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  詹天佑绝妙设计铁路跨越青龙桥
 
 

 
a      为詹天佑先生献花  
     
 

     险峻山岭如何天堑变通途实地考察酝酿巧安排

   1905年9月4日,起自北京丰台、终至张家口的京张铁路开工。这是完全由中国人自己主持、自己设计、自己施工修建的第一条干线铁路。到现在,京张铁路开工整整100年。

   人们在说到京张铁路的时候,不可避免地会把它和一个人的名字──詹天佑联系在一起。

   京张铁路热英俄染指未遂

   乘坐旅游列车前往八达岭游览的旅客,很少有人想到,他们所经过的这条铁路有多么不平凡。如果下车来用自己的双脚走一走这段路程,通过那陡峻的坡道、险急的曲线、窄长黑暗的山洞,就会感受到当年施工修筑时的艰难。

   既然自然条件如此恶劣,为什么还非要修这样一条铁路呢?这与清朝末年国际国内的形势有密切关系。当时,国外列强把中国看成是一块可以分而食之的肥肉;国内则政治腐败,“闭关政策”严重阻碍了自身的发展。一批有识之士大声疾呼,应当积极学习和引进外国的先进思想与先进技术,以图振兴国运;而中国要强大,必须修铁路。

   张家口一带资源丰富,但交通不便,难以开发利用。光绪末年,由于关内外铁路竣工后收益可观,引起了诸多商人的兴趣,纷纷向朝廷请求投资修筑京张铁路。最后朝廷采纳了铁路督办大臣袁世凯的建议,决定使用关内外铁路的余利官办筑路。英、俄两国原先对京张铁路均有染指之意,却因争执无果,最终不得不同意中国自行修建。1905年2月,京张铁路总局成立,铁路工程专家詹天佑担任总局的“会办”兼总工程司,主持京张铁路筑路工程。

   关沟路段地形最为险恶反复斟酌难以避开

  北京至张家口,山势险峻、地形复杂,即使是外国专家也认为筑路极其困难,更没有人相信中国人能够仅靠自己的力量完成这项工程。外国媒体甚至说:“能在北京至张家口建造铁路的中国工程师,恐怕现在还没有出世呢!”

   北京与张家口相距近二百公里,军都山横亘其间。自南口至八达岭的十几公里路程,属关沟路段。这一带层峦叠嶂、沟壑纵横,地形最为险恶。

   詹天佑身先士卒,亲自率领勘测人员翻山越岭、风餐露宿进行实地勘测,发现工程施工的难度远超出想像。

   “三十尺高一尺”,用铁路部门的专业语言说,就是千分之三十三点三的坡度。这是修筑京张铁路的最大难点。按照1999年重新修订颁布的《中华人民共和国铁路技术管理规程》规定,在地形条件最差的三等线路上,使用牵引力最大的电力机车,区间线路的最大限制坡度不得超过千分之二十五,即使是“加力牵引”,也不得超过千分之三十。而詹天佑所要设计的京张铁路,是在此技术管理规程下达的90多年前,那时哪里有什么电力机车、内燃机车,就是蒸汽机车也刚在国内出现不久,其牵引力与今天的机车相比,犹如天上地下。

   为了避开这段地形条件最差的路段,詹天佑试图寻找相对理想的路径,先后选测了七八条不同的比较线。但是,由于经费及工期的限制,最后还是不得不把立足点落回到关沟路段。

   被逼出来的“之”字形线路

   山峦沟壑难避的问题如何解决?夏季洪水泛滥的问题如何解决?最重要的是,那千分之三十三点三的坡度如何解决?

   詹天佑的伟大就表现在此处:他选择了“之”字形线路。

   火车不可能顺着陡峭的山坡直着“爬”上去,只能采用延长路程的方法以减缓线路的坡度。以“距离”换取“高度”———实际上铁路也可以“盘山”,那叫“螺旋环山法”。但是使用这种方法有一个前提:必须具备合适的地形。由于关沟路段的自然条件限制,不适合用“螺旋环山法”,只有采用“之”字形线路,这是不得不采用的办法,也是唯一能采用的办法。

   在这里有两个问题需要特别说明。第一,选择关沟路段是在客观条件限制下所采取的无奈之举,而并非最佳方案。詹天佑曾说过:“选定线路时,只要有办法,就不要采用关沟段那样的线路。”

   第二,“之”字形线路并非詹天佑的发明。这种筑路形式早就在美国的矿山铁路中使用过了。但是,许多年来,人们一直传说是詹天佑发明了“之”字形线路,实属谬误。詹天佑不需要这样的虚名。他的伟大,不在于是否发明了这种办法,而在于能够大胆采纳并巧妙运用这种办法。

   “之”字实际是“人”字一箭双雕巧安排

  把这种线路说成是“人”字更准确一些。这是一个横放着的“人”字。列车为了达到上面那条腿的顶端,需要先顺着下面这条腿行进到“人”字的“头部”,然后再掉过头来继续上行。这样,就把一段陡峭的坡道代替了。

   但是,这么长的一列火车,在到达“人”字的“头部”以后,如何掉头继续上行?

   詹天佑决定采用“双机牵引”,就是使用两台机车,一台在前面拉、一台在后面推———到了“人”字的头部,火车无需掉头,原先在前面的机车变成了车尾、由拉变推;原先在后面的机车现在变成了车头、由推变拉。

   其实,使用两台机车的主要目的是为了加大牵引力,如果仅仅是为了解决掉头折返的问题,在载重量小的时候,仅用一台机车也可以办到。但是在火车的载重量大时,一台机车就不够用了。詹天佑着力引进国外大马力机车,并创造性地使用双机牵引,解决了京张铁路的运输动力问题。

   在纸上写一个“人”字好办,但是,在连绵不绝的军都山间、在预先设定的关沟路段,哪里去画这个“人”字,哪里去找这样一处完全符合要求的理想之地呢?

   老天爷真的为詹天佑准备了这样一处地方,那就是青龙桥。它的天然地形恰好适合于修筑这样一个供列车折返的场地,而它在整条线路中的位置也刚好合适。

   詹天佑通过反复勘察测量、不断修订设计方案,才发现并选中了青龙桥为折返地点。这一决策,使八达岭隧道的长度减少了一半,大大缩短了工期、节约了资金。

   詹天佑还有多项创举

  詹天佑的业绩绝不仅仅是一个青龙桥。在修建京张铁路时,他还有很多创举。比如开凿八达岭隧道。曾有诸多洋专家断言:如不使用外国的先进机械以及技术人员,仅凭中国人的力量不可能完成。而在詹天佑的策划指挥下,采用开挖竖井增加工作面、使用强力炸药爆破等措施,硬是依靠人力建成了这条中国筑路历史上的第一条长大隧道。

   他着力引进国外大马力机车,并创造性地使用双机牵引,解决了京张铁路的运输动力问题。

   他制定统一的铁路工程标准及行车规章制度,为中国铁路建设及管理的标准化奠定了基础。

   他使京张铁路的建设比预定计划提前了两年。从1905年9月4日正式开工,到1909年10月2日在南口举行通车典礼,仅用了4年的时间。按当初预算,京张线施工以及购置机车、车辆的费用为白银729万两,实际仅用了约700万两,创造了当时全国铁路造价最低的纪录……

 
 
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