跨越圣劳伦斯河的铁路通道

魁北克桥位于魁北克城上游,跨越圣劳伦斯河。工程师选择这里,是因为河面相对收窄,两岸又有足够高度,可以把桥面架在不妨碍航运的位置。早在1852年,当地已有建桥倡议;1887年成立的魁北克桥公司及其后继铁路公司,把设想推进为工程项目。

这一通道同时面对两种运输要求:铁路需要连续过河,船舶则需要保留宽阔、高净空的航道。1908年联邦政府决定重建大桥时,将它作为正在建设的横贯大陆铁路的一环。因此,大跨度结构与铁路接线共同决定了工程的用途。

参考:[1]

1907年的旧桥事故

第一座桥的钢结构由美国凤凰桥梁公司制造和架设,西奥多·库珀担任桥梁公司的咨询工程师。1907年8月29日,已架出的部分结构坍塌。翌年皇家调查委员会将直接原因归于主墩附近锚跨下弦杆的设计缺陷,并指出桥梁自重估计过低、发现问题后没有及时重算等失误。

委员会认为钢材品质和加工总体良好,问题集中在设计判断与监督组织。凤凰公司的彼得·斯兹拉普卡完成有关设计,库珀予以批准,而业主未配置足以全面监督工程的有经验总工程师。这些结论使重建从单纯补齐桥跨,转为重新审查计算、构件和施工全过程。

参考:[2] [1]

政府监督与重新设计

政府设立工程师委员会监督新桥。到1911年,委员会由查尔斯·蒙萨拉特、拉尔夫·莫杰斯基和查尔斯·施奈德组成。上部结构承包商圣劳伦斯桥梁公司,是自治领桥梁公司与加拿大桥梁公司为这项工程联合设立的企业;其工程团队承担设计、制造和架设,政府工程师另作独立计算与核验。

新桥采用钢桁架悬臂体系。两主墩之间为1800英尺,约549米,由两侧各580英尺的悬臂和中央640英尺悬挂跨组成;背向河心的锚跨各长515英尺。桥面设置两条铁路轨道和两侧人行道,原拟公路通道因接线困难与额外费用而从合同方案中删去。

桁架使用碳钢,并在减轻自重有利的部位采用镍钢。K形腹杆布置缩短了一些受压杆件的有效长度,也有利于逐节架设。材料选择、杆件排列与施工设备必须一并计算,不能仅按建成后的列车荷载决定。

参考:[1]

中央桥跨的第二次事故

1913年,上部结构开始现场架设。施工人员从两岸向河中延伸悬臂,中央悬挂跨则在下游锡勒里另行拼装,计划借浮运送入缺口,再用提升设备吊到桥面高度。潮汐、风速和各吊点同步控制,都是这一工序的关键。

1916年9月11日,中央桥跨已被浮运就位并开始提升,却在临时支承失效后坠河,造成13人死亡。委员会检查受损支承和照片,认定西南角临时十字形铸钢支座先行破坏,桥跨继而失去平衡。事故发生在施工承重转换过程中,两侧已建成的悬臂经检查没有发现损伤。

参考:[1] [3]

1917年重新浮运与合龙

承包商重新制造中央桥跨,并改变了发生事故处的支承构造,以铅垫适应角度变化,取消原来的铸钢支承细节;吊杆、提升梁和液压控制也作了更新或加强。新桥跨于1917年夏季在锡勒里装配完成。

9月17日,新桥跨浮运至桥址,随后逐级提升。工程师限制每轮操作速度,并持续比较各角的高度,避免一端抢先上升。施工中受到雾和大风干扰,到9月20日下午,桥跨升至位置;下午4时,连接永久吊杆的最后销轴安装完成。河面随即恢复航行,桥上仍须继续铺设桥面和轨道。

参考:[1] [3]

从第一列车到常规运输

1917年10月17日,第一列车驶过大桥;12月3日,一条轨道交付加拿大政府铁路运营部门,开始常规列车服务。正式报告分别保存了这两次通车的照片,后一次照片明确标为首班常规货运列车。

投入运输后,混凝土人行道、油漆和零星铆接等工作仍在进行。工程师委员会记载,大桥于1918年8月21日最终完成并获政府接收,威尔士亲王主持的正式开桥仪式则在1919年8月22日举行。1917年的实际成果,是铁路已能跨河运行;工程验收和典礼各有其后续时间。

参考:[1]