人字形铁路(人字形铁路设计目的)

今天，中国的铁路建设已经达到世界领先水平。到2021年，中国铁路总里程突破15万公里，高速铁路总里程突破4万公里，位居世界第一。

这背后是无数工程师和劳动人民的汗水和智慧。

回首100多年前，当第一条完全由中国人修建的铁路——京张铁路通车时，那是多么激动人心。总工程师詹天佑因此被誉为“中国铁路之父”。他设计的人字铁路被认为是当今铁路史上的里程碑式设计。

“铁路”的概念最早出现在中国是在1840年鸦片战争前后。

当时中国有一批“睁眼看世界”的仁人志士，如林则徐、魏源等人。他们先后著书立说，介绍了铁路的相关知识，尤其是1859年洪·“新资政”提出了发展近代交通的建议。

但由于缺乏环境条件，这一建议没有得到当时清政府的批准。但是，帝国主义国家为了把侵略扩张到全国各地，开始陆续在中国修建铁路。

1875年，英国侵略者在北京宣武门外修建了一条500米长的铁路，广为宣传，但遭到清政府的拒绝。

1876年，中国土地上出现了第一条通车的铁路——吴淞铁路。可惜这条铁路仅仅运营了一年就被清政府赎回拆除了。

这时，清政府还没有意识到建设现代交通的重要性。直到洋务派主动出击，清政府才在他们的大力倡导下开始修建铁路交通。

1881年，唐山至徐各庄铁路的修建，正式拉开了中国独立铁路建设的序幕。

虽然序幕已经拉开，但由于清政府的腐朽，早期的铁路建设遇到了很大的阻力。到甲午战争前夕，20多年只修了400公里左右的铁路，而且是在帝国主义国家的支持下完成的。

然而可笑的是，唐徐铁路虽名为“铁路”，却出现了“马车”的奇妙现象，这条铁路也因此被人们称为“马车铁路”。

更重要的是，这条铁路虽然是中国修建的第一条铁路，但不是自己设计建造的。建设过程中使用了英国的资金和人员。

因此，修建一条完全由中国人设计建造的铁路成为当时许多先进人士的共同呼声。在这种呼声下，京张铁路的设计和建设正式提上日程。

詹天佑被清政府任命为总工程师，全权负责京张铁路的设计和建设。

他是詹天佑同治年间第一批赴美留学的孩子之一，当时年仅11岁。

在美国，詹天佑先后就读于毗湿奴小学和纽黑文希尔豪斯中学。毕业后以优异的成绩进入耶鲁大学，主修土木工程，专攻铁路工程。他也是中国第一代铁路工程专家。

回国后，詹天佑加入天津中铁公司。在不到十年的时间里，他先后参与了多段铁路的建设，积累了丰富的实践经验。1894年，中国铁路首次采用沉箱法建造桥墩，解决了外国工程师多年来一直试图解决的问题，引起国际关注。

一直以来，詹天佑都希望修建一条中国人自己设计建造的铁路。

早在1902年，詹天佑就受清政府派遣，从俄国政府手中接管了关外铁路的修建，他主持的修复工程大大提高了这条铁路的质量。

不幸的是，就在铁路建成通车两个月后，詹的父亲病逝，詹天佑回到家乡参加葬礼。期间，他考察了潮汕铁路，准备接手这个项目。

不料这条铁路的修建权被日本夺走，愤怒的詹天佑坚决反对，最终退出了潮汕铁路的修建。

所以，当詹天佑得知自己被任命为京张铁路总工程师时，内心的激动不言而喻，因为他多年的夙愿终于可以实现了。

詹天佑接任京张铁路总工程师职务后，以饱满的兴奋和热情投身于铁路建设。

京张铁路的建设难度在詹天佑看来是前所未有的。

由于京张铁路所处的山区地形，詹天佑一行在前期勘探工作中遇到了很大困难。

詹天佑在调查报告中写道:居庸关、八达岭山高岩陡，最难考察各省已建铁路。

就连当时的西方国家都把京张铁路的修建视为不可能，甚至直言“恐怕能修建这条铁路的工程师还没有诞生”，字里行间都带着讥讽和嘲笑。

在此之前，帝国主义列强曾与清政府谈判争取京张铁路的修建权，因为这条线路非常重要。一是因为京张铁路的地理位置，连接了西北和华北；第二，掌握了这条路线就等于掌握了一条经济命脉，从而进一步向其他地区扩张侵略。

但是詹天佑的出现，让列强们失去了如意算盘空，使得他们做出了这样的讥讽和嘲讽。

詹天佑经过仔细的实地勘探和设计，施工工作分为几个阶段:第一段是从丰台到南口，第二段是从南口到青龙桥关沟，然后从关沟到杜军山，整个工程有几十个隧道。

此外，詹天佑面临的不仅是工程上的困难，还有资金上的困难。

起初，袁世凯向清政府提交预算时，并没有考虑工人的工资，只包括购地、造山、修道等大额开支。最后他只报了520万的预算。

但詹天佑实地调查后，结合实际情况和工人成本，经过计算，发现500万的预算远远不够，尤其是山区，施工成本比其他地方高很多。

1905年7月，詹天佑经过周密的调查和计算，提交了一份预算表，精确到小数点后三位:白银7291860两。

然而，清政府对这份新预算表的态度非常敏感。袁世凯也以难以大刀阔斧改变为由，建议詹天佑尽可能减少预算。

好在资金短缺时，朝鲜还了清政府所欠的60.2万元。袁世凯果断与清朝奕劻亲王斡旋，成功将60万两白银转给詹天佑。加上政府拨付的第一笔款项，京张铁路终于可以开工建设了。

1905年9月4日，京张铁路正式开工，三个月后开始铺设铁轨。

开工后，有人建议京张铁路穿沟而过，铺设窄轨。但詹天佑坚信，京张铁路是中国人自己修建铁路的开端，将来会大规模修建，所以一开始就应该制定严格的工程标准。

在詹天佑的坚持下，京张铁路的铺轨采用了标准的1.435米轨距。在建造过程中，詹天佑大力聘请年轻的中国工程师，没有聘请一名外国工程师，使其完全由中国人自己建造。

“中国地大物博，但修建一条铁路却要靠外人。我深感惭愧！”这是詹天佑常说的话。

为了培养铁路人才，詹天佑建立了一套体系。进入铁路部门的青年学生将在工地一线实习。经过六年的学习，经考核后准予毕业，然后根据品行和技能授予助理工程师等职务。

虽然铁路是我们自己修的，但总有外商四处活动，想借机承包材料大赚一笔。

詹天佑就知道外国人不靠谱。在巨大的压力下，他拒绝了所有的外国商人。相反，他提高了工地上所有工人的待遇，这大大鼓舞了士气。

在此激励下，不到一年，京张铁路首段顺利完工。这一段铁路的建设过程比较顺利，但真正的挑战在于二标段南口至青龙桥关沟段。

与第一段相比，第二段铁路必须有居庸关、八达岭等四个隧道。每条隧道都有数百米长，最长的八达岭隧道长达1000多米。

当时没有专业的施工工具，全靠人力打通隧道，难度不言而喻。

为了尽可能节省工期，詹天佑提出了在隧道中间从北向南同时开挖，然后从上面向两边同时开挖竖井的方法。

这样，在同一时间，就会有四个队伍同时挖掘，大大节省了时间成本。此外，京张铁路最知名的人字形设计也在这段铁路。

在施工过程中，詹天佑发现八达岭和南口的最大坡度达到了33/1000，这意味着每行驶一公里，列车的垂直高度就会上升33米。

当时最先进的列车爬坡能力只有千分之二十五，不足以满足需求。

为了解决问题，詹天佑经过实地考察，结合地形条件，发明了“人字”爬坡，解决了这个问题:火车到了这里，用两台拖拉机一前一后“拉车”，过了“人”字路口后，再把火车往前拉。列车尾部也过了路口后，就用列车尾部的牵引车拉起。

这种“先超车后倒退”的爬坡方式，几乎完美地解决了这里列车的爬坡问题，克服了地形条件带来的不利，使工程顺利进行。

经过近两年的建设，第二段铁路于1908年9月顺利完工。

第三段铁路的施工难度虽然没有第二段高，但是比第一段高很多。

因为在这里，火车会遇到京张铁路上最长的桥——怀来桥，下游还有一个矿区岔口。在地形上，它右边面对盘河，左边面对落基山。需要在山中挖几尺宽的通道，抬高山脚下的河床。项目难度可想而知。

詹天佑凭借专业知识、技能和丰富的经验，圆满完成了这段铁路的设计和施工，并于1909年8月11日顺利完成了整条铁路的建设。

从1905年到1909年，修建京张铁路用了四年时间，比预计的工时提前了两年多。

另外，按照原来的预算，京张铁路预计花费729.2万两白银，实际已经花费了693万两白银，节省了36.2万两。

京张铁路的建成，宣告了中国人可以完全独立地设计和建造这条铁路。这也是第一条完全由中国人设计和建造的铁路，整个过程中没有使用外资或外国工程师。

在当时的历史背景下，京张铁路的建成通车不仅是一条铁路，也是中国近代史上中国人民反帝斗争的一次胜利。虽然这场胜利从现在的角度来看有些伤感，但它所蕴含的民族精神将永远是我们的骄傲。

京张铁路通车后，经历了多次扩建。1911年至1918年的八年间，在京张铁路的基础上扩建了张家口至阳高段等几段铁路。虽然施工过程受到军阀阻挠，被迫停工，但幸运的是，施工最终得以恢复并完工，詹天佑也在其中发挥了重要作用。

1919年，詹天佑听说巴黎和会上，列强要求接手中国的铁路建设。他愤怒地致电中国代表团，强烈反对这一提议，并奉命出席远东铁路联合监督国际会议。

在这次会议中，詹天佑晚上研究文件和议案，白天感冒出席会议。

詹天佑在会上以极高的国际威望和学术知识为主权辩护，使列强的阴谋失败。

然而，由于连续几天在寒冷的深夜工作，詹天佑筋疲力尽。而且他旧病复发，被迫回国治疗。

1919年4月20日，詹天佑回到汉口，次日住进仁济医院。然而，他的病情继续恶化，他的医生无法康复。住院三天后，他死于心脏衰竭，享年58岁。

詹天佑在生命的最后，还在思考国家的未来。他的遗嘱没有提到任何私事，但他关于铁路建设的肺腑之言:

第一，大力开展工程师学会活动，培养人才，以兴国安民；

第二，谨慎选择俄罗斯人才管理之路，提升国威；

第三，扎扎实实建设汉越川铁路。

最后詹天佑还写道:这三件事是我的未竟之业。如果他们被国家收养，上帝保佑还能活很久。

詹天佑死后，社会各界举行公祭，远东铁路理事会致电悼念。

中国工程师学会、京绥铁路局、汉月川工程局联名上书，要求对詹天佑的事迹进行记录，以便“做一个后来的装饰”。

1922年，京张铁路线上的青龙桥火车站旁，一座巨大的詹天佑铜像拔地而起。他只是静静地站在那里，凝望着青龙桥的人字形铁路，仿佛在展望京张铁路的未来。

中华人民共和国成立后，国家首先大规模修复和重建被战争破坏的基础设施，并修建了多条连接北京和西北地区的新铁路。京张铁路的重要性有所下降，但仍是连接华北和西北的一条要道。

1987年11月，为纪念詹天佑修建京张铁路的功绩，政府在八达岭段最高点青龙桥火车站附近新建了詹天佑纪念馆。

博物馆里有一个观赏厅、一个展览厅和一个序言厅。一进观赏厅大门，就能看到詹天佑的巨幅照片。照片上方悬挂着周恩来总理的题词:中国人民的荣耀。

2009年是京张铁路开通一百周年。在这个百年之际，作为中国铁路历史重要代表的京张铁路被视为工业遗迹，以其整体形象被申报为文物保护单位，并开通了主要旅游线路。

进入新时代，京张铁路虽然重要性大不如前，至今仍在运营，但作为重要的工业遗迹，运输量也大幅减少。而且京张铁路八达岭段的青龙桥火车站仍然承担着改变列车方向的任务。

2016年，京张铁路“替代升级版”京张高铁正式开工建设。

这条高铁一是高铁时代连接北京和张家口的主要交通路线，二是2022年北京冬奥会的重要交通保障。

和京张铁路一样，京张高铁也创造了多个第一:是中国第一条采用自主研发的北斗卫星导航系统的高速铁路线路，是世界上第一条时速350公里的智能高速铁路线路，意义重大。

与詹天佑带领工人克服一切艰难险阻，单纯依靠人力修建铁路不同，今天的铁路建设在发达的工业化工业下已经变得不再困难。

200多里长的京张高铁，从开工到建成通车只用了三年多时间，而且全部智能化。

这不禁让我们想，如果詹天佑看到京张高铁的风采，会发出怎样的感叹。

如今，中国被称为“基础设施狂热分子”。铁路、公路、桥梁、隧道等各种设施一应俱全，里程每年都在增加，是国家实力的象征。

但是，我们不要忘记，在这背后，是无数像詹天佑这样的爱国者的努力，造就了新中国辉煌的工业。无论何时，他们将永远被人民铭记。