1、一座桥改变两座城市命运的传奇故事
说郑州是一座火车拉来的城市,这还真不是空穴来风。
历史就是这样,幸运也罢,地理位置的优越也罢,一切的因素,有利的、不利的、甚至是负面的,都挡不住历史的选择,历史选择了郑州也成就了郑州。
这就是郑州,一个得天独厚的中原现代化大都市,一个始终在努力,始终在创造奇迹,始终没有辜负了期望,而茁壮成长和健康发展起来的一个“新一线”大都市。
然而,历史不能忘记,在讲好“黄河故事”的今天,让我们一起来重温,郑州与黄河铁路大桥“三代同堂”的百年风雨故事。
虽然说郑州是一座火车拉来的城市,但是如果说郑州年轻,还真的不是那么一回事。从历史的视角看,郑州是一座屡经兴衰,饱历沧桑,沉睡了千年的古城,于近代被火车唤醒。5300年前,仰韶文化时期黄帝时代有中国城市文明源头之称的西山古城可能就是郑州城市最早的根;3000多年前,它是商朝古都……历史风云变幻,3000多年后,郑州已沦为一个叫郑县的小县城。清朝末年,郑州在河南省的地位,根本无法与开封和洛阳相提并论,但是火车的到来改变了这座县城的命运,也成为历史发展的转折点,从此,铁路便与郑州结下了不解之缘!
2、改变“郑州”命运的“
中国黄河第一铁路大桥”
“京广铁路”(北京-广州)是一条从首都北京市通往广东省广州市的铁路,是我国铁路网的中轴和南北交通大动脉。京广铁路跨越了我国黄河和长江两条大河,有着悠久的历史。
早期的“京广铁路”,曾经被长江天险分割为南北两段。1957年10月15日,武汉长江大桥建成投入使用,原京汉铁路与粤汉铁路合并成京广铁路。
北段从北京市到湖北汉口,北段于1897年4月动工到1906年4月建成。清朝末年修建时称为“卢汉铁路”(北京卢沟桥经郑州至汉口的铁路);1906年全线竣工通车后,改称京汉铁路;在国民政府时期,北京称北平,所以又改为“平汉铁路”。
南段从广东广州到湖北武昌,称为“粤汉铁路”,于1900年7月动工到1936年4月建成。
(1)历史经济技术和地质条件选择了“郑州”
从现行的京广铁路走向看,距离最短最便捷的穿越黄河的位置,应该在靠近古都开封的地方,况且京广铁路选址之时,古都开封的政治地位要远远高于仅仅是一座小县城的郑州的前身郑县。事实上京广铁路线在过黄河时向西拐了一个弯,从现今郑州市区西北部的邙山头,跨越的黄河。
用现在的眼光看历史,修建跨越黄河铁路大桥的1903年,属于清朝末年,当时清政府是在经历了1894年-1895年间的中日甲午战争后,经济技术仍处于极其落后的背景下由清政府出资修筑的第一条黄河铁路大桥,也是中国历史上首次在黄河上修建铁路桥,技术难度大,又缺乏专业技术人才。可说这个时期对于对于清朝末年的中国来说,是要钱没钱,要技术没技术。当时的世界建桥技术也属于比较落后时期,要想在多泥沙、河道不稳的黄河下游建设桥梁的确有一定的难度。
最终不得不聘请德国、美国和意大利等国家工程师进行了现场查勘,鉴于开封附近黄河已经形成明显的悬河,河道不稳,河底以及沿岸地区泥沙淤积严重,土质极为疏松,容易造成桥体沉降,这种特殊的地质条件在当时的经济与技术条件下,建设跨黄河筑桥技术尚不成熟,非常不适合建设这种长期使用的大型桥梁。
最后,决策者们不得不放弃了开封而选择了当时郑县(后来的郑州)北部的邙山头的东侧修建桥梁。
(2)“中国铁路桥梁之母”与郑州的诞生
1)邙山一带的地质结构
邙山属于嵩山的东延余脉,位于黄河南岸,山体地表部分主要由结构疏松的黄土和古土壤层组成,其深部基岩为三叠纪砂岩层。
邙山的东部为广袤的华北大平原,二者之间有一条区域性的大断裂--老鸦陈断裂,该断裂北起焦作与控制焦作煤田分布的朱村断裂相连,南达郑州市区体育馆附近。该断裂终结了邙山的东延,在郑州西北部形成了一条南北走向,高度在100米左右的黄土崖。黄土崖的东部为华北平原,这里属于古黄河的泛滥沉积区域。
2)
“经济基础+地质条件”,让中国首座黄河铁路大桥选择了郑州
“经济基础+地质条件”
,让中国首座黄河铁路大桥,选择了今天郑州的邙山头,沿着邙山黄土崖的底部边缘进入郑州,这里属于老鸦陈断裂的西部,底部有坚硬的岩石存在,黄河大桥的南端和进入郑州市的线路路基都比较稳固,由此诞生出了今天的新一线大都市--郑州。
有京广铁路之祖的芦汉铁路
其黄河大桥于1901年完成位置测定,1902年开始设计,1903年由比利时的一家公司负责建设。该桥原长3015米,有102孔,为单线铁路桥,系钢结构桥,
桥墩基础深12米
,
设计最大流量为2.5万立方米/秒。
1896年,清政府批准铁路督办盛宣怀兴建卢汉铁路,并在郑州北部黄河上架桥。
1900年,清政府请德、美、意三国专家到现场察看,选定大桥桥址。1901~1902年开始设计,当时河水分南北槽,中间为一沙地,故设计两侧各为25孔31.5米的下承钢板梁。全部桥墩103台,各由8根管桩组成。在桁梁与钣梁之间为对渡墩,共两个,各由14根管桩组成,桥面为直线平坡。
从勘察到设计用了4年时间,后经多方论证,又用了3年。
1903年9月1日,承建方比利时一家公司动工兴建黄河上第一座铁桥。
1905年2月1日大桥竣工。从此,京汉线的火车由汉口出发,经停郑州,通过郑州黄河铁路大桥,到达终点北京卢沟桥站。
跨越黄河天堑的大桥,是当时该条铁路建设中的最大工程。
大桥初建时的102孔中,深槽部分有跨长31.5米的半穿式钢桁梁50孔,其中26孔位于北端,24孔位于南端,中间浅滩部分有跨长21.5米的上承钢板梁52孔。桥梁基础用内径30厘米、外径35厘米、下端带有直径120厘米螺旋翼的铸钢管桩,但入土较浅,桥墩受黄河水冲刷强烈时,依靠抛投大量片石防护,勉强维持火车运行。这座桥在此后的战争中曾屡遭破坏,位于桥南北两端的第1个桥孔在修复时填塞,所以,今日所见旧桥只有桥孔100个,桥的全长为2951米。
因为鸦片战争后的旧中国,贫穷落后,大桥建设时缺乏专业工具,建桥所需的材料、机器具全部通过马车、牛车、人力车从汉口用转运到郑州工地。工程自1903年9月开始,一直到1906年11月15正式竣工,耗时3年多,这在当时仍然是当时世界工程界的一个奇迹。
这座黄河铁路第一桥,比位于上游城市兰州于1907年,动用国库银30.669万两,由德商泰来洋行喀佑斯承建的黄河第一座铁桥“兰州黄河铁桥”还早了4年。
这座桥在中国历史上地位显赫,被称为“中国铁路大桥之母”,因为她是中国第一座横跨黄河的钢结构铁路大桥,是中国在黄河上修建的第一座永久性桥梁,也是新中国成立以前最长的桥梁。
相比今天超过300公里每小时的高铁,当时火车通过大桥时的最高时速仅为10公里,后来提高至15公里,正是在今天看来等同于自行车的速度,却让当时籍籍无名的郑县藉此发展成了“北方大都会”。
3)“先天发育不良”的“中国铁路第一桥”命运多舛
因为技术原因,该桥梁“先天发育不良”。比利时公司把桥墩建筑在淤泥里,而非岩石层上,导致桥梁“先天发育不良”不够稳固,为后来的事故埋下后患。
1925年1月12日,郑州黄河铁路大桥不堪重负,致使两节车厢坠入河中,造成300余人死亡。
1933年8月,黄河下游出现罕见的大水。8月10日,洪水到达郑州段,水面与平汉铁路桥持平,13号到34号桥墩发生动摇,桥面扭曲,郑州黄河铁路桥停运长达17天。
南北交通咽喉,成为军阀混战的战场
郑州京汉黄河铁路桥为南北通道之咽喉,战略意义重要,军阀混战期间频繁陷于战火:
1927年,爆发直奉战争,张学良攻打守桥的吴佩孚部,炸毁了大桥的第10孔梁。
1930年,蒋、阎、冯大战,冯玉祥部又炸毁了桥的第16孔梁。
黄河铁路桥的抗日硝烟
1938年2月14日,日均15架轰炸机分三批空袭郑州,投弹60枚,火车站商业区悉成灰烬,死伤居民达500多人,这是抗战以后日机首次轰炸郑州。2月17日,日军攻占新乡。为阻止日军机械化部队渡过黄河,国民革命军新编第8师于19日奉命炸毁郑州黄河铁路桥。
1944年,4月20日,郑州沦陷,日军在短短的一个多月的时间就修复了黄河铁路大桥。为阻击日军南下,中美空军混合团从西安起飞后隐蔽飞行,在没有战斗机护航、没有精确制导武器,且有日军重兵把守的情况下,先后多次对日军占领的黄河铁路桥进行轰炸。混合团为此付出了沉重的代价,有十数架飞机被日军击落,虽然没有完成炸毁黄河铁路桥的任务,但是炸毁了局部桥梁,使日军铁路运输中断两个月。
新中国刚成立,百废待兴,暂时无法重建黄河大桥,于是河南省政府只能对这座损毁的铁路大桥进行多次修复,保证南北铁路畅通。1952年11月7日郑州黄河铁路旧桥加固工程竣工。1956年8月5日周总理视察刚刚修复的京广铁路黄河大桥。
1958年7月17日,郑州黄河遭遇罕见的特大洪峰,洪水冲毁京广铁路黄河桥的一座桥墩,行车中断。次日,周总理在此亲临郑州,深夜视察京广铁路黄河桥抢修工地,看望与洪水搏斗的工人。8月1日黄河大桥抢修工程胜利完成。次日,郑州万余人集会,庆祝黄河大桥修复通车。
1958年中国黄河第一铁路桥光荣退役。
新桥建成通车后,这座旧桥即转为备用。1969年10月在旧桥桥面上加铺了钢筋混凝土板,可以定时单向放行汽车,成为最早的公路大桥。花园口黄河公路大桥建成后,该桥方彻底退役。
现该桥桥面已拆除完毕,保留了5孔桥梁160米作为遗址。在其东侧,陆续建设了两座的新的新的京广黄河铁路大桥,这也是中国经济腾飞,科技高速发展的见证。
3、“第二代”黄河铁路大桥
(1)“第二代”黄河铁路大桥建设情况
第二座黄河铁路桥(俗称“二桥”),又称“嘉应观黄河铁路大桥”。
早在1919年,北洋政府就计划在第一座铁路桥的下游,再修建一座黄河铁路桥。
1929年,国民政府请美国桥梁专家开始设计,试验桩打到20米后,因桩断而罢。1946年,国民政府再次与美国摩礼逊公司签订修建该黄河铁路桥的合同,后来搁置。
1958年到1960年4月25日正式通车,中国用了不到两年的时间自行设计修建了跨越黄河的第二座铁路大桥,为双线铁路桥。
(2)“第二代”黄河铁路大桥的主要参数
该桥全长2889.3米,有71孔、72个桥墩,每孔跨度为40.7米,桥梁墩台和基础均采用两根直径为3.6米的钢筋混凝土管柱,
入土深度约30米(第一座老桥为12米)
。墩台直接建筑在管柱上,顶部有横梁相连,形成门式刚构。全桥钢梁总重达12943吨,混凝土用量为60730立方米。行车时速提升至100公里,这座桥南端原有16孔钢梁位于2.5‰的坡道上,其余为平坡。
该桥是新中国成立后我国在黄河上自主建造的第一座双线铁路桥——我们自己的桥,也是当时黄河上设计标准最高、建造规模最大的桥梁。
(3)“第二代”黄河铁路大桥存在的主要问题
“第二代”黄河铁路大桥通车
运营以后,发现河床因淤积而水面逐年升高。因桥梁基桩只有30米深,1960年上游三门峡水库出现严重淤积,向下游放水冲沙,桥墩下的泥沙冲刷非常严重,因此,“二桥”通车后,每年汛期都要抛石护墩,至2013年,郑州铁路局桥工段已连续23年抛石护墩,每年抛投8000立方米石块。
此外,为了改善桥下净空,1976年将原设计的坡道上的钢梁抬平。此外,为了减少傍岸环流冲刷对桥的北端各墩的影响,1978年、1979年在桥的北端0号台至7号墩范围内的上游60米和100米处,加设了由直径1.0米钢筋混凝土钻孔桩组成的桩排,借以消能,缓和水势。
京广铁路黄河大桥上、下行一天通行列车240趟左右,每三四分钟就有一趟车经过。从建成通车后,一刻也没有停歇过,这样的运行54年后,于2014年5月16日被郑焦城际铁路黄河大桥取代。
2008年4月11日起,“第二代”黄河铁路桥更名为“嘉应观黄河铁路大桥”。
4、“第三代”黄河铁路大桥--城铁大桥
(1)“第三代”黄河铁路大桥
“第三代”黄河铁路大桥为
郑焦客运专线铁路与改建京广铁路跨越黄河的公用的四线铁路特大型桥梁。位于第二桥下游百余米处,京广铁路郑州第二座黄河大桥(“嘉应观黄河铁路大桥”)退役后,该桥将继续接过贯通京广线的重担。
新建郑焦城际黄河大桥是郑焦城际铁路和改建京广铁路跨越黄河的共用四线铁路特大桥。大桥郑焦城际线部分全长9.63公里,设计时速为250公里;京广线部分全长11.28公里,设计时速为160公里,主桥为四线合建,全长2200米。2010年10月15日开工建设,2013年4月9日主桥顺利贯通。
这是郑焦城际铁路和改建京广铁路跨越黄河的共用铁路四线特大桥,也是黄河上唯一一座四线铁路桥梁。也是黄河上的第29座桥、郑州境内的第6座。
2)“第三代”黄河铁路大桥的主要参数
桥址位于既有京广铁路黄河特大桥下游100~200m处,与既有京广线夹角约为2°。
主桥采用11联2×100m下承式连续钢桁梁,滩地引桥以预应力混凝土简支箱梁为主。大桥主桥及滩地引桥采用四线合建形式,陆地引桥部分郑焦线与京广线各采用双线标准分行。主桥采用11联2×100m连续梁,主桁形式为带竖杆的华伦式桁架,主桁高度14~25m渐变,郑焦线在左侧,京广线在右侧。滩地引桥采用40m预应力混凝土简支箱梁,四线并列布置。
主桥桩基均为直径2.Om的摩擦群桩,桩长为80m至91m不等,本桥的主桥与引桥交界墩设有16根桩基,边墩设有桩基17根,中墩设有桩基24根,主桥共计钻孔桩466根。
该桥共有4个平台、475个桥墩,主桥钢筋笼主笼长度为92.5m。说明基础桩基入土在90米左右(没有找到准确数据)。通航等级:IV(2)级通航标准;最高通航水位重现期:五级十年一遇;单向通航宽度:45m,双向通航宽度:90m;通航净高:净空高度为8m。
郑焦城际铁路黄河特大桥总投资25.87亿元。根据资料,该大桥桥体设计可抵抗8度地震和300年一遇的洪水频率,使用寿命为100年。
5、远眺“三世同堂的三座桥”,高低错落话悬河
(1)三世同堂的三座桥
如今,站在邙山山顶,俯视黄河,可以看到“三世同堂”的三座黄河铁路大桥:从西向东
高低错落
依次是京汉铁路郑州黄河大桥(1906年通车,如今仅剩桥墩)、嘉应观黄河铁路大桥(1960年通车)、郑焦城际铁路黄河大桥(2014年通车)。
高速动车在第三座黄河铁路大桥上呼啸而过,静静地陪伴在其身旁的第一桥与第二桥如同进入暮年的老人,岁月的风霜,是它们“祖孙三代”见证了郑州百年来的发展历史。千年黄河,见证了华夏民族的屈辱与奋争;百年大桥史,诉说着一座城市的百年巨变。也见证了黄河悬河的形成。
(2)高低错落话悬河
下面是一组黄河铁路第一桥当年修桥时的历史照片,从这些照片我们可以非常明显地看出,当年的桥梁高出当时的黄河滩涂至少也有5-6米的高度,现今的桥墩已经与河漫滩齐平,可见120年来,这一带黄河抬升了5-6米的高度。
当年首度跨越黄河的第一桥,如今残留的桥墩已经与河漫滩平齐。
根据黄河第二桥的有关资料,“第二代”黄河铁路大桥通车运营以后,发现河床因淤积而水面逐年升高。我没有找到第二桥初建时的高度,但是,现在的第二桥的高度,在河漫滩部分也剩下有限的上部,调水调沙的威力,尽管使主河道处的桥墩有所裸露,但是,桥梁桩基有限的30米深度,又使桥梁处于一种洪水威胁之中,每年靠抛石护基。
有研究资料表明,仅1934年到1999年间,郑州黄河铁路大桥一带河床始终处于淤积抬升中,1960年前,河道全断面淤积抬高约0.2米,1960年-1999年间,该河段淤积抬高约0.93米。2000年小浪底水库投入运用后,下游河道均发生巨大变化,下游河道水位全程降低1~2米多。
6、高铁时代火车又拉郑州一把
近代郑州,因为京广、陇海两条铁路的兴建,在这里形成了一个十字形,郑州因而成为了全国重要的交通枢纽。
从2010年郑西高铁开通至今,以郑州为中心形成了以京广(北京与广州)、郑徐(徐州)、郑西(西安)、郑渝(重庆)、郑太(太原)、郑合(合肥)、郑济(济南)等八个方向的高铁,组成了“米”字形高铁网。
随着郑州米字型高铁网的形成,郑州已经成为普铁、高铁双枢纽城市。
作为全国“米字形”高铁城市,高铁进一步带动了郑州的城市繁荣。“米”字形快速高铁网,形成以郑州为中心的中原城市群“半小时经济圈”、中原经济区“1小时经济圈”和全国“3小时经济圈”。郑州使遥远的亲人变成了随时可以造访的“邻居”。朝发暮至,无舟车劳顿,天涯的朋友尽可以沐晨曦看海,踏月色访山,中途驻足郑州则可尝烩面、品胡辣汤、听豫剧、问道少林。
郑州有“米”,让大家的生活越来越惬意……
——完——
作者:章秉辰中国旅游协会地学旅游分会副秘书长、河南省地质调查院首席专家、教授级高级工程师,地学科普旅游之窗自媒体创办人,河南沁阳市人。先后主持或参与主持完成了数十家不同级别的地质公园与矿山公园申报与建设工作;主编出版《邙山黄土特征及区域对比研究》、《东亚裂谷对云台地貌形成的控制作用研究》、《郑州黄河科学导游指南》、《王屋山科学导游指南》、《云台山科学导游指南》、《带你科学游玩河南地质公园》,参与出版《河南省地质遗迹资源》、《中国王屋山及临区元古宙地质研究》等各类专著10余部,发表各种论文40余篇及大量的自媒体科普文章。