《大国速度》
上期提要:滇越铁路的南段在越南境内,北段在中国境内,将越南的首都河内与云南的昆明连接起来。滇越铁路途经区域的地质环境和气候环境都是非常复杂的。平均每三公里就需要打通一个隧道、每一公里就要修建一座桥涵。
关于铁路的运输能力,火车在宽轨上行走和在窄轨上行走,载重上一般没有太大的差别,窄轨的载重未必就少,甚至可以达到与标准轨同样的负载量。
关于铁路的修建成本,窄轨铁路的轨距不超过0.9米,成本会明显降低,但是,运载能力通常稍受局限,所以,登山铁路普遍使用这种轨距。
在修建滇越铁路的初期阶段,考虑到适应云南地区的地质环境条件,同时为了降低工程建设成本,采用了窄轨铁路设计,在铁路线路上也做出了调整。原计划的西线铁路途经之处有地震断裂带,而且云南地区的山地比较多,坡度很大,地理环境复杂,按照当时的铁路建设技术水平,在这样的环境中是没有能力修建标准轨铁路的。于是,法国将铁路线路向东迁移,并决定修建一米轨距铁路,可以满足经济相对落后的云南地区生活需要。
滇越铁路作为云南的第一条铁路,越南段地形比较平缓一些,云南段则是“桥隧相连,弯急坡陡”。铁路在海拔两千三百米的云贵高原与海拔七十余米的河口之间绵延起伏,五分之四的铁路线都是在群山峻岭之间。虽然修建米轨铁路的工程量要远远低于标准轨,但是,单位公里的铁路修建所消耗的成本为其他地区修建标准轨铁路的两倍。整个铁路修建中,所消耗的费用已经达到了两千万两白银。
滇越铁路共修建二十二座铁桥,总长度九百九十七米；修建一百零八座石桥,总长度三千一百一十八米；修建一百五十八座隧道,总长度一万七千八百六十四米。滇越铁路线最小曲线半径是八十米,最大坡度达千分之三十。
法国在云南地区修建滇越铁路还没有获得清政府同意,就已经于1899年成立了滇越铁路公司,以法国东方汇理银行为代表的几家机构组织开展集资。1901年,滇越铁路的南段,越南境内从海防至老街的铁路线路开始动工修建。直到1903年,法国与清政府签订了《滇越铁路章程》之后,法国才算真正意义地获得了修筑滇越铁路的特权,从1904年开始正式兴建。
滇越铁路的修建中,设计和技术都是当时世界上最先进的,是当时高水平铁路工程的代表。
滇越铁路的云南段上,白寨大桥是最大的一座金属高架桥,采用的是钢塔架桥墩。这座桥位于今红河哈尼族彝族自治州屏边县所在区域,是法国的桥梁设计大师、法国巴底纽勒建筑公司董事保罗·波登所设计。白寨位于屏边县湾塘乡与白河乡交界的不远处,这里有一条非常大的山沟,当滇越铁路修建到这里的时候,就被山沟挡住了去路。保罗·波登设计了钢塔架桥墩铁路桥。建筑的规模非常大,是滇越铁路云南段最大的桥梁,称为“白寨大桥”。
白寨大桥从1907年九月十五日开始修建,1908年三月就竣工了,全长一百二十六米。有八座钢塔架桥墩支撑铁桥臂拱,上行端连接隧道桥墩非常高大,其中第三号桥墩、第五号桥墩、第六号桥墩、第七号桥墩的高度达到二十四米。贵昆铁路上的可渡河特大桥在1965年建成之前,白寨大桥都享誉“中国桥墩最高的钢塔架桥墩铁路桥”盛名。桥梁是上承箱式钢钣梁,十七段八米。半径一百米的曲线上桥的长度为八十四点三米,桥墩和桥面的总体重量为二百七十四吨。如此规模巨大且施工难度高的工程仅仅用了六个月的时间就建成了,与保罗·波登的设计不无关系。
大桥所在南溪河谷的地形非常复杂,采用钢塔架桥墩则发挥了优越性。桥梁的设计简洁,规避了当地的各种影响因素,解决了峡谷地区的交通问题,施工效率也明显提高。
按照1905年的白寨大桥设计计划,是修建石砌高架桥,但是考虑到当地的地质条件和气候环境,石砌高架桥的施工难度大、进度慢,即便是到1909年底也未必能竣工。
保罗·波登对白寨大桥采用特殊设计的金属高架桥,是由于此前在类似的地形上曾经修建过石拱铁路桥,五个孔的拱跨是十米,两个孔的拱跨是五米,从1906年三月动工修建,持续施工用了四年的时间。白寨大桥的设计有了前车之鉴,就接受教训,采用了金属高架桥,于1909年四月十五日通车。
白寨大桥的修建中,不仅施工难度大,而且施工技术要求也非常高,在世界上也是屈指可数的。白寨大桥成了世界铁路史上值得仿效的范例。
悬空架设的五家寨“人”字铁路桥
提起滇越铁路,就会很自然地想到“五家寨铁路桥”。这是一座大型肋式三铰拱钢梁桥,两个拱臂构成汉字“人”字形,也被形象地称为“人字桥”。据说在悬崖峭壁中傲立的“人字桥”可以与法国的埃菲尔铁塔媲美,无论是设计风格,还是制造工艺,两者属同类。在铁路建筑史上,“人字桥”是一个奇迹。
在二十世纪初期,云南地区的人们还过着日出而作、日落而息的生活,一个巨大的铁路工程在这里启动了。在云南的崇山峻岭中修建铁路,难度是超乎想象的。滇越铁路云南段的修建中,几乎没有平缓的道路,也没有直线的道路,当进入屏边段,过了倮姑,一条好好的路被挤成一个“几”字形,滇越铁路施工的位置就在“几”字形的顶端。这一年是1907年,滇越铁路的修建正沿着南溪河岸逆流而上,到这里不得不停工了。
工程人员对这个区域进行了全面考察,发现南北两地的落差是非常大的。修建铁路的规定坡度要求不超过千分之三十,保证铁路机车可以正常行走。为了规避这个落差,铁路线的设计上就运用了延展的方法,拐了一个弯,这就必然会通过四岔河。
这里的四岔河河谷是南溪河的源头,谷中的溪流湍急,谷底乱石垒积,有瀑布垂下,使得谷底形成了深潭。在如此地势险恶的地方修建铁路,所遇到的铁路技术难题在当时的世界也是少有的。
四岔河河谷两侧的山峰高度为二百米,需要修建铁路的位置是在距离谷底一百米高处,两侧绝壁之间的距离大约七十米。这就意味着,要让火车铁轨通过,就必须要凌空架设一座铁路桥梁连接两端的隧道。当时多国的铁路专家都煞费苦心,但是这个难题依然没能解决。
为了获得最好的设计方案,法国铁路公司决定对外征集。经过工程师的勘测之后,勘测组将这一路段的具体情况以及特点拍成照片,在法国的报刊上刊登征集桥梁设计方案的启事。
法国工程设计师保罗·波登当时是法国巴底纽勒建筑公司的工程师,也参加了这次竞标。保罗·波登设计的威敖钢结构铁路高架桥在1902年完工,保罗·波登因此在行业内很有声望。保罗·波登亲手设计了威敖钢结构铁路高架桥,法国巴底纽勒建筑公司用七年时间完工,成功地跨越了威敖河谷。
下期看点:滇越铁路修建工程到达波箐与倮姑站之间的时候,只见这里地势险要,山体大,坡面非常陡峭,世界范围内是少有的。一些地方的地势坡度已经接近垂直,上面是绝壁,下面邻近深渊,河谷中的溪流急匆匆流过。
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