中国城轨口述历史周新六访谈录：城轨交通高架线路将迎更大发展空间

【人物小传】

周新六，时任中铁上海设计院集团有限公司总工程师。1942年生，1964年毕业于同济大学桥梁工程专业。教授级高工，享受国务院政府特殊津贴。1964年至1976年在铁道部第三设计院工作，1976年至2003年在上海铁路城市轨道交通设计院工作。1996年担任上海轨道交通3号线设计总体组组长。

采访时间：2021年4月1日

采访地点：上海市隧道工程设计研究院

主持人：我国城市轨道交通桥梁专家周新六，参与设计和建设的桥梁遍布我国大江南北，对于城轨交通的发展也有着专业并独到的见解。我们是在上海地铁3号线（原明珠线）设计时认识的，记得您是从铁三院来的。

周新六：我是1964年同济毕业，学桥梁的，开始就在铁三院工作，25年前进入轨道交通行业，工作57年了。我是从上海轨道交通3号线，当年叫明珠线的设计开始接触。这一条线在上海是第三条线，在全国大概也是前五、六条线。

主持人：上海地铁3号线是铁路的改建。我记得当年是由铁路城市轨道交通设计院作为总体设计单位，很多单位一起参加。您第一次做总体，怎么协调整个项目的进行？

周新六：以前没有过多单位联合设计。铁路往往是一家单位一条线，而地铁是多单位联合模式。当时，上海隧道院、北京城建院都参加了，他们在这方面有经验值得我们学习。当时主要解决一个问题，就是技术标准一定要把住，例如荷载标准、计算方法、计算模型等抓得很紧。当时叫总体组，我是组长。另一方面，我也是院里总工程师，与主要设计单位共同完成了方案。

主持人：上海地铁3号线作为最早的全高架线路，当时是怎么考虑标准问题的？

周新六：主要标准就是梁的刚度，挠曲的变形值就叫刚度，还有桥墩的水平刚度，再就是车通过时桥墩的横向的晃动。这些问题跟以前的桥梁设计规范有些不同。结构设计本身没有什么特别的地方，荷载定了都可以做，但关键在于如何制定刚度。

首先制定竖向刚度，定的是30米梁、1/2000。数据怎么来的呢？“八五规划”时，国家做了一个高速铁路的研究，有很多的相关研究资料，其中对竖向刚度有个研究成果，是1/3000，速度越高希望刚度越高。根据我们的速度，用了1/2000。

还有就是桥墩的刚度。怎么理解呢？就是桥墩立在那里，列车制动的时候，一定把这个力传到桥墩上去，桥墩要晃动，晃动距离大了，就拉钢轨，钢轨里本来有很多的拉应力，比如说是20度锁定的，10度的时候就已经有拉应力，它都不能动了。车上去的时候，钢轨要弯曲，它本身就有应力。那么，这个应力就是控制桥墩刚度的关键。

说起来也是根据高铁的一个研究，每公分400吨，当时用的是320吨，减少了一点。还有一个指标很关键：横向的变形。这形成什么呢？形成钢轨的折角，如果桥墩移动了，这里有梁缝，车经过有直角的地方，就要增加列车轮轨之间的水平力，水平力过大就要脱轨。

主要是这三方面指标。我们到现在为止，仍然还是这些。那么还有一个问题，大家没搞清楚的就是无缝线路铺在桥上，它要产生一个纵向力，简支梁一端是活动的，一端是固定的，在温度变形的时候，梁要增加一点。可是上面是无缝线路，10公里、20公里是一动都不动的，你要走就拉这根钢轨，钢轨应力不就出来了吗？反过来，钢轨的应力不让你走，这个反作用力就作用到桥墩上，这就是无缝线路。

上海地铁3号线建设了第一条高架轨道交通的桥梁，无缝线路、无砟轨道，当时在国内高铁、普铁都没有，我们是第一个研究了无缝线路、无砟轨道结构。20多公里长的大桥全是无缝线路，设计我们解决了，叫轨桥作用问题。同时，这个桥梁有两个特点。第一，它是轨道交通钢轮、钢轨的，跟铁路是一样的。但它还是城市桥梁，桥梁体量不是太大，比较美观。这个是当时成功的地方。我们也设计出确实既解决有钢轮、钢轨的受力状态，同时也有城市桥梁特色。从荷载来讲，城轨交通跟铁路是一样的，都是16吨、17吨轴重，但所处位置不一样，铁路是在郊外，碰到一些变化很大的地形，有大跨度的桥梁。城轨交通主要是在城市，讲究要漂亮美观。

有一个问题当时没有解决好，就是振动噪声。明珠线上有好几处钢梁，其中有一处当初是做了这个考虑，这个地方列车经过几乎不知道它来了。但是大量的钢梁上没有采取减振降噪的措施。3号线不足之处就噪声比较大，道岔的地方有轨缝，叫冲击噪声，振动的是结构振动噪声，还有轮轨之间的摩擦噪声。现在看来，这值得要进一步再考虑。

3号线设计的时候，参加单位很多，上海隧道院也参加了。当时最大的问题就是，从来没做过长大线路的无缝线路、无砟轨道桥梁，没有做过高架车站设计，我们借鉴了国家最早研究的高速铁路的一些技术资料，尽管当时的我国高铁一条都没有，但提速就在上海局，提速提到160公里/小时。

没有高速铁路，也没有一条桥上是无缝线路的。当时铁道科学研究院，还有各参加的设计单位，我们来一起共同研究解决了这些问题。

轨桥作用的问题，因为无缝线路，它也对桥梁发生一个作用。桥梁的变形，特别是桥墩的水平刚度、水平位移也要对钢轨的强度发生位移，

这个问题我们当时解决掉了，应该说比高铁还要早几年。后来把这些东西都纳入到规范，我觉得这是当时比较大的一个成果。

这条线至少有三点当时还是起了很大作用。第一，全国第一条高架形式的轨道交通，对高架桥梁制定设计标准起了很大作用。第二，从此以后形成了城轨交通的新概念，认为轨道交通不但可以走地下，在合适的条件下，高架敷设也很好，还节省投资。第三，从这条线开始，大发展轨道交通起到了很好的业界推广作用。我觉得这条轨道交通线还是很有意义的。

主持人：我们知道上海3号线的既有老铁路改建，一直是业内的话题。武汉轨道交通1号线，当年9.2公里的旧的京汉铁路的一个利用，基本上还是重新建设的。在那个年代，我们国家建设了几条类似的高架线路？

周新六：基本上全部作为高架线，除了明珠线就是武汉这一条，它也利用老的铁路走廊，或者叫路由。上海地铁2号线过了黄浦江以后，走的就是高架了，延长到浦东机场都是高架。接下来上海好多条线，在有条件的地方都是敷设高架，到今天为止大概近1/3，它毕竟节省投资。

主持人：不仅仅节省投资，常年的运营维护要比地下简单得多。我是搞线路的，当年我们设计的时候，是能高架就不地下，要节省造价。

当年的主要问题是各城市的起步阶段，都因为资金问题筹建了很多年，步履艰难。现在我们的思路已经开阔了，以沿线土地开发利用来带动轨道交通的发展，这就带来高架以后沿线土地开发的利用，就没有在地下增值部分大了。我们还是要探讨。我个人觉得在合适的、有条件的地方，还是要做高架线路，后期的养护维修和运营费用会少很多。

根据协会的统计资料，大概是去年（2020年）年底，地铁的高架线路占到13.34%，最高大概是2015年的19.42%。也就是说，这些年正在建设的趋势看，高架线路是越来越少。看到这些数据，我也挺着急的，现在各地都不再建高架了，尤其是在郊外，在远离城市中心的地方，都是搞地下的，这个倾向我觉得将来会反省的。您怎么看待这个问题？

周新六：可能是开发需要，还有一个可能是不差钱，就是尽量往地下走。我们看到发达国家，比如日本，不管东京、大阪，高架很多，有的是整条线路都铺在大宾馆的后面，无非是要把噪声解决好。我一直呼吁要宣传这个事。桥梁的第二个问题就是影响景观，轨道交通的桥梁跟高架道路的桥梁，差在哪里呢？高架道路桥至少30米宽，6车道、8车道；
我们才10米左右，只有两条线，体量小。而且我们做的桥也考虑景观要求。我以前提过几次，不要把桥梁建好后有碍景观，应该成为景观。

这样的例子很多，毕竟投资省很多，运营费用也省很多，尤其现在要做一些快线，不是光靠提高车速来解决，时速提高到160公里甚至200公里，这要增加多少投资？

明珠线现在总结，有很成功的地方，也有待改进的地方。明珠线是2000年通车，整整20年了，那以后我国轨道交通大发展，就在这过程中，要有高架桥的线路我都参加，去了30个城市，我们首先解决了设计理论、设计方法，建了很多漂亮的大桥，尤其在重庆。重庆最多，接下来是广州、宁波等。到今天为止什么桥都建，悬索桥、斜拉桥、拱桥等，大跨度的刚够也建了很多座，已经完全不逊于一般的大跨度的铁路桥梁。

我们也去审查30个城市的设计方法，慢慢就都掌握了，同时建了很多大桥。发展还表现在区间的一般性桥梁，上海地铁3号线用的是箱梁，以后又出现了两种区间桥梁的梁型，一种是U型梁，最早是8号线南延线做了一个槽箱梁，后来法国索菲特公司参与做U梁，就用了人家的图纸，器件处理得还不够好。接下来是南京开始做自己的U梁，还立了一个项目，我记得北京城建设计院领导也非常支持。我们专门在南京开了评审会，立项做U梁。当时会上我提出来，自己计算自己的知识产权，后来做成了，反响很好，推广就很多了，郑州、青岛、长春、重庆等做了很多。我记得当时重庆轨道交通集团董事长到底做不做、好不好，我给他做了很多宣传，最后重庆也做了不少。

区间桥梁当中，除了箱梁发展以外，我们还提出了新的梁型。今天不能说所有的梁都要改成U梁，U梁的好处是比较薄，看上去比较轻巧，因为薄，振动幅度比较大，振动噪声可能大一些。当初法国的那个U梁，我们做试验发现下面有些裂缝，南京做的U型梁，在那基础上做了改进，铺板加厚了，底板也加厚了。方案讨论研究、决策，我都参加了。

主持人：我觉得当年的设计思想，现在用箱梁做的桥，为了降噪，桥梁下面再加两块板，桥梁就很高了。而U梁构造就是把这样的槽梁，整个结构和轨道、道床都陷到里面，这样比较好的做了处理，还有提升空间。

周新六：它有它的优点，一就是腹板、栏板的高度跟现在的箱梁的栏板高度差不多，第一层防噪的作用就起到了。要装声屏障，就在这上面再装。

主持人：刚才您说得很对，2000年后我们进入高速发展阶段，有很多桥梁建设，几乎每个设计院在做下一座桥的时候，都会吸取上一座桥的一些经验和不足，不断提高。现在桥梁建造水平、设计水平已经比那时要高很多。

周新六：刚才讲的是区间桥梁。出了第二种桥型后，桥型、连续刚构无支柱的，在广州首先是6号线，后来是14号线，现在是22号线，这种形式更纤细、更轻盈。

现在再反过来看，我们一定要多做各种各样的类型，然后在实践中进行比选，这也是一种发展。连续刚构的过程中，我们还进行了阶段拼装试验，梁不整块加上去，不是现场浇的。当时明珠线完全是现场浇的，就是一阶段一阶段拼上去。我们把这第一条线设计出来了，要总结，进行研究。第二个阶段就大力推广，发展规模还是相当大。第三个阶段就是解决一些具体问题，另外要关注运营中桥梁结构的一些问题，同时着手解决桥梁当中有哪些不足。现在很多桥建了以后，出事的也挺多，我们大概花了四五年的工作，完成了检测与评价这个规范。同时对桥梁要进行巡查，定期检查、专项检查、实时检查……有各种评价方法，得出来这个桥是一类、二类、三类、四类，正常使用还是要减速等，各地铁公司对此也非常欢迎。

主持人：城轨交通高架线路，可能大家更担心振动和噪声，现在对环境的要求越来越高。我们怎么处理的？

周新六：减振降噪最早是上海地铁8号线，是法国人做的U梁，振动噪声较大。噪声实际上是一种振动能量转化，进行计算以后觉得底板要加厚。接下来是广州14号线，走在107国道上，全是高架桥，通过理论分析预估噪声，提出减去振动噪声的几种方案。

桥上的噪声实际有三种，冲击噪声、振动噪声和摩擦噪声。一是冲击噪声是因为钢轨有接头，虽然是无缝线路，但有很多道岔，目前规定六个站之间，一定要设一个临时存车线，一做度线就要加一根线，就有道岔，一到道岔就有接头，就会产生冲击噪声。二是振动噪声；
三是摩擦噪声，现在觉得可以用组合拳的办法把它解决掉。轨道结构要改，扣件要有所调整。广州毕竟跨度还比较小，更多是在重庆。当初是从两栋大楼之间穿过去，但是必须做桥。重庆的地势没法往下走，河岸很高，经过计算分析，提出用钢弹簧浮置板加上声屏障，将来通车以后噪声可以达标。我们也跟广州、重庆一些地铁公司的领导提出来，准备出一套综合性的措施，有五个，不同的桥梁、不同的地段有不同的要求，选择其中几种组合，噪声问题就可以解决。到这个阶段，就是要解决具体问题。现在我们能用钢弹簧浮置板，从前有两座桥采用。三是桥梁防撞，一个是汽车的防撞，广州已经出现这个问题，撞了好几次，问题在哪里呢？设计规范设计的这个力偏小，实际的力比它大两三倍。第二个就是江里面做的这些桥墩防船撞，我相信也可以解决好，对桥梁的安全更有保障。我们两边有栏板，实际不是防撞的，是放管线的。长江上桥，车撞了栏杆掉下去了。我们考虑这，要用主动的办法，就是让它不脱轨。脱轨后去撞栏板，所有栏板统统要加强，那是不得了的事情。

什么是主动的办法？我们通过计算桥梁的刚度，线路的平顺性，保证车是不脱轨的。这几个具体问题在逐步在解决之中。当时3号线要斜穿中山北路，有点难度，不能影响路面的行车。我记得设计单位是北京城建院，他们提出一个方案，用钢混混合结构，两边是混凝土，中间留出一段吊一捆钢梁上去，进行钢混的结合。

目前，中间的钢梁公路上做到110米，轨道交通也有的做到90米。当初这个桥是55米，主要是吊上去以后连上。好处主要是施工速度快，挨着高架桥做两个桥墩，伸出一点点的混凝土，中间梁吊上去，把接头连好，裂头解决掉了，大大缩短了施工时间。这种钢混混合梁在20多年前我们就用了。

还有一个桥印象也很深的，就是跨漕溪路的128米的那座。后来十年成为上海市的地标建筑之一，称为彩虹桥。我的着重点是先制定标准，最后铁三院中标。桥的桥型是连续梁拱，是连续梁三跨的，中间加连续梁拱。现在高铁的连续梁拱已经做到200多米跨度，当时它是128米，全国第一。

今天高铁上的桥，下面是箱型梁。我们当时那座两个主梁，中间是纵横梁体系，轻巧得多。现在高铁连续梁拱很多，下面都是箱梁，我们当时做的是梁格系，纵横梁格体系，一个主梁、一个拱肋，横梁连起来，然后是架纵梁。今天看来难度也比较大，但我们做得很成功。

主持人：这些年建了很多类型的桥，确实丰富多彩。我们有没有考虑过城轨交通的特殊性，这么大的投资，这些桥在几十年的使用过程中，会不会出现一些状态，我们有什么补救手段？

周新六：这个问题提得非常好。实际刚才也谈到，最近我们着重考虑桥梁的检测、监测和评价，就是针对这个问题。桥梁上的绝大部分构件，经过检测、评估后，是可以更换的，只有少数主体部分不能换，如拱肋、悬索桥缆、斜拉桥的塔等。

刚提到的那座128米的桥，如今已经把一根吊杆换掉了，因为吊杆下面的铆头进水了，锈了。换的时候很费劲，因为当初设计没有注意到可更换这个要求。现在我们要有一种替代的结构，要把吊杆的力想办法替代出来，撑住或绑住它，再拆吊杆。现在换好了，也出了《地铁设计规范》，后来它的基础上，我们编了《城市轨道交通桥梁设计规范》，是国家标准，2017年发布。

城轨交通有个特点，就是一旦开通基本不允许中断。现在我们对这些大桥都提出通车情况之下更换的设计要求。比如说斜拉索，不停运可以更换，吊杆也是。梁的一般损坏好处理，缆如果出问题，桥一定不能用了。靠检测，监测，我们现在针对不同病害，有不同的评估体系。

轨道交通桥梁比较完善，我觉得我国城轨交通行业应该大量采用这种形式，没有必要全部往地下走。通过20多年快速发展的城轨交通，给桥梁工程师搭了很好的舞台，应该说百花齐放、千姿百态。未来，随着国家城镇化水平进一步提高，都市圈、城市群的建设加速，我们会建设大量的市域轨道交通，高架会迎来更大发展空间。

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