業(yè)建筑。他設(shè)計的世界著名的薩爾基那山谷橋(Salginatobel,1930)、施萬巴赫大橋(Schwandbach,1933)等極大地改變了混凝土橋梁結(jié)構(gòu)與美學(xué)的發(fā)展,并影響了他之后幾十年的建筑師和工程師。 第二位是瑞士裔美國橋梁工程師奧斯馬·安曼(Othmar Ammann,1879~1965)。他早年移居美國,曾參與編寫魁北克大橋和塔科馬大橋的事故調(diào)查報告,在紐約設(shè)計了幾座世界著名大橋,包括喬治華盛頓大橋(GWB,1931)、貝永大橋(Bayonne,1931)、韋拉扎諾海峽大橋(Verrazano-Narrows,1964)等。他也曾投標(biāo)過瑞士的一些橋梁項目,但未能如愿。他的一句名言是:“建造一座丑陋的橋是犯罪!” 第三位是克里斯蒂安·梅恩(Christian Menn,1927~2018)。梅恩參與了全球約100座橋梁的建設(shè)。在瑞士傳統(tǒng)鋼筋混凝土拱橋的基礎(chǔ)上,他探索預(yù)應(yīng)力混凝土的技術(shù)和美學(xué)可能性。他主持設(shè)計的費爾森瑙高架橋(Felsenauviadukt,1974),是世界上首座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。后來發(fā)展了預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋,如著名的甘特橋(Ganter,1980)和桑尼貝格橋(Sunniberg,1998)。 本文介紹的一座百年老橋,位于瑞士伯爾尼至弗里堡的鐵路線上,是瑞士最大的橋梁之一,這就是格蘭菲高架橋(Grandfey Viaduct)。 第一座格蘭菲高架橋是一座上承式格構(gòu)桁梁雙線鐵路橋,建于1857-1862年。這是一座熟鐵橋,橋長大約380m,主橋分跨43.30 5Ⅹ48.75 43.30m,墩高約75m。這橋的建設(shè)特點有二:一是橋墩的下半部分為砌體,上半部分采用高約43m的鑄鐵管結(jié)構(gòu),這樣可避免搭設(shè)高大的腳手架及大量石材的提運;二是梁體采用拖拉法架設(shè),是這一施工技術(shù)早期實踐的典型橋例。 1856年,奧地利建筑行業(yè)期刊Allgemeine Bauzeitung上的一篇匿名文章提出了用拖拉法建造格構(gòu)梁橋的方法。隨后的幾年時間內(nèi),瑞士的一家建筑公司采用這一方法建造了三座格構(gòu)式梁橋。格蘭菲高架橋的架設(shè)由法國的一家鋼鐵公司承擔(dān),基本工序是:前推第一跨格構(gòu)梁到位并用作起重機,建造第一個橋墩的鑄鐵管結(jié)構(gòu),然后前移梁體,建造下一個橋墩。 順便提及,拖拉法最初用于鋼鐵梁橋架設(shè)。直到20世紀(jì)60年代,德國的雷昂哈特和鮑爾基于拖拉法研發(fā)出頂推技術(shù),并用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工。第一座采用頂推技術(shù)的混凝土梁橋是委內(nèi)瑞拉卡羅尼河公路橋。這橋長480m,寬10.3m,分跨48 4Ⅹ96 48m,1964年建成。 60余年后,隨著列車載重和速度的增加以及結(jié)構(gòu)的劣化,需要重建格蘭菲高架橋。新橋由羅伯特·梅拉特主持/指導(dǎo)設(shè)計,通過對比分析采用了最為經(jīng)濟的方案,即在原橋基礎(chǔ)上改造出一座雙層橋面(上層雙線鐵路,下層行人)的鋼筋混凝土拱橋。新橋長383m,高82m,最大凈跨徑42m,1925年建成。 第二座格蘭菲高架橋的建造也有兩個特點:一是采用米蘭法修建混凝土拱圈,借助舊橋吊拼勁性骨架,避免搭設(shè)高大拱架;一是為經(jīng)濟和安全計,盡量利用原有結(jié)構(gòu),把一部分金屬桁架包裹在了新橋的混凝土中。 按今天的工程眼光一眼看過去,格蘭菲高架橋?qū)嵲诓煌怀觥5?dāng)我們認(rèn)識到第一座格蘭菲高架橋建成于162年前、第二座格蘭菲高架橋也快服役了一個世紀(jì)后,就不免對其另眼相看了。這座鐵路高架橋采用的組合式橋墩、拖拉法架設(shè)格構(gòu)桁梁、米蘭法修建混凝土拱圈、利用舊橋建新橋等,放在當(dāng)時就是創(chuàng)新技術(shù)及應(yīng)用,放在今天也不過時。值得我們品位的,是百年前橋梁工程師們的創(chuàng)新理念和獨具匠心。因此,撰文一敘,供感興趣者參閱。 主要參考文獻: 1. Grandfey Viaduct. https://en. /wiki/Grandfey_Viaduct 2.La reconstruction du Viaduc de Grandfey. https://www./digbib/view?pid=bts-002:1925:51::306#1471 3.MONTAGES DES PONTS ET CHARPENTES. https://cnum./pgi/fpage.php?ECCMC6.74/0824/100/835/820/835 4.Taktschiebeverfahren. https://de./wiki/Taktschiebeverfahren |
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