苏伊士运河铁路桥

2025-02-20付非

知识就是力量 2025年2期

关键词：铁路桥苏伊士运河桁梁

1869年，埃及苏伊士运河修筑通航，它连接着地中海与红海，是欧洲通往印度洋和西太平洋附近地区的最近航线。作为世界上使用最频繁的航线之一，它是亚洲与非洲的交界线，也是亚洲与非洲、欧洲人民来往的主要通道，而桥梁正是这条河上的一根动脉。

现在，两座创造世界纪录的大桥横跨于这条航路上，这是中国在“一带一路”倡议下承建的工程项目。

命运多舛——铁路桥的前世今生

1918年4月，第一座跨苏伊士运河的铁路桥——法尔达内（EI-Ferdan）铁路桥建成了。第一次世界大战后，它被认为妨碍了航运，随即被拆除。

1942年，第二次世界大战期间，一座钢制平旋开启桥（可通过旋转的方式打开，让船只通过的桥梁）建成，后被过往的轮船撞毁，最终于1947年被拆除。

1954年，苏伊士运河上又建起一座双旋翼平旋开启桥（由两个部分组成，可旋转打开的桥梁，这两个部分均可独立旋转），因战争被切断。1963年，此桥重建，1967年再一次因战争被毁。

2001年，运河上建成了平旋开启式钢桁梁铁路桥（使用钢桁梁作为桥面的支撑结构，可提供更大的承载力）。由于2014年新苏伊士运河开凿修建，这里的铁路交通被再次切断。

再次缝合大陆的“动脉”

埃及经济快速发展，旧铁路桥年久失修，已经不能满足苏伊士运河现实的需要，因此，埃及政府决定在与旧运河平行的新运河上建设一座新的铁路桥，并将旧铁路桥改造为双线通行，以提高通行效率。

新铁路桥建设和旧桥改造项目由四川公路桥梁建设集团有限公司和成都建筑材料工业设计研究院有限公司联合实施。

新桥既要连接原有的线路，又不能影响运河通航，因此同样被设计为开启式平转桥。平时，桥梁两段会分别并靠在两岸，方便船舶通行，列车需要通过时，这两段桥梁再旋转、对接成铁路轨道，保障了航运和铁路交通的切换。

新桥被设计为双翼平转开启钢桁梁结构，钢结构采用全焊接形式，单桥全长640米，主跨340米。桁架中心轴宽12.6米，主塔桁架高60.024米，各杆件均采用箱形截面，桥面由“工”字形横梁、纵梁和钢管剪刀撑（斜向支撑，类似剪刀的X形杆）组成。桥上有双线铁路，兼具大跨度与开启灵活性。

钢桁梁结构对加工、制造、安装精度要求高，工期要求短。因此，桥梁建设所需的主要机械设备（如转动、锁紧装置）和钢结构均先在国内加工、制造，再运输至现场安装。在国内，还没有如此大型的转动、锁紧装置加工、制造先例，组织及技术难度很大。项目团队自主研发并优化设计、施工方案，保障了桥梁结构的安全性与耐久性，建成了这座目前世界上跨度最大的双翼平转开启双线铁路桥，在国际桥梁史上具有里程碑意义。

2023年底，苏伊士运河铁路桥再次建设完成，它也是目前唯一连接亚非大陆的铁路交通桥梁，运河上的铁路交通又一次迎来了重启。

搭起新桥

新桥的钢结构重量共14144吨，挠跨比（在跨度方向上的柔度和刚度的比值，对于保障结构的安全性和稳定性至关重要）标准为1∶800，远超中国、美国、欧洲1∶600的标准。

新桥将钢桁架构件的安装分为桥塔安装和节段安装两个部分，实现了两翼和主塔结构的同步施工，节约工期的同时，也保障了构件安装的可靠性和安全性。

桥梁转动装置主体部件由上支座、中支座、下支座等组成，单件重量超过250吨，加工直径达18米，对加工精度、工艺要求和现场安装的要求都极高。项目团队在复杂的施工工艺条件下，成功组装部件，让新桥顺利旋转于苏伊士运河之上。

改造旧桥

旧桥改造项目将原有铁路桥梁的单线列车通行升级为双线列车通行，桥梁开启时间由原来的25分钟缩短到18分钟以内，需更换和新增焊接钢结构构件超5000吨/3500余件，焊接长度超2万米，全球范围内无先例可循，被认为是技术上和组织管理上的高难度任务。

通过中埃团队的紧密合作和技术攻关，项目团队成功完成了这一具有开创性的改造工程，为类似项目提供了可借鉴的宝贵经验。

旧桥的原有钢结构总量为9700吨，项目共增加结构加固钢结构重量4858吨，新增体外预应力索体外预应力索（在体外对桥梁上部结构施加预应力，以预应力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力，从而达到卸载的作用，提高桥梁结构的承载能力）2048根。

旧桥改造升级大量应用“［”形截面加固，配合体外预应力的方案，在有效增加结构承载力的同时，比初始方案所需钢结构数量少2000余吨。团队对结构焊接进行了全方位仿真模拟计算和大量工艺试验优化，视情况调整现场焊接工艺，确保焊接质量和结构安全。

在旧桥改造升级中，团队用普通顶升千斤顶完成了设计要求的全桥结构同步顶升，大幅减少了成本投入；采用电动吊篮和满堂钢管支架平台相结合的方式，解决了不同高度节段杆件焊接对平台的需求，实现了操作的简便化；通过与科研院校合作，对设计、监控进行有效分析、计算，在确保焊接变形可控的前提下，实现了主塔区域和两翼结构所需更换和新增杆件的同时安装、焊接，有效缩短了施工周期。