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南京长江大桥修理工作即将结束，将于通车50周年重新开放。本次修理，最主要的一项就是引桥的双曲拱修复： 优美的双曲拱桥是南京长江大桥南引桥的重要组成部分，也是20世纪60年代初我国人民智慧的结晶。这种桥梁结构具有节省材料、造价低廉、施工简便、造型美观等特点，很好地克服了当时钢材和设备短缺的局限。但随着双曲拱桥服役期的增长，在交通量剧增、自然侵蚀、材料老化等多种因素影响下，结构出现不同程度病害，存在严重安全隐患，急需进行加固维修。 南京长江大桥是不可移动的文物。双曲拱桥维修，既要在外观上维持原有风貌，在结构上保持既有体系，又要增加拱桥的承载力。经过反复讨论后，我们决定采用自密实混凝土的结构加固方式来进行主拱肋的加固。这种混凝土在自身重力作用下，能够流动、密实，不需要附加振动，在增大拱肋截面加大拱桥承载力的同时，对文物本体干预最小。另外，加固还需将拱上的原有填料拆除，换上新的填充料。
50年后的主要缺陷，50年前曾是了不起的发明创造，我幼年读的《十万个为什么》，还专门就此向儿童科普： 当年的科普水平相当不低，但考虑到成书年代，技术问题和意识形态宣传混在一起，以至于影响了阅读。作为一名曾经的路桥工程师，下面是我纯粹的技术科普： 首先，为什么矛盾体现为双曲拱和高填土二选一？因为否定全钢梁方案是基本国情。 从照片中可以看到，主桥是全钢梁桁架桥，但引桥部分是钢筋混凝土桥。1966年中国还是个半工业国，钢材是最紧缺的资源。主桥要考虑通航，所以咬牙挤出钢材修了钢桁架，引桥不需要考虑太多的桥下交通，肯定不会用全钢结构。 接下来就是钢筋混凝土桥和堆土方案的比较了。显然，用填土代替引桥最省钢材，钢筋混凝土用钢程度中等。但正如这个文章所说，堆土不能直上直下，为了稳定必须放很宽的边坡，在长江边上占大量土地，阻碍桥下交通。而且土路基比较松软，在含水量较高的情况下容易出现起伏，路面破坏比较严重，浪费沥青。（中国很缺好沥青，往往需要进口） 从工期来说，高坡土路基自重不可忽略，一旦堆出几十米高的土埂，无论是下面的地基还是土路基本身，都会缓慢变形。所以往往要等到变形完毕才能施工，拖长工期。在多雨的江南，还要考虑边坡防水问题。 武汉长江大桥的桥头填土，是经过检验的保守方案。如果从公路桥开始放坡，占地更多。 这个时候，半土半洋的解决方案出来了：双曲拱。 1964年4月17日，一座造型别致的桥梁在无锡东亭诞生了，这是无锡县交通局桥梁工程队发明创造的。这种桥吸收了我国古代石拱桥的优点，将承重受力部分结构做成横向与纵向都用拱形曲线，类似自行车挡泥板。东亭桥是我国第一座双曲拱桥，后在全国各地推广。1973年，上海科教电影厂制成《双曲拱桥》专题片，1978年邮电部特种邮票中有一枚是双曲拱桥。 为什么要做双曲拱呢？因为这种结构能在桥身中尽量减少拉力。 所谓双曲拱，就是沿着桥梁的纵向有弯曲，在横向再弯一下，尽量让整个梁都处于压力区。一般来说，在钢筋混凝土内部，钢筋是用来承受拉力的，混凝土用来承压。减少了受拉区，就可以少用钢筋。所以双曲拱也能大幅减少钢筋混凝土的钢筋使用，最后用钢量并不明显超出填土方案。 双曲拱桥腹部实拍，可见主梁在纵向弯曲的同时，横向也被分割为多个拱。 但部分工程师并不信任这种1964年才发明的因陋就简的技术，更愿意采用武汉长江大桥采用的桥头土边坡，因为双曲拱技术有天生的缺陷——抗冲击能力差，不耐用，会比其他部分提前损坏。近年的检修也证明了他们的判断：
但这并不能说明当年的决策错了。因为从南京的发展来看，如果当年采取了堆土方案，早晚也是要换成桥梁的。因为沿江地带早已是繁华市区，既不能容忍土坡占这么多的面积，也不能容忍土埂阻隔交通。既然当年缺钢筋，日后也不想多占地，这个双曲拱算是一种不错的妥协，符合中国工业社会的发展趋势——如果你相信中国工业会高速发展，到了钢材产量几亿吨的年代，更换双曲拱的成本相对就可以忽略；如果你相信中国城市会高速发展，就不该在南京桥头设置巨大的土坡。 打个比方，全钢结构的主桥就像皮大衣，钢筋混凝土桥算棉衣，填土算单衣，这双曲拱就是一件自己织的毛衣。在穿不起皮大衣的时候，有人建议咬牙买贵一点的棉衣，有人说单衣凑合一下，还有人说不如自己打一件薄毛衣，虽然不是特别耐用，但过几年条件好了可以改善，眼下也能穿上毛衣出门干点活提高发展速度。如果你对家庭的经济前景有信心，毛衣就是一个不错的选择。 总而言之，问题中那个贴图的确过多地强调了意识形态矛盾，但也有一定的道理。双曲拱作为60年代中国“土”工程师的成果，体现了新中国年轻技术人员的创造力和实践水平。部分工程师照搬别国经验，在贪大求洋和极端保守之间变幻，不愿研究现实国情，做出合理的妥协，的确应该受到批判，而且批判可以超出纯技术问题的范畴，只是不该上纲上线到这个程度。 |
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