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詹天佑在其他工程技术人员的配合下，精心设计和成功实施了一系列创造性的筑路、开洞方案。
南口至八达岭高低相差180尺，按照一般设计要求，火车爬山时每升高1尺，至少有100尺的线路。
而整个南口关沟段的长度仅为33里，在短距离内将铁路大大抬高，如果采用一般做法，势必要增加长度和弯度。
根据实际可能，詹天佑大胆地推翻了以往成例，采用了千分之三十三的爬高坡度，即每修筑1000米线路就垫高33米。
为了克服由此引起的上下陡坡的困难，他采用两辆机车推挽列车的办法，既有效地减少了铁路的长度和弯度，又保证了行车的安全与速度。
在青龙桥车站附近，修筑了一条“人”
字形铁路，也用很陡的坡度使火车先往西走一段，升高一层，然后再往东走一段，再上升一层，因而在原来有限回旋余地的半山中，将铁路抬高，同时也就将隧道的高度提高，减少了隧道的长度。
这样，八达岭的隧道长1091.18米，比外国工程师的设计减少了一半，还取消了鹞几梁、九里桥等地的隧道，大大节省了工程用款、缩短了工期。
在隧道开凿时，他改变了传统开凿隧道仅从两端施工的做法，采用中部凿井法，从山顶打下两口竖井，到达路基高度，再分两头向洞口开凿。
这样就有6个工作面可以同时施工，仅用18个月时间就打通八达岭隧道，使工期缩短了一半。
1909年9月，京张铁路全线竣工。
它的全部工程都是由中国人自己修建的，施工期不满4年，共用工程款600多万两，这是当时成本最低的铁路干线之一。
在冶金技术方面，中国企业逐步学习并掌握了西方近代冶金技术，在生产中采纳运用。
最早采用这些技术的企业，是洋务派兴办的各种冶炼工厂。
江南制造总局在1890年开始设立炼钢厂，建立了一座15吨酸性平炉，每日可出钢3吨，是中国最早的炼钢平炉之一。
1893年，张之洞在湖北建成汉阳铁厂，厂中建有100吨高炉两座，8吨平炉一座。
1894年5月，中国第一座近代炼钢高炉在汉阳铁厂开炉生产。
1908年2月，汉阳铁厂、大冶铁矿、萍乡煤矿合并为“汉冶萍煤铁厂矿公司”
。
各厂矿分别进行了改建，设备有100吨高炉两座，250吨高炉一座，50吨平炉6座，还配有轧机以及机械化矿山设备等，初步形成了一个钢铁联合企业。
这些冶金设备以及技术水平在当时世界上是比较先进的，但是由于受封建官僚机制的制约和帝国主义国家的控制倾轧，这些先进设备与先进技术在当时没有充分发挥其应有的效益，中国的钢铁生产能力依然十分落后。
除了冶炼钢铁外，其他有色金属在19世纪末20世纪初转而采用近代方法进行生产。
在机器制造方面，1865年设厂的江南制造总局，从美国引进成套的机器设备，除了作为动力机械的锅炉、蒸汽机以外，还有打眼、铰螺丝、镟木、铸弹、制造枪炮等工作机械，并设有汽锤车间，为中国近代机械工业的形成奠定了基础。
在建筑方面，随着近代建筑形式和近代建筑技术在中国的传播，中国工程科技人员和工匠逐渐掌握了西方近代建筑艺术形式和施工方法，在一些开放的都市建造了一批具有新式风格的近代建筑。
近代上海建筑业领袖之一的杨斯盛于1880年创立了中国最早的近代建筑营造企业“杨瑞记营造厂”
，并于1893年成功地建造了当时规模最大、式样最新的西式建筑上海江海关新关，得到社会的称赞。
以后在中国建筑师的设计下，又有一些近代建筑在中国土地上矗立起来，如清政府陆军部大楼等等。
通过这些建筑活动，中国建筑界逐步学习并掌握了西方近代建筑科技和施工方法，使中国近代建筑业渐渐由传统走向近代。
另外，在化工、纺织、印刷、制革、农产品加工、民用事业等方面，中国近代逐步开始引进有关的机器设备进行生产，但机器的普及以及生产水平都不是很高，只有少数行业的机器运用和水平达到一定水准，其余大多数企业主要以手工生产为主，辅助以一定的机械工具。
近代以后，随着一些西方的消费娱乐方式逐步被中国人所接受，一些与此相关的科技发明和生产也有出现。
例如，西方摄影传入中国后，中国科学家对照相机的工作原理以及制作方法有了比较深入的了解，在这方面取得了一定的成果。
邹伯奇在对有关光学知识进行了深入研究后，在科学原理的指导下，发明了显示影像的暗箱，并于1844年研制成功摄影器，在此基础上做成了中国最早的一架照相机。
据现存的照相玻璃底版来看，虽距今已有100多年，但影像仍然十分清晰，可见技术和工艺还是比较先进的。
同时，他还对自己发明的照相机的结构和照相过程作了详细的论述，写成比较完整的几何光学著作《格术补》，成为中国历史上关于湿版照相术的一篇重要文献。
在这篇文章中，既有学习西方照相术的精华之处，又有他自己的因地制宜的独到发明，反映出当时中国科学界在光学理论研究和摄影器具制造方面的水平。
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