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与共和国桥梁一起成长

 lcclcclcclcc 2019-10-06

桥梁飞架天堑,是人类征服自然的伟大成果。由于桥梁建造难度大,技术含量高,耗费的人力、财力多,反映了科学技术发展水平和国家实力,每逢盛世,桥梁就会有较快的发展。新中国桥梁的发展是空前的,短短70年赶上和超过发达国家数百年的发展水平。当今中国已成为世界最大的桥梁大国。

我们这一代,生在苦难里,长在红旗下,成在盛世中,经历并参与了这个伟大时代的发展历程。在一个甲子的桥梁生涯中,与共和国桥梁共成长,亲身经历并参与了新中国桥梁从无到有,从小到大的发展过程,记录了新中国桥梁发展的点点滴滴。

白手起家,建造南平大桥

1953年抗美援朝战争结束,国家经过经济恢复,步入建设年代,开始了新中国桥梁建设。新中国的桥梁建设是在接收旧社会烂摊子的基础上开始的,几乎是白手起家。

新中国成立之初,福建成了战争最前线。福建多山,公路基础差,海路受阻,境内又无铁路,因此成了公路修建的重点省份。为了促进国民经济的恢复和发展;巩固海防,保卫胜利果实;进一步解放沿海岛屿,在中国人民解放军福州军管会交通处的基础上,成立了福建省支前公路修建指挥部。1953年笔者从中专毕业,分配到指挥部工作。

限于当年的经济和技术水平,公路的等级较低。山区公路大都沿着河边行走,不得已,需要跨过比较大的河流时,就只好设置渡口,南平就是这种情况。南平地处福建版图中央,是福建南北交通枢纽,有多条溪流和公路在这里交汇,这就使得沿溪而行的公路不得不设置渡口交汇。从福州、闽南方向来的公路沿着闽江西岸到达西溪南岸,而从闽北沿建溪来的和沿富屯溪来的两条公路与闽西沿沙溪来的公路都交汇在西溪北岸,民国时期就已在水南设置渡口,称“水南渡”。可是,渡口总是交通的薄弱环节,会大大削弱公路的通行能力,每遇洪水还会断航,水南渡成了制约福建南北交通的重要瓶颈。为沟通福建南北交通,1951年夏,华东公路修建委员会计划在南平西溪修建一座永久性大桥取代水南渡,当时称为“南平大桥”,由中央投资315亿元(合新人民币315万元),列入1953年公路基本建设项目,成为新中国开始建设的第一批公路大桥。1952年冬,交通部公路总局成立了南平大桥设计小组,在苏联专家指导下进行设计。大桥采用9孔33米的带挂孔的钢筋混凝土双悬臂梁结构。福建日报曾以头版头条新闻报道:苏联专家帮助我省设计101大桥。

1953年夏,福建省支前公路修建指挥部成立了南平桥工所,负责大桥施工。成员主要由四个部分组成:身经百战的解放军官兵、沉着老练的解放前留用人员、豪情满怀的南下大学生和翻身做主的建筑工人。他们团结在一起,对解放事业欢欣鼓舞,为开拓新中国的公路建设呕心沥血。笔者随南平大桥筹建组来到工地,有幸加入了新中国第一代桥梁建设者的行列。

南平大桥汇聚了当时极其有限的建桥技术和设备。在施工方法的选择上充分结合当时,当地的实际情况。缺乏大型设备,混凝土结构全部采用现浇;当地盛产木材,合抱的原木满溪漂流,因此,模板、支架全用木料,为避免阻水,创造出“扇形排架”、“钉板梁”等就地取材的新技术。

经过1年6个月施工,大桥于1955年5月竣工通车,当时福建省副省长、原国民党海军上将陈绍宽参加通车典礼并剪彩,当时福建省委书记、福州军区司令员叶飞和省长张鼎成都做了题词,可见这座大桥的重要意义。

联系实际,进行桥梁创新

上世纪50年代末,60年代初我国交通部门开始瞄准国际桥梁前沿技术,预应力混凝土桥梁、桥梁的悬臂施工、钻孔灌注桩等进行研究。当时,交通部交通科学研究院在全国各大区设置分支机构。1960年,在华东区与同济大学合办上海公路工程研究所,主要设道路和桥梁两个学科组。除上海外,交科院还在重庆、西安、长沙等地与院校等合办研究所。这种研究所是产学研紧密结合的研究单位,借助高校人才和信息优势,研究生产急需课题。桥梁既是科学,也是技术,科学只有转化为技术才能成为生产力,这里很重要的手段就是'设计创新'。

上海公路研究所紧紧抓住设计创新这个环节,坚持研究工作紧密联系工程实际,结合当时、当地的实际条件,把科学理论转化为生产技术。从生产实践中提炼研究课题,经过科学研究,把研究成果又返回应用于生产实际,这样螺旋式的良性循环,使生产技术得以快速提升,成为理论联系实际,学校与生产单位沟通的桥梁,成为产学研紧密结合的典范。桥梁组深入生产第一线,与各地交通部门合作,立足当时实际条件,抓住生产上急需的课题进行研究,研究出适合当地,当时发展的桥梁技术。结合当时我国桥梁发展的实际需要,桥梁组把研究方向定为预应力混凝土新型桥梁及其工艺和专用设备研究。第一批课题选为预应力混凝土T型刚构桥和锚固体系,与江西、河南、江苏、四川、福建等省交通部门合作,开展研究工作。当时,笔者正在进行研究生论文选题,经过深入调查,结合研究所预应力混凝土T型刚构桥课题中的工程控制的关键技术,把论文题目定为预应力混凝土桥梁悬臂法施工变形和定位问题。毕业后留在这个研究所,继续课题的研究工作。

文化革命,巧做无米之炊

好景不长,不久爆发了文化革命,桥梁建设陷入困境。好在桥梁专业是衣食住行,人类四大需求之一,无论何时,路总是要走的。所难为的是必须在技术和物质极为贫乏的条件下去做“无米之炊”。当时,桥梁生产急需技术和材料,双曲拱桥应运而生,在民间蓬勃发展。这种桥技术和物质条件要求不高,适应了当时的客观情况,因此发展迅速,全国各地大量推广。可是,由于双曲拱桥结构特性,不能适应在土质地基上建造,于是民间又出现了重量轻、用料省、整体性好、施工工序少、结构性能更好的桁架拱桥。这种桥梁急待科学研究的扶植与支持,为此,上海公路工程研究所桥梁组做了大量研究工作。研究中仍然采用与生产单位结合的研究方法,先后与浙江、河南、贵州、福建等交通部门建造试验桥,使研究成果很快得以验证。通过桁架拱片试验,证实带斜杆桁架拱桥承载能力大,不易开裂,确定为主要发展方向;同时,从试验获得了桁架拱的水平推力与荷载的关係,确定了双铰拱铰接桁架静力计算模型;隨后,开发了专用的计算软件。由于计算进一步精确化以及预应力施工技术的研究成果的应用,推动了桁架桥梁向大跨度方向发展,建成预应力钢筋混凝土桁架拱桥、预应力钢筋混凝土组合桁架拱桥以及下承式预应力混凝土桁架梁桥等一系列桁架式桥梁。

桁架拱桥研究项目是科学研究与生产技术螺旋式循环的典型例子。来自生产时,只是20几米的农桥,经过科研人员的努力,回到生产后,已是有计算方法和程序,有定型设计图和规范条文,有专著,成熟的系列钢筋混凝土和预应力混凝土桁架桥梁,最大跨度达300多米,为当时解决软土地基、大跨、深谷桥梁的建造做出贡献,获全国科学大会、交通部、上海市多项奖励。中国桥梁发展到今天,回望那些成果都已过时,但是,理论联系实际,产学研紧密结合以及根据当时、当地具体条件,把科学转化为技术的设计创新等工作路线值得永远铭记。

改革开放,开拓大跨桥梁

上世纪80年代,改革开放的东风吹遍神州大地,“要想富,先修路”响彻大江南北。交通作为先行,桥梁需求空前迫切;另一方面,改革开放带来经济发展,给桥梁提供有力的资金、材料和设备支撑。桥梁在需要与可能两个方面都遇到千载难逢的发展良机。春江水暖鸭先知,同济桥梁系筹建桥梁设计室,要我“下海”去做设计。上海浦东和珠三角首先吹响改革开放的号角,开始大跨度桥梁建设。在参与南浦和杨浦大桥方案设计之后,去广东参加开拓我国现代大跨悬索桥。几家单位组成汕头海湾大桥投标集团与另一集团竞标。结果我们的悬索桥方案中选;另一集团的斜拉桥方案因综合指标高而中标,由于业主想探索悬索桥,要求中标单位仍然采用我们的悬索桥方案。后来开会,遇到中标单位的项目总工,他对我说:林老师,我从你那里捡到一只辣椒。由于我们的方案采用了预应力混凝土加劲梁,给施工带来许多麻烦,在结构上也不够合理的。这种情况,现在看起来道理是很容易明白的,桥梁自重越大跨越能力越差,对大跨度桥梁来说,跨越能力是主要的,应该力求减轻自重,而且,索承桥梁的承重结构比较柔,混凝土加劲梁刚度大变形不容易协调,从造价看,虽然混凝土比钢便宜,但是,由于自重增大,会增加承重缆索的重量,缆索是很贵的,综合起来也差不多。当年中国做惯了混凝土桥梁,在工程师脑海里,发展混凝土结构才是中国特色,梁桥、拱桥是如此,斜拉桥、悬索桥仍然一样。上海黄浦江上最初的两座斜拉桥,设计单位推荐的都是混凝土加劲梁,经过大量工作,在市领导干预下,才勉强改为钢混结合梁,其实,钢混结合梁的加劲梁对索承桥梁来说也不是最合理的,自重还是较大而且容易开裂,钢混结合处锈蚀也不易处理。这种新生事物出现时“旧瓶装新酒”的现象,在上海两座斜拉桥上出现后,又在广东悬索桥上重演,不能不承认旧观念的根深蒂固以及当时中国桥梁界对索承桥梁的特性还缺少全面认识。这两处设计笔者都参与过,反思起来不能不引以为戒。

不久,带着广东失标的遗憾和对现代悬索桥设计初步探索的实践以及对开拓我国悬索桥事业的全副热情和美好憧憬,加入江阴大桥联合设计处,安排我主持缆索系统设计。三年设计,五年施工配合,使我国自行设计的结构跨度第一次突破千米,获得了国家级设计金奖。

设计创新,奔向桥梁强国

墨子说过:“食必常饱,而后求美。衣必常暖,而后求丽。”中国桥梁经过空前发展后,已成为桥梁大国,桥梁界纷纷讨论建成桥梁强国问题,常常涉及美学与创新问题。其实,这两个问题是相关联的,可以依靠设计创新解决。上世纪80年代初,笔者去国外讲学,开始接触桥梁美学。回国后,开设桥梁美学课,后来虽然“下海”去做桥梁设计,但是美学研究并未停止,而是把设计作为美学的实践,用美学理论指导设计,把设计提高到美的创造的高度。进入古稀后,意识到时间已经不多了,大跨度桥梁周期长,有限的时间不能再耗下去了,于是又回来对桥梁美学进行全面梳理并写成《桥梁设计美学》专著。通过梳理,笔者认识到桥梁美学是工业革命后发展起来的应用美学的一个门类。应用美学与传统美学的重要不同就是更注重实际应用,也就是美的创造;美的本质是人类的本质力量的在对象世界中的感性显现,而创新是人类的智慧的结晶,人类的智慧就是人的本质力量,因此,创新是人类本质力量的美;工业革命后,设计与施工产生了区分,设计成为桥梁美创造的主要环节,桥梁设计美学研究桥梁美的创造,设计创新是桥梁设计美学研究的核心问题,也是通向桥梁强国的金钥匙。《交通强国建设纲要》给我们描绘出美好的蓝图,为实现这张蓝图需要建造大量桥梁。每一座桥梁的建造都是实现美好理想的一部分;都成为文明进步的一个标志;也是对我们创造力的一次检验,从中享受着直观自身的无限喜悦。我们直接建造了桥梁,又间接塑造着人类的心灵。我们从自己的创作中,因看到自己的力量而豪情满怀;人们在享用我们成果中,使心态和情趣得到了调整,从而引导他们的行为、孕育他们的气质。一种情操的陶冶、一种灵性的升华,将在使用我们所建造的桥梁的人们中得到实现,这就是每一个桥梁工程师所应该憧憬的崇高目标。

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