C百年前的铆件 内壁光亮如新
他们打开杆件上的铁铆发现;铆钉和杆件的结合面光亮如新,没有一点锈蚀。这大大出乎人们的意料。在建桥时没有足够电力和现在的焊接技术,构件的连接和固定全部是采用热铆技术完成的。热铆是由烧红的钉坯插入构件的钉空中,铆合而成,铆钉打好后,钉杆由高温逐渐冷却而发生收缩,但被钉头之间的钢板所阻止住,所以钉杆中产生了收缩拉应力,对钢板产生压缩系紧力,就将两个构件结合在一起了。铆钉连接由于构造复杂,费钢费工,现已很少采用。但铆钉连接的塑性,韧性、传力性可靠,质量易于检查,在一些重型和直接承受动力荷载的结构中,有时仍然采用。
“起初我们以为一百年了,铆合处多少会有些锈蚀,可当我们将铆件启开后发现,里面完全是簇新的,也就是说一百年也没有任何空气和水分进入而造成锈蚀。当时使用炭火和锤具等简单工具,能达到如此工艺令人匪夷所思,很难想象。”董擎说。
2004年维修加固的原则是修旧如旧,替换构件不能用焊接技术施工。董擎描述了2004年维修时的情景。“当时我们还是采用了古法的热铆技术。因为效率低,这种传统工艺已被淘汰,要找到会这种技术的工人太难了。这也是我们在那次维修中遇到的最大困难。几经辗转,多方寻找,最终在兰州机车厂找到了几位会热铆技术的工人。他们用焦炭将铆钉烧红,下面的人用钳子将烧红的铆钉抛给上面铆合的人,负责铆合的工人用钳子准确地接住铆钉,快速插入钉空,迅即抡锤铆合,再看时,烧红的铆钉已经恢复原来的颜色了。整个动作一气呵成,连贯优美,速度、力量、精准,恰如其分,天衣无缝,令人叹为观止。看热铆施工就像欣赏一场魔术表演。”为了让我们听明白,董擎一边讲一边用逼真的动作比画着。
2004年铆合的工作量和当年建设大桥时的施工环境和工作量是不可同日而语的,时至今日我们仍然无法想象如此宏大的工程在当时是如何完成的。
名词解释
水位:海洋、江河、湖泊等水域的表面某一时刻相对于某一基准面上的高度。表达水位所用基面,通常有两种:一种是绝对基面,一种是测站基面。我国目前采用的绝对基面是黄海基面,是以黄海口某一海滨地点的特征海水面为零点的。
D 桥墩材质就是片石混凝土
2004年的维修加固中,董擎和他的同事们还发现,整个桥梁的铰接技术和销钉连接技术对大桥的耐用性起到了至关重要的作用,这两种技术的使用大大增加了桥体的弹性和韧性,当桥体在受到压力和震动时,各连接点会消解一部分外来压力。这两种技术在别的桥梁中是很少使用的。中山铁桥经历战火洗礼、地震摇晃、洪水冲刷、铁船撞击、车辆辗轧,百年之后之所以能完好地矗立于黄河之上,它的建筑特点无疑给了一个科学合理的解释。这也是分辨原桥构件和维修后构件的重要参照物。董擎说,凡是隐藏在桥体中的焊缝和高强螺栓,都是后人维修过的地方。
随着时间的推移和人们对铁桥关注度的增加,铁桥的资料在这时已经有很多了,获取资料的手段和渠道也宽了,很多人能解释清楚了,有人能提供资料了。这一次董擎没有为找资料费多少周折。
2011年,为适应防洪、抗震的需要,铁桥再一次进行维修和加固,并且要抬升1.2米。董擎在20年中第三次参与进来了,不过这一次董擎的身份是管理方,是业主。这一次对于百年铁桥是伤筋动骨的手术。但这对现代专业的施工单位和工程师们来说,已经不存在问题了。这次维修加固的难点在于水下施工,老河床水文、地质条件较为复杂。工期和1994年相比而言,工作量大、施工难度高,但工期同样是3个月。施工方通过现代探测手段,获取了桥下的地质结构、水文信息、以及桥墩的材质构成,为科学施工提供了更为翔实准确的第一手资料。根据建桥的年代,人们一直认为桥墩应该是用条石砌起来了。而这次通过钻探取样否定了这一猜想,桥墩材质是片石混凝土。计算机和高新设备的运用,使得施工更加精准,目前中山铁桥已完好无损地抬升了1.2米。桥面高于地平面的部分初定为坡面连接,可能会根据桥面铺装、广场改造的具体情况调整方案。
E中山桥是按百年一遇标准建造
在各种自然灾害和战火等人为因素的侵害下,铁桥能屹立百年而不倒,本身就是设计水平高超的证明,存在即是合理的。1981年八九月间那场洪灾,对于很多兰州人来说是最惊恐的记忆。据记载这次洪水来势猛,流量大,持续时间长。4500立米/秒的大流量,持续了16个昼夜,5000立米/秒以上的流量持续了6天6夜。最高流量一度达到5640立米/秒,水位1516.85米,是自有实测资料以来的最高纪录。黄河铁桥也在那年经历了史无前例的考验。黄河兰州段流量是以中山桥流量为准的,水面离铁桥标高仅有50厘米,浪花溅上桥面,情况一度十分危急。在政府和军民的共同努力下,铁桥保住了。但客观地讲,能够抵御这次洪水,取决于铁桥本身的质量。铁桥的设计建设应该是百年一遇洪水的标准。
2011年维修加固获取的桥下地质结构、水文等信息证明,不论是桥址、桥位的选择,还是桥梁的标高都是无比精准的。但在百年前建桥时没有任何的水文记载、地质资料,也没有现代化的探测技术和仪器的情况下。这些数据是如何获取的?桥梁的建设标准又是如何确定的?董擎百思不得其解。因为建设桥梁的原始资料缺失,不能查到当时勘测详情。这成了一个巨大遗憾。
F黄河铁桥有极高的美学价值
“其实最科学的桥梁是我们老祖先们造的石拱桥,桥梁实用性能和美学性能都是一流的,像赵州桥能历经千年而完好保存足以说明问题。”董擎认为,中山铁桥是欧洲工业革命的成果在中国应用的产物。中山铁桥的特别之处在于,它建设在了仍处于封建社会末期落后的中国西部。在国内同时代类似的桥现存的还有上海的外白渡桥,广州的海珠桥,中山桥和这两座桥相比,承载能力相当,使用钢材最少,是最轻巧的钢结构桥梁。
董擎通过长期研究发现,中山桥在桥梁美学上很有特点。随着人类物质文明的发展,桥梁美学对于城市或区域形象的塑造有很重要的意义。人们已将桥梁实用性和艺术性放在了同等重要的位置,桥梁美学特性所带来的社会效益也逐渐显现。像北京郊区的卢沟桥,不仅栏杆上刻的485个狮子形态各异,堪称一绝,桥头的华表,碑亭更是华丽典雅。大桥的整体造型,对称均匀,比例恰当和谐统一。因其美学特点而受到世界的关注。在现代桥梁建筑中,美学已被作为一门独立的项目来研究。中山桥和白塔山就形成了一道和谐的风景。这是一个很好的课题,需要美学专家们深入研究和发掘。
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