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福斯铁路桥

作者 法广

福斯桥的全名是福斯铁路桥位于英国苏格兰爱丁堡西边,是跨越福斯湾海峡上的第一座桥梁,仅供铁路使用。这座横跨苏格兰福斯河口三角湾的铁路桥是世界上最长的多跨度悬臂桥, 1890年开通,一直是客货运主干道。各种未经装饰的建筑结构元素的直接呈现构 成了它独具特点的工业设计美学。在风格、材料和规模上的创新使弗斯桥成为以铁路为陆路长途运输主要交通方式时代桥梁建设与设计的重要里程碑。

福斯桥建筑在爱丁堡城北福斯河上。福斯河是英国苏格兰地区的主要河流之一。它发源于史特灵郡的山区,东流约三十公里后经过史特灵市区,继续向东至法夫郡金卡丁镇后,形成福斯湾,最后注入北海。

福斯湾南岸是苏格兰首府爱丁堡,福斯河流域也是苏格兰重要的人口聚居区。共有三座大桥跨河湾,分别是金卡丁桥、福斯公路桥和福斯铁路桥,它们组成了苏格兰东侧交通枢纽。

福斯桥的设计者称,这座桥的结构系统是从中国的木伸臂梁(鹊巢桥)演变而来的。桥造成后7年,李鸿章出使英国,在参观这座桥后,也想在中国的渤海湾建造一座。后来詹天佑在当粤汉铁路督办时,提出的武汉长江大桥的方案就参照了福斯桥。

1882年开始建造。桥梁施工历时七年,中间更换了设计工程师,修改了设计方案。七年中,施工动用了四千多名工人,高空施工中牺牲了98人,并造成了数百名人员伤残。为了纪念这些为英国桥梁事业做出贡献的蓝领工人,后人在桥址处修建了纪念馆。

1890年3月4日大桥建成,威尔斯七世国王将一枚金铆钉钉在桥上,宣告大桥竣工通车。

21世纪初,英国的养护部门对结构进行了检测,主要承重结构仍然完好。只是对部分杆件和接头处进行了维修加固。这座桥一直被认为是现代桥梁史上的一个重要里程碑,至2012年仍在使用之中,是名副其实的百年大桥。

福斯桥桥梁的大部份结构是钢,由一条中平衡悬臂桥和两条悬跨组成,据说共用了八百多万支的铆钉,悬臂梁属于桁架钢梁,是由厚钢管连接而成的。修建整座桥用去了约400吨钢铁。

该桥主跨达521.2米,总长1620米,支承处桁高达110米。铁路高出水位47.8米,因风力过大,桥梁桁架做成向内倾斜,塔顶宽约10米,塔底宽36.6米,全桥共计3个桥塔,六个伸臂,各长206米,悬跨长107米。按照上下行布置了双幅轨道。

即使21世纪的很多桥梁设计人员也容易忽视桥梁维修检修通道。但是,福斯铁路桥在19世纪就考虑了钢筋混凝土维修通道及步梯,这样便于桥梁在营运工程中做周期性的检修维护。这一点对于钢结构桥梁更是至关重要,因为钢铁锈蚀的防护会经常用到这些通道。

福斯桥最初的设计者是布奇,但在桥梁施工过程中另一座也是由布奇设计的苏格兰海湾大桥在一次飓风风暴中坍塌了,桥梁坍塌时正巧有一列列车通过,75名乘客因此丧生,这一事件成为当时英国历史上最为严重桥梁事故。因此,苏格兰海湾大桥的安全储备及布奇设计能力遭到公众的质疑,故福斯铁路桥在基础施工完成后工程被管理当局中止。

布奇去世后,福斯铁路桥的设计工作由约福勒和贝科尔共同负责。他们对原来的设计进行了修改,没有采用布奇的悬索桥方案,而是用一种“纺锤型”或称“橄榄型”的钢式结构取而代之,这就是世人现代所看到的福斯铁路桥。

 

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