摘要：中东铁路站区建筑不但在建筑类型上多种多样，同时在建筑技术上也具有一定的独特性，出现了许多中国传统建筑上所没有的结构类型。建筑是由他的整个历史伴随形成的；建筑产生于他的自身合理性，只有通过这种生存过程，建筑才能与它周围人为的或自然的环境融为一体。
关键词：历史建筑；结构；类型
一、金属框架结构
金属框架结构是在十九世纪八十年代出现的一种结构类型，在清朝末期传入中国。由于金属框架结构可形成较大的空间，平面布置灵活，结构各部分刚度较均匀，构造简单，易于施工，故率先在铁路建筑上得到了广泛的应用。最早的金属框架结构建筑是以钢材和铸铁为结构材料，这是利用了钢铁材料的延展性好、自重轻、截面面积小的特点。中东铁路站区建筑中的金属框架结构是部分实现的，具体形式是：屋架用金属框架，空间内部的结构柱用钢柱或者小截面钢桁架柱的形式，而外部承重兼围护结构依旧采用传统的结构形式（见图3-30）。在中东铁路站区建筑中，金属框架结构一般出现在一些大型车站候车大厅的屋面结构、水塔的水箱结构、站台上的候车雨篷和跨线天桥等建筑中。
中东铁路东线上的绥芬河站站舍的屋面结构是现存中东铁路车站站舍建筑中唯一的钢框架结构屋顶。该屋架的选型为豪威式屋架，作为一种较为简单的拱形屋架形式，其主要特点是节间大小均匀，屋架的杆件内力不致过大，该屋架采用8节间桁架，桁架之间由平行弦桁架作为其联系构件，跨度约为9—12米之间。在当时的建筑技术当中，已达到了惊人的跨度。
中东铁路沿线的大型机车库则统一的使用钢框架结构，一般由空间桁架以及钢梁组成，屋面则为钢筋混凝土结构。例如横道河子机车库，它是由11榀钢梁以及44根钢柱组成，这样的结构体系使其总高度超过7米，单跨跨度达到6米[23]。满洲里道北机车库，在承重墙体上面覆盖一个由钢板拼接而成的拱形屋架。在竖向通过一个小的金属连接件连在一起，从而保证了屋架的稳定性，而这样就使横向与竖向拉杆成为一个整体。为了防止屋顶结构散架，在屋面的下部设置了13榀由一根横向与三根竖向的拉杆组成钢拉杆。
在机车库建筑等跨度较大、要求较高的建筑中通常采用空间桁架柱作为承重结构，它作为中东铁路站区建筑中独有的金属柱形式得到了广泛使用。例如横道河子机车库室内的钢柱是由角钢、钢板以及钢柱头组成。组织方式是：首先由四根角钢围成一个矩形空间，其次在每两根角钢之间设置连接钢板，这种钢板成六角形，其组织方式是钢板与角钢成45度角方向顺次向上排列。最后在柱顶端由一个金属盖柱头将四根角钢包在里面。角钢与钢板之间采用铆钉连接，每块钢板与角钢的相交处都由一个铆钉铆住。柱头与角钢之间采用了焊接方式。
同样的结构也用来建造火车月台上的候车雨篷和铁路跨线天桥。跨线天桥整体结构为钢结构，是用铺设铁道的工字型铁轨为主要结构材料焊接成主体框架，为保证结构的稳定，在两侧以斜撑加固，两侧墙体和楼板则是以木板填充，使天桥看起来轻盈灵动。屋顶为双坡铁皮屋顶，出檐不大，为满足天桥内的采光需求在檐下设一列高窗。尤其是在新艺术风潮正盛的年代，铸铁常常被用来铸造稳定的结构和优美的形式，成为中东铁路沿线建筑景观中独具特色的部分。例如昂昂溪站天桥、一面坡站天桥。
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二、钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构[22]。在这种结构中钢筋承受拉力，混凝土承受压力。所以承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的，其优点主要有耐久、坚固、防火性能好、比钢结构节省钢材以及成本低等，也是现在最常使用的结构形式。中东铁路时期，钢筋混凝土结构作为一种新的结构类型，最早出现在站区建筑当中。由于这种结构受力性能和牢固度都比较好，而且在造型上有着非常好的适应性，因此可以根据不同功能对空间形状的要求而形成不同的空间支撑体轮廓，例如火车站舍建筑、机车库建筑。1903年落成的富拉尔基车站的站舍主体结构即为钢筋混凝土结构。
从现存的混凝土墙体和楼板来看当时的混凝土楼板和墙体，其中已有配筋，但配筋的方式方法和当今的比较还有很大的差距，而且墙体中所用混凝土在骨料的选用和配比上也不是很科学，很多混凝土墙体中所用的粗骨料为粒径很大毛石且骨料比例过大使混凝土墙体粗糙，力学性能也受到影响。
由于钢筋和混凝土组合的优越性，在机车库这样对跨度要求很大的建筑屋面上也采用了这种结构形式。具体构造形式为：首先在建筑的进深方向假设若干榀金属梁，其次在梁与梁之间架起钢筋骨架，最后在骨架之间支模并且浇筑混凝土。
水塔作为传入中国的一种新的建筑类型，其结构类型对于古老的中国来说也是一种新的形式。从水塔的剖面看，水箱部分采用钢结构框架，塔体由厚重的砖石砌筑承重，没有额外的柱子等支撑。第一种水塔，由于上下垂直相连，上部水箱由钢结构支撑，其压力直接传递给下部塔身，没有过多的横向荷载，因此构造较为简单。而第二种水塔的水箱由大面积的桁架结构支撑，柜底的外伸端为防止双层铁皮强度不够，局部增加小型桁架。而且这种水箱充满水后对锥形塔身端部形成侧向压力，容易造成塔身失稳，致使整个构筑物坍塌，为此，沙俄设计师在水箱下部，即水箱外表皮与塔身连接点之间砌拱形支撑体，与椎体的塔身形成稳定的空间结构，使得塔身四周受力均匀，达到整体平衡[19]，如博克图站水塔。
三、拱板结构
拱板是采用现浇混凝土，把拱肋拱波结合成整体的结构物。在中东铁路时期，新的的建筑形式传入的同时也带来了新的建筑技术。拱板结构是中东铁路的建筑工程中一种带有原创性质的屋面或楼板的结构形式。这种结构的建筑材料为内置的钢筋、外覆混凝土注模，因此也属于钢筋混凝土结构的一种特殊类型。钢筋混凝土波形拱板是用多组重复的拱形筒体连续形成的一个巨大的屋面结构，在当时堪称一项重要的发明，是中东铁路的建筑工程师做出的一项重要的贡献。在有些情况下，这种结构的拱顶是用砖材砌筑而成，外表覆以水泥抹面，充分发挥了砖材的抗压性能。
拱板结构分为弧形拱板结构和波形拱板结构（见图3-36）。弧形拱板结构可作为跨度较小的建筑屋面结构形式，例如矩形机车库的内部屋面为一个巨大的拱形，屋顶铺设特制的接近半圆形的铁皮，每隔固定的距离有横向的钢丝与从屋顶中轴线垂下的钢丝拉结，以分担水平力。屋顶外部垂直于山墙方向中间高两侧低，以便于向两侧排水。
波形拱板的具体形式有半圆形连续拱板和微拱连续拱板，主要特点是在降低拱高的同时达到较大的跨度。半圆形连续拱板可用于尺度较大的跨度，是最常见的波形拱板形式，如横道河子机车库屋面、博客图机车库屋面。
四、小结
中东铁路站区建筑是在特定的历史时期，为满足铁路运输按照当时的标准设计图纸批量建造的铁路建筑，因而成为当时中国的一种新兴建筑类型。本文对中东铁路站区建筑结构类型进行梳理，表现出其在建筑技术上所体现的独特性。
论文作者:才军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/11
标签：结构论文; 建筑论文; 中东论文; 屋面论文; 屋架论文; 铁路论文; 桁架论文; 《基层建设》2018年第16期论文;