忆用顶入法建地道桥的來历

淡水湖总工

配乐：you raise me up，可点击音频符号开启。 天津解放娇，当年开桥时海轮过桥的情景……。请注意！开桥后海轮两侧的桥体在开启翻转的过程中，桥体退进至桥墩内了，为通航腾出了空间，是开启桥设计中的妙计！是同类工程中的亮点，也是桥梁设计行业中大家常论及的佳话。 大桥怎麽向后滚翻？下图桥上黑色半圓为大齿轮，桥面有大齿条，齿轮在齿条上滾动，就这麽简单。 忆用顶入法建地道桥的來历（上面跑火車下面修桥的來历）在六十年代，我国埋设大型排水管道，采用顶管技术已十分成熟。1964年，悉哈尔滨市城建局在铁路下顶进了一条宽2m的钢筋混凝土方涵。天津市建设局组成考察团（孙连溪、冯生华、崔培年等）去现场考察。该方涵项目设计人应德范工程师热情接待，晚上还参观了哈市首屆冰灯展会。回津后我们提出了在天津十五经路顶进三条3m方涵作为地道桥的墩台，並在墩顶拉入顶板梁，再在梁下挖土建地道桥底板。以使铁路下开通十五经路地道。 在那个年代，管线穿越铁路，一般都用顶管法，並尽力深埋，以保证铁路安全（力学上考虑管道顶部土体形成卸力拱）。 天津十五经路地道桥於1966年建成通車，为全国第一座用顶入法建成的地道桥。（建第一座地道桥的过程，请阅本文後附‘’顶入法建第一座桥的聊天记录 ‘’ ）此桥的建成，令人们发现，在铁路下顶进箱形方涵，箱顶在铁道钢軌下越深顶进时铁路越危险，而仅留出铁道钢轨加固的一定尺寸，让箱顶沿着枕木顶进，才是保证铁路安全的最安全措施。从此，在铁路旁预制成的箱形桥，可利用火車列車通过的间隙，挖一镐土，顶一镐桥（工程上常称千斤顶为顶镐，当时，要求向前挖土200mm，顶镐就把桥顶进一镐约200mm，以确保路基安全），能很快安全地令箱形桥就位，再舖路通行。建成地道桥。 天津市建成第一座地道桥后紧接建第二座地道桥（箱形桥扩大到5m，想在其上架钢梁再推入7m宽箱体，结果顶进5m箱獲得经验，就把7m箱也顶进就位了）。当时，石家庄有一旧地道桥拓宽，曾在旧桥桥台后扩建处架立枕木垛在桥台与木垛上架钢梁推入了一箱体，完成地道扩建。 此后，我们与铁路工务老工人及工程师们合议，提出了建三孔箱形桥（全宽21.6m）的构想，獲得支持。必须明确指出，顶入法建地道桥，北京路局天津分局总工室的工程师和工务段老工人的大力支持和辛勒工作功不可没！谨在此致以崇高的敬礼！ 当年，我们用人工计算，画出了三孔连续刚构的內力影响线，赴铁三院桥隧处、铁专院、各大学等请教桥梁设计专家，獲得口头认可。因为这是全国第一座三孔刚构铁路桥，我们终于克服许多困难，用顶入法建成此桥。 立马北京西大望，广渠门……山东德州，江苏徐州，河北廊坊等等都参考我们图纸建成三孔地道，铁道部专院赵启儒总工编制三孔桥标准设计全国推广。1980年，才在北京图书馆查到国外资料，也是用顶入法修建地道桥，施工工艺大同小異。宽度约10m左右。现在全国各地在铁路下建地道桥已是成熟的施工方法。可回想1965年是多么困难，关键在如何利用列車通行的间隙加固线路，挖土顶进的工艺及箱体结构的设计、预制、起动，还有后背设计。看了国外资料会心一笑，真是英雄所见啊！ 天津用顶入法建地道桥，应国家要求编撰了专著“城市地道设计与施工”，並科学大会授予奖状，“铁道建筑” 编辑部还誉天津院冯生华为地道桥专家。 这是老朽的一点回忆，欢迎批评指正。 下图为用顶入法建成的三孔地道桥，中孔为机动車道，两个边孔为非机动車道。 下图为用顶入法建成的第一座地道桥断面。先顶入三个3米宽的箱形墩台，再拉入顶板梁，可挖出梁下土方，並舖装底板，形城左右二个車道。左右二个边箱作人行道，中箱用作管廊。 顶台是长48.5米的隧道，分成五节，节间设顶进中继间，有千斤顶完成节间依次伸缩向前移动，最终就位。与建地铁的盾构相似。 本桥结构设计：冯生华、李子光 下图为前述第一座地道桥建成后设计的第二座桥，全桥有四孔，两中孔宽7米走机动車，两边孔宽5米走行人及非机动車。施工中先顶入了左右两5米边孔，结果在实际操作中，挖土（前进200mm）……顶进（200mm）……再挖土……再顶进……警报火車将至……停止顶进並加固好枕木路轨……过火車……再挖土顶进……对利用火车列車行进的间隙进行加固操作有了一套丰富的工艺规程，把两个7米宽的箱体也安全顶进就位。原设计要求制作成的中间备用小墩台也废用了。 本桥箱体结构设计：韓襄荣、陈志強、冯生华 天津市连建二座地道桥，全国铁路工务（铁路局内部信息交流发达）部门，城建系统参观考察队伍蜂拥而至（我有时要上下午各接待一个考察团，讲解越讲越精练），彻底改变了原先建地道市政积极铁路被动的局面，当我提出三孔连续框架一次顶入的方案时，獲得了一致拥护。关于中孔我定 9 米宽的理由是如隧道中有一車发生故障，隧道应仍可单向行車之故。＊＊＊另1968年天津西郊区建曹庄地道，其公路要求地道为单孔宽 10 米，其顶板按原设计要求厚达 1米，引路就太长。后我学习参考蔡方荫：变截面刚构，並补充了该专著所缺的双侧加腋变截面杆件刚度计算（另有短文刊于“特种结构”），将顶板厚度减为500mm，缩短了引路节省大量投资。此在铁路桥梁设计中也是首例。 本桥结构设计：冯生华、应康、孔毅 此乃1995年，天津市政工程局接受国家下达的编撰任务，由我任编写组组长並配备抄写描图人员，历时数月编撰而成的一本专著。1976年出版。参编人员有：冯生华、张孚珩、黄大健、马文翰、翟润章、樊茞华、金余珠。 当时我已積十年之久的工程资料，並发表了不少短文於路桥刊物上，接受任务后，各章节编写大纲很快成稿。但设计內容明显多於施工，后又另行编撰了施工中各种工艺方法的专著。必须说明，崔培年工程师因现场工作繁忙，未能参编。但他是地道顶进施工的重要发明人与重要实践者，他作为施工项目负责人曾为石家庄（副市长孙永生局长张吕鈡）、唐山、廊坊、北京等工程项目提供了设计施工的帮助与便利。 下图为出版社与冯生华联络，转达了各地读者对了解挖土顶进施工细节的要求，由冯生华张孚珩利用业余时间，综合当时掌握的国內外资料，历时二年完成“顶入法施工”书稿，于1982年出版。 冯生华共撰写並正式出版有 1,600,000字的专著及短文。除主编与参编的专著外，其短文正式刊出的刊物有：“给水排水”“中国给水排水”“中国市政工程”“中国环保产业”“特种结构”“铁道建筑”“铁路标准设计”“城市道桥与防洪”“天津城建学院学报”“建设科技”“天津建设科技”“城市环境与城市生态”“供水排水”“北京国际会议论文集”“亚洲给水排水”“市政工程通讯” （全文完，下有附件） 用顶入法穿越铁路修建全国第一座地道桥的故事（聊天记录） 同郝强院长微信聊天…… 当年才20多岁…… 一个外行小伙 去哈尔濱（孙、冯、崔、赵振章、韓师付去见应德范总工）看了人家顶入铁路的2米方涵。 回天津要在15经路建地道，三人研究组（孫连溪、冯生华、崔培年）提出的方案是：顶三条3米宽，48.5米长的墩台进入铁路，再架梁封底板成地道桥。有点胆大包天。 当年，人民代表要求建地道的意见对市政府压力山大，市领导同北京路局天津分局上层有了共识。但在铁路运输的安全上，路局上下都用技术上不可行的理由否决我们的方案。 我们在天津分局，北京路局……连续要求召开了12次大型技术审查会。 首先是天津的軟弱地基…… 我们在方案被否定后提出在现场进行地基耐压试验，对方认为此行必败，故同意並列进了纪要。 回津后，我立即完成试验方案的图纸及说明书。现场立即开工挖基坑，全部操作按规程进行。市政研究所总动员，仪器仪表及人员分三班参战。 我也深入现场，獲得许多知识。 国家规程表明，地基承压（有加载规范）变形超过40mm为地基破坏，我们遠未达到此值。估计原因是地基已上百年经上层土重荷载下，密实度大增，地基土的物理分析也证明了这一点。 故在地基承戴力上我们得到了铁路总工室的认可。大型技术审查会就继续进行。 要特別指出： 当年建设局曹树勋局长，宋仲良技术处处长，研究所孫连溪总工，公司崔培年工程師……的全力支持及指导是关键。 （待续） 天津的津浦铁路及京山铁路把市区分割开，且因防洪，路基高出地面数米，如立交上跨，引路长投资大，下穿则施工难，影響铁路运行。 而建地道是全国各地的需求，当年因城市发展，交通量增大，人们为过旧地道因堵塞而扛着自行車冲破铁路护栏，爬行高路基过铁路的危险场面，时有出现。故创建施工新方法建新地道桥是势在必行。 前述路局总工室技术审查会最后集中到一点： 天津建设局所报15经路地道方案为双孔四鉸框架结构，属不稳定结构！ 在这最后一次的会议上，我代表设计方，作了答辩。 我指出，我国在中央要求学习苏联先进经验的指导方针下，都建了輕型桥台的公路桥及铁路桥，而轻型桥台的基本理论就是不稳定的四铰框架在土体中因土压力的作用，其结构是稳定结构。故15经路地道桥的结构设计是正確可行的。 我同时展示了我院许多资料及图片。 会场静悄悄……无人发言了。 路局总工决定，接受15经路地道设计方案，令我们尽快报送全部设计，办理正式报批手续。 1966年建成国内第一座用顶入法修建的地道桥。马上又建了第二座並扩展了施工技术。紧接又建成了第三座，三孔连续框架一次顶入的新开路地道桥（应说明，六十年代设计尚无电脑，人工计算三孔刚构在桥梁界应是首例。其刚构侧移分析也是首例，请另见我的专文）。 此后北京吴西伦，石家庄孙永生，张吕钟，徐州汪光焘，上海林元培，铁道部赵启儒等都相继來津参观考察（全国工务部门更不计其数）。铁道部更把三孔桥出版标准设计全国通用。 我在施工现场配合参加劳动时还受伤压断脚骨……有关领导多次到我家慰问，常想起而难忘。 关于顶桥的施工工艺的革新，主要有前端刃脚设计，后端顶力后背的设计以及箱体预制后起動脱离基坑底板的设计。 在天津上海建地下工程，因软弱地基，必须先抽降地下水位，否则一切工程措施都无效。这是同类工程中北京石家庄所持有的优势。所以在天津搞顶桥工程，常用的一句术语是“挖土顶进，严禁超挖”！即先挖土再顶进，同时禁止超挖，以免坍方危及铁路路基安全。这是我们设计文件中关于施工说明的重点。 另外在桥体顶进中铁路加固的设计一般由路局工务部门负责，主要引用已有成果的铁路吊轨扣轨等技术。曾经用过的钢板脱壳与架梁推入等工艺后很少应用了。 以上都在我的专著中已有论述，有兴趣者请移步查阅。（完） 來津考察地道桥设计施工的几位专家： 北京院吴西倫后任深圳设计事务所董事长； 石家庄孙永生后任副市长，张吕钟后任市政工程局局长； 徐州汪光焘后任国家建设部部长； 上海林元培后入选院士； 铁道部赵启儒后任专业设计院总工。 2001年后我來深圳，曾求见吴西伦，她还约了正在深圳的赵启儒，选日一见。 遗憾，忽赵总有急事回京了。三人敘旧成泡影，后见了吴总，多年不见早已事业有成。幸甚也。 💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛 纪念孫连溪总工原天津市建委总工程师孫连溪於2022年12月30日在睡梦中离世。享年94岁。孫总是天津市建设局原十五经路地道研究小组组長，组员：崔培年、冯生华。孫总主持研究、设计、施工，建成了国內第一座用顶入法，能通行机动車的铁路地道桥，即天津市十五经路地道桥。此后市局又趁势建成了南口路、新开路及曹庄地道桥。为此，在此深切悼念孫总。 孫连溪总工千古 * * * * * * * * *附注：1966年地道桥建成，影响全國。此后北京吴西伦，石家庄孙永生、张吕钟，徐州汪光焘，上海林元培，铁道部赵启儒等都相继來津参观考察（全国铁路工务部门更不计其数）。铁道部更把三孔桥出版标准设计全国通用。 图片欣赏 上图为冯生华编著的“建设运行污水处理厂”的专著下图为冯生华主持设计的天津东郊污水处理厂