凯锋钢桥2:钱塘江大桥80岁 工程质量的时代标杆 ——纪念中国现代桥梁之父茅以升

通常把80岁的老人称为“杖朝”,即“拄着杖出入朝廷”之意。今年9月26日是钱塘江大桥通车80周年的日子,大桥虽是杖朝之年,身子骨还硬朗。钱塘江大桥是一座有无数神奇故事的桥……

一、80岁的钱塘江大桥成为工程质量最突出的时代标杆

1911年,15岁的聪明好学少年茅以升考入唐山路矿学堂(1913年更名唐山工业专门学校,西南交通大学前身);1916年,他以第一名的成绩毕业,又以第一名的成绩考取清华学堂(清华大学前身)留美官费研究生;1917年在美国康乃尔大学完成《考虑次应力计算的空腹式两铰拱桥设计》的硕士研究生学位论文;1919年,在美国卡内基理工学院(卡内基-梅隆大学前身)完成《桥梁桁架的次应力》的博士研究生学位论文,成为该校第一位工学博士;1920年回国后在唐山工业专门学校、东南大学和北洋大学(天津大学前身)等任职。1933年8月,浙江省建设厅厅长曾养甫任命茅以升为钱塘江桥委员会主任委员(1934年为工程处处长),此后4年多,茅以升主持设计建造这座千米级公铁两用现代大桥:1935年4月6日,钱塘江大桥工程正式开工;1937年9月26日,大桥下层铁路桥面通车;11月17日,上层公路和人行桥面开通;12月23日,在日本侵略军队占领杭州前夕,茅以升指挥炸断大桥;1946年至1953年,茅以升主持和指导大桥的修复……

虽然历经坎坷和苦难,但是大桥的建设质量非凡,修复和管养水平高超,2006年被国务院列为全国重点文物保护单位的“近现代重要史迹及代表性建筑”,现在还奇迹般地在持续使用中,今年满80岁了。钱塘江大桥是我国桥梁工程的重大成就和不朽丰碑,已经成为我国现代大型工程建设与管养质量最突出的时代标杆——虽是杖朝之年,身子骨还硬朗……

图1  1937年9月的钱塘江大桥

图2  2017年钱塘江大桥的主桥和北岸公路引桥

图3 主桥下层铁路桥面和上层公路与人行桥面

图4 公路桥头的全国重点文物保护单位立碑

二、钱塘江大桥开创了中国人自己设计和主持建造现代大型桥梁的历史,茅以升是中国现代桥梁之父、近代桥梁的奠基人

上世纪30年代初,若干先进国家已经建成了多座现代大型桥梁:美国悬索桥有跨度1067m的华盛顿大桥、拱桥有跨度504m的贝永大桥,加拿大梁桥有跨度549m的魁北克大桥,澳大利亚拱桥有跨度503m的悉尼海港大桥,英国梁桥有跨度521m的福斯大桥,俄罗斯有长度582m的圣三一大桥,法国有长度565m的加拉比大桥……

在那个年代,灾难深重的中国也已经有几座大型桥梁:1891年建成长度670m滦河大桥,1899年建成长度844m大凌河大桥,1901年建成长度1027m的哈尔滨松花江大桥,1902年建成长度782的陶赖召第二松花江大桥,1903年和1909年建成长度794m的浑河大桥,1905年建成长度2939m的郑州黄河大桥,1910年建成跨度67m深谷人形墩的滇越铁路倮姑大桥,1911年建成长度575m的蚌埠淮河大桥,1912年建成长度1255m的泺口黄河大桥(含跨度达164.7m的悬臂钢桁梁桥)……设计建造这些桥梁的是俄国人、德国人、日本人、比利时人、法国人、英国人和美国人等,但是,就是没有中国人。

早年杭州民间有谚语“两脚跨过钱塘江”形容说大话、吹牛或不可能的事,也说明在钱塘江上建桥如登天之难事。然而,1937年,茅以升等先辈成功设计和主持建造了具有现代技术意义的千米级、公铁两用、双层桥面的钱塘江大桥,开创了中国人自己设计和主持建造现代大型桥梁的新时代,充分展示了中国人的聪明才智,改写了历史;茅以升被称为中国的现代桥梁之父、近代桥梁工程的奠基人。

图5 青年、中年和老年的茅以升

三、两次大桥设计

1933年,浙江省建设厅曾委托铁道部的顾问华德尔(J.A.L. Waddell,美国著名的桥梁专家)进行桥梁设计,并以此开始筹款。

1933年8月,茅以升到桥工处后找到郑华和罗英等人组建队伍。郑华和罗英均是茅以升在康奈尔大学的同学;郑华曾任交通大学唐山土木工程学院院长;罗英曾在山海关桥梁厂当厂长,经验非常丰富,茅以升请他出任总工程师。随后,桥工处重新设计大桥。

桥工处设计与华德尔设计的不同点主要有5个方面:

第一,桥位不同。桥工处在六和塔附近选择江面较窄、河床相对稳定的合理桥位,缩短了江中的桥梁长度,也缩短了桥梁总长度419m。

图6 设计桥位(下图为现在杭州市地图的左下侧红点桥梁位置)

第二,桥面布置形式不同。华德尔设计采用铁路桥面和公路桥面同层,布置在相同平面;桥工处采用铁路在下、公路在上的双层桥面设计,缩小了桥面宽度和墩台及其基础宽度。

第三,桥跨布置不同。就江中主桥而言,华德尔设计采用两孔89.3m和27孔30.5m的不等跨度方案,水中墩28座;桥工处采用16孔65.8m的全部等跨度方案,水中墩15座:既统一钢梁跨度,方便和加速钢梁的制造与架设,方便维修更换,又减小江中桥墩的数量。

第四,钢材品种不同。华德尔设计的钢材全部采用低碳钢;桥工处的设计对主桥桁梁上下平纵联与横联、公路引桥采用低碳钢,对主桥主要受力构件和铁路引桥钢板梁全部采用当时世界上质量最好的高强度低合金钢(铬锰钢、克罗马多尔钢(Chromador Steel),仅英国生产):铬锰钢比低碳钢强度增加50%,钢梁重量减轻24%,减小桥梁自重;其耐大气腐蚀性能是低碳钢的3倍,更有利于长久使用。

第五,造价不同。华德尔的设计概算为758万银元,桥工处的为510万银元(节省33%;最后竣工决算为547万银元,折合为163万美元)。

四、大桥结构设计

钱塘江大桥最后采用桥工处的设计,大桥结构设计要点如下:

(1) 公铁两用大桥,采用当时的大型荷载等级:铁路采用E-50级荷载(主轴重21.8t),公路采用H-15级汽车荷载和3.9kN/m2的人群荷载。

(2) 主桥为16孔跨度65.8m的带竖杆三角形简支桁梁,主桁高10.7m,宽6.1m,节间8.2m;双层桥面:下层为明桥面铁路,净高6.7m,宽4.8m,上层为钢筋混凝土桥面,公路宽6.1m,两侧人行道宽各1.52m。

(3) 公路南岸引桥包含15m钢筋混凝土上层拱、1孔48.8m跨度的上层钢系杆拱,弯道部分为1孔9.2m钢筋混凝土上层拱、两孔9.2m的钢筋混凝土刚构;公路北岸引桥包含15m钢筋混凝土上层拱、3孔48.8m跨度的上层钢系杆拱、1孔9.2m钢筋混凝土上层拱,后面为八字形左右幅桥梁,其两枝均为5孔9.2m的钢筋混凝土刚构。

图7 桥梁立面和平面布置

图8 主桥桁梁设计图封面、详细构造设计和签字(有制图罗元谦、设计梅旸春、校正罗英和核准茅以升等字样)

(4) 主桥主要受力构件和铁路引桥钢板梁4135t钢材采用当时世界上质量最好的高强度低合金钢(铬锰钢,克罗马多尔钢,按照英国标准BSS 548生产):屈服强度355MPa、极限强度572MPa,延伸率18%,设计强度比低碳钢高50%,钢梁重量减轻24%,既减少从英国至中国的构件运输费用,也更方便后期组装架设。当时我国规范没有铬锰钢的规定,设计还专门制定了铬锰钢的验算容许应力和轴压应力提高系数等。铬锰钢耐大气腐蚀性能是低碳钢的3倍,按照现在我国桥梁钢材标准GB/T 714-2015规定方法计算,其耐大气腐蚀指数为7.1,大于规定合格值6.0,属于有良好耐大气腐蚀性能的优质钢材。事实上,经过80年的长期使用,大桥大部分钢构件依然如新,受炸落入江中、从水中捞起继续使用的构件虽表面有锈层,但也基本能承载。这些都直接缘由于设计选用优质钢材。

图9 桁梁设计采用铬锰钢的主桁杆件荷载应力与荷载组合应力验算和截面设计,制定其容许应力和压应力提高系数

(5) 主桥15座桥墩均采用钢筋混凝土空心结构; 6个基础采用钢筋混凝土沉箱,其它9个基础各采用160根约30m长木桩和钢筋混凝土沉箱组合结构。

桥梁主桥1072m,全长1453m。

五、大桥施工

1934年4月登报工程招标,8月收到标书17份(国内9份和国外8份)并开标公布报价,经铁道部与浙江省审查和批准,主桥的墩台及其基础由丹麦康益洋行承包,主桥钢桁梁由英国道门朗公司承包,引桥钢结构由德国西门子洋行承包,南岸引桥由新亨营造厂承包,北岸引桥和全部公路路面由东亚工程公司承包(由此,称大桥由中国人或以茅以升为杰出代表的桥工处等“主持施工建造”或“监造”比较客观准确)。1934年11月11日举行开工仪式;1935年4月6日大桥工程正式开工。

图10 1934年11月11日开工仪式

那个年代的大桥施工非常艰难,问题和困难很多。以下简述其中的4个问题及其解决方法。

(1) 打长木桩。主桥15个空心钢筋混凝土桥墩的基础采用气压沉箱,其中6个沉箱基础筑入岩面,9个沉箱各放置在160根约30m长的木桩群上面,沉箱和木桩基础最深达47.8m。基础施工的第一个难题就是木桩又多又长,刚开始打桩速度慢,同时出现断桩。后来研究采用“射水法打桩,即先用钢管射水,后拔出钢管、插入木桩再锤击下沉,把刚开始一天打一根桩加快到一天打20多根桩,加快进度。

(2) 沉箱定位。15个钢筋混凝土沉箱各长17.7m、宽11.3m、高6.1m,重量约550t。一个在浅水区,采用围堰、筑岛、建沉箱、开挖下沉方法;其余14个在南岸上游1.5km船坞上建造,搬运下水,浮运到位下沉。江底淤泥细砂层较厚,潮水流速大,开始曾出现两座沉箱浮运到位后因锚走或绳断而分别漂移4km和8km。后来加粗缆绳,将定位锚加大至10t,同时在下锚时辅助射水,让锚埋入河床6m以下,避免了沉箱漂移问题。

图11 打桩船打桩、搬运沉箱和改进后的沉箱定位锚

(3)  沉箱下沉。沉箱就位后,浇筑纵隔板和横隔板混凝土和一两节墩身,逐渐沉至江底,再用压缩空气通入沉箱作业室,排除积水,人员在气室内开挖泥砂运出,使沉箱下沉。下沉速度取决于出泥速度,在施工中曾采用吊斗盛泥运出、压缩空气吸泥和水力吸泥三种方法,采用后两种方法提高了沉箱下沉速度。气压沉箱作业是难度很大、设备要求高、人员操作危险性极高的工作。大桥沉箱最后总体上比较顺利下沉,这说明工程组织和运作比较科学、细致,多工种配合默契、合理,复杂设备良好运行和使用。

图12 围堰筑岛沉箱与墩身下沉、人员在沉箱气室内、压缩空气吸泥使沉箱下沉

(4) 钢桁梁整孔拼装与浮运架设。钢梁构件在英国制造,水运至现场。每孔钢桁梁重260t,16孔钢梁中的15孔采用在北岸拼装场地上整孔拼装铆接,再用两艘带贮水舱的木船搭建木架,托住钢梁浮运至桥孔位置,利用潮落和抽水,使钢梁平稳落下就位。钢桁梁整孔拼装与浮运是比较先进的方法,既有利于在场地平台上拼装、提高拼装质量,也有利于提高钢梁架设速度。

图13 拼装场上铆接拼装钢梁、木船浮运钢梁

桥梁共用钢材6895t,水泥9865t,方木6290m3,木桩3334根。主桥钢材产自英国,引桥钢材产自德国;大部分钢筋产自比利时,少数国产;主桥水泥产自河北唐山,引桥水泥产自江苏龙潭。

桥梁共用70.4万个人工日,高峰时每天人工数量超过950;桥梁施工时间为32个月;工程竣工决算为547万银元,折合为163万美元。

桥梁的建设也培养了我国一批桥梁工程技术骨干和精英:罗英后来任湘桂铁路局副局长,建造了柳江大桥;汪菊潜任大桥工程局总工程师,武汉长江大桥的总工程师;梅旸春任大桥工程局总工程师,南京长江大桥建设前期的总工程师;刘曾达任南京长江大桥建设后期的总工程师;赵燧章任郑州新黄河大桥总工程师;戴尔宾任南昌赣江大桥总工程师;赵守恒任南盘江公路大桥总工程师;还有王序森、王同熙、唐寰澄、史尔毅和劳远昌……

大桥建设还为唐山工程学院、浙江大学、同济大学、中央大学、清华大学、之江大学、震旦大学、北洋大学、湖南大学、广西大学、苏州工学院、武汉大学等在校学生提供实习机会,连续两年共招收160名大三学生实习两个月,提供食宿,茅以升多次亲自为学生讲课。

图14 建设大桥的中方和外方主要负责人和部分技术人员

图15 大学生到大桥工地实习

图16 早期的钱塘江桥委员会和曾养甫与罗英

六、通车和炸桥

1937年8月13日,在不远的上海,中国军队与日本侵略军队已经交战;8月14日,日本飞机空袭上海、南京,并炸在建的钱塘江大桥,但没有炸中。在此后的42天里,完成了6号桥墩沉箱基础的纠偏和桥墩上半部分钢筋混凝土的浇筑、两孔钢桁梁的架设,部分铁路桥面铺设、部分公路钢筋混凝土桥面板的浇筑等工作。9月26日凌晨4点,第一列火车通过大桥下层铁路桥面;11月17日一早,上层公路和人行桥面开通。桥梁的开通对当时前线战争物资的运输,上百万百姓、60多万军队和大量重要物资与设备的内迁发挥了重大的作用。蒋中正亲笔题写了长文《钱塘江桥记》。

图17 第一列火车通过大桥和公路桥面开通

图18 运送民众和士兵的列车通过大桥

火车过桥

11月12日,上海沦陷;11月16日,军方要求炸桥。茅以升等人据理力争,推迟炸桥时间共37天,一方面让桥梁最大程度发挥作用,另一方面进行炸桥的精心准备。炸桥前一天,12月22日,铁路机车撤退过桥300多辆,客货车辆2000多辆……

12月23日下午5点,在日本军队行进北岸桥头前夕,茅以升指挥炸断大桥:第9、13和14号桥墩受炸部分损害,其中第14号桥墩上半部分混凝土全部炸毁;第10、12和13孔钢梁一侧坠入江中,第14和15孔钢梁整孔坠入江中,第5、6、11、16孔钢梁和南岸公路引桥钢拱略有损害。桥炸得非常专业、非常“狠”,有效地阻碍日寇继续往南侵略的进程。

图19 自炸后的大桥

茅以升等人极度艰辛地准备和建桥4年多,通车才89天,就亲自指挥炸桥。他形容这“如同母亲亲手掐死自己心爱的亲生婴儿”。他悲愤地写下“抗战必胜,此桥必复”;炸桥的第三天写了《别钱塘》:

钱塘江上大桥横,众志成城万马奔。突破难关八十一,惊涛投险学唐僧。

“天堑茫茫连沃焦,秦皇何事不安桥”。安桥岂是干戈事,同轨同文无浪潮。

斗地风云突变色,炸桥挥泪断通途,“五行缺火”真来火,不复原桥不丈夫。

茅以升等人撤离杭州后,继续补齐桥梁部分竣工图和汇集桥梁工程资料。更加可贵的是,他在离开桥工处后担任国立交通大学唐山工程学院代院长和院长,多年带领学校奔波、转移到湖南湘潭、贵州平越与贵阳、四川重庆等地,都带着14箱大桥宝贵的重要资料(含纪录工程主要过程的电影胶片约2500m)。这些资料为后来的桥梁修复和长期高质量的管养发挥了不可替代的作用。

图20 部分大桥工程资料

七、大桥修复和后来使用与管养

大桥后来的主要故事有:

(1) 1940年9月,日军局部维修部分桥墩,加架军用梁修通公路木桥面通行单车道汽车;1943年开始,日伪公司维修桥墩,起吊落水钢梁,用低碳钢替换部分杆件,1944年10月修通铁路;1944年3月和1945年2月抗日游击队将第5、6号桥墩局部炸损,桥梁再度中断通行;后来在受损墩外加钢轨箍套外包混凝土、墩内填入砂石简易维修,1945年4月勉强恢复铁路行车。

(2) 抗战胜利后桥工处恢复工作,1946年初茅以升回到桥工处。桥工处委托中国桥梁公司上海分公司(汪菊潜为总工程师)承担主桥修复设计和施工,1946年12月,在5孔钢梁上铺设木桥面,通公路单车道;至1949年5月,进行凿除3孔混凝土桥面、改建成木桥面,矫正两孔钢梁、安装新支座等简易维修工作(原计划对第5、6号墩加套箱、向英国订购一孔钢桁梁等未能实现)。1949年5月,旧军队撤退前工兵局部炸损第5、12孔桥面。杭州解放后抢修桥梁恢复通车,公路单车道限载10t,铁路过轻型单机车限速15km/h。

图21  1949年5月桥面局部受炸

(3) 此后,上海铁路局成立钱塘江大桥工程处,历经4年,开始全面修复:第一,第5、6号墩采用加混凝土套箱、封底、抽水,纵向裂缝逐条修补、钢筋补接,压力灌浆,墩身外包带两层钢筋的40cm厚的混凝土护套;第13号墩采用打钢板桩、抽水,加35cm厚护套。第二,矫正、修补和更换部分钢梁杆件。第三,把8孔木桥面恢复成混凝土桥面。1953年,公路恢复两个车道,铁路通行解放型机车(检定为中-17.4级荷载)。1957年开始通行友好型(FD)机车。

(4) 1961年一孔钢梁铁路纵横梁连接角钢出现裂纹,1962年维修时让纵梁在跨中断开,增加制动撑架,纵梁上翼缘增加鱼形板、下缘增加与横梁的连接托架,拆除纵梁下翼缘与主桁下平纵联交叉斜杆的连接构件。

(5) 1971年进行铁路人行道改造,增加通信电缆槽;1981年加固第10孔的一根斜杆,对桥梁检定为公路通行汽-20级荷载、铁路通行中-26.5级荷载。

(6) 1994年3月,一艘550t船只撞击到第6孔第2节间下游侧下弦杆,杆件出现局部弯扭变形,下平纵联斜杆和上游下弦杆也有轻度变形。

(7) 杭州市政府多年来非常重视大桥的公路桥面使用与管养。2000年,专项投入4000多万元更换和拓宽上层公路桥面(公路车道加宽至6.5m(原来为6.1m),两侧人行道各加宽至1.72m(原来为1.52m)),桥面板减薄减轻,对所有钢桁梁端部上弦杆等上缘缀条更换为整板,更换锈蚀严重的部分横联、上平纵联杆件,顺直北岸公路桥面引桥等,规定公路桥面通行两轴公交车和小车。

图22  2001年顺直后的北岸公路引桥

(8) 2004年和2005年,更换第1至8孔、第10、12和16孔纵梁下翼缘与主桁下平纵联交叉斜杆的连接构件,对第14号桥墩基础用钢轨抱箍和注浆加固。

(9) 2006年,下层铁路桥面进行电气化改造,涂装钢梁的中上层构件;同年被国务院列为全国重点文物保护单位。

(10) 2008年,上海铁路局和西南交通大学联合对桥梁进行检测与静动载试验和桥梁疲劳评估研究,要求铁路客车限速80km/h和货车限速60km/h。

图23 检查大桥

(11)此后又更换铁路桥面;2013年初,上层桥面的两侧人行道(近年电动自行车较多)的内侧安装简易护栏;2015年3月,公路桥面一轿车与电瓶车相撞后失控撞毁一段内侧护栏和外侧护栏;2016年,上海铁路局进行检测与静动载试验。

多年来,上海铁路局及其所属杭州工务段、杭州市市政设施城管中心和守桥部队等几代人热爱桥梁、爱岗敬业、无私奉献,为桥梁高质量的使用与管养发挥了重要作用;杭州工务段多年来是铁道部、铁路总公司和上海铁路局工务部门的先进单位,杭州工务段总工程师刘芳为桥梁奉献了30多年的青春和汗水,曾获“茅以升工程师奖”……

图24  2017年9月杭州工务段钱塘江大桥桥梁车间的介绍墙板

目前,钱塘江大桥下层铁路桥面每天通行客运列车57列、货车4列和单机车4辆,上层桥面通行两轴公交车与小车、行人与自行车,桥梁总体情况平稳,但毕竟是80岁的“老人”。

在近期正常使用的同时,须重点关注原来受损桥墩、落水梁跨未更换杆件和公路桥面板的损伤和维修;在下一次公路桥面大修中,采用优质轻型桥面板以减轻自重荷载,在此前提下,尚可根据需要适当调整两侧人行道(现在有一定数量的电动自行车通行)宽度;此外,开展将桥梁逐步转换为公路与人行桥,最终为人行桥的规划研究。

八、多才的茅以升

茅以升聪明、好学勤奋又认真实干,同时谦逊亲和,一生多才且有许多不凡成绩。

1916年,20岁的茅以升以第一名的成绩从唐山工业专门学校毕业,又以第一名的成绩考取清华学堂(清华大学前身)留美官费研究生。

图25  1916年茅以升的唐山工业专门学校毕业证书和第一名成绩的纪录

1917年,茅以升在美国康乃尔大学完成《考虑次应力计算的空腹式两铰拱桥设计》的硕士研究生学位论文,第二年,康奈尔大学给他颁发优秀研究生“斐蒂士”奖章。

1919年,茅以升在美国卡内基理工学院完成《桥梁桁架的次应力》的博士研究生学位论文,成为该校第一位工学博士;1979年他应邀访问母校卡内基-梅隆大学时,学校授予他“卓越校友”奖章;2006年在学校落成全身塑像(温家宝总理题字)。

1938年至1942年,茅以升担任国立交通大学唐山工程学院代院长、院长,期间的毕业生中有8人后来当选科学院和工程院院士。

1941年,中国工程师学会因他在建设钱塘江大桥的重大功绩授予他名誉奖章。

1942年至1943年,他担任交通部桥梁设计工程处处长。

1943年至1949年,他担任中国桥梁公司总经理。

1943年,当选教育部部聘教授。

1948年,当选中央研究院院士;被推举为中国工程师学会会长。

1949年5月,被任命为上海市政府秘书长。

1949年起,连任6届全国政协委员。

1949年10月至1952年5月,担任中国交通大学(1950年10月更名为北方交通大学)校长。

1950年,担任全国科普协会副主席,后来任中国科协副主席、北京市科协主席。

1951年至1981年,担任铁道科学研究院(早期为铁道研究所)院长。

1952年,担任武汉长江大桥技术顾问委员会主任委员。

1953年起,连任四届中国土木工程学会理事长和名誉理事长。

1954年起,连任6届全国人大代表和常委。

1955年,当选中国科学院学部委员(院士),技术科学部副主任。

1959年,他担任人民大会堂结构审查组组长,周恩来总理要求他“签名保证”其安全;同年起,担任九三学社中央副主席、名誉主席。

1978年,成为中央电视台向世界介绍的7名著名科学家之一。

1981年,他的《没有不能造的桥》科普文章获全国新长征科普创作一等奖,任唐山交通大学北京校友会理事长。

1982年,当选美国工程院外籍院士。

1984年,担任第六届全国政协副主席;当选加拿大土木工程协会荣誉会员;同年任《中国大百科全书土木工程卷》编委会顾问;任交通大学校友总会名誉会长;任中国科技馆筹委会主任。

1987年,当选欧美同学会会长,加入中国共产党。

茅以升著有《钱塘江桥》、《武汉长江大桥》、《中国古桥与新桥》、《茅以升文选》和《茅以升选集》等著作,主编《中国古桥技术史》,还写有大量的科技论文、工程教育论文和科普文章。

茅以升作为工程教育专家提倡“博闻强记,多思多问,勤于实践,勇于创新”,“先习后学,边习边学”,“概念清晰,逻辑严密,深入浅出,融会贯通”和“让学生讲出前一次课的疑难问题”等教育与研究的理念和方法。

此外,茅以升的诗、文和书法造诣颇深。

图26  1956年毛泽东主席会见茅以升等科学家

图27  1979年茅以升在母校卡内基-梅隆大学接受“卓越校友”奖章

图28  1982年茅以升成为美国工程院外籍院士

图29  1984年茅以升当选第六届全国政协副主席

图30  1984年茅以升等参观赵州桥

图31  1984年茅以升会见学生林同炎(1931年唐山工程学院毕业生)夫妇

图32  1987年茅以升参加钱塘江大桥通车50周年纪念活动时与当年建桥人员合影

九、茅以升具有崇高威望和受到广泛尊敬

茅以升1989年11月12日离世以来,社会各界给予高度评价,他具有崇高威望和受到广泛尊敬。

1991年,西南交通大学在九里校区为茅以升塑像,陆定一副总理题词:“爱国知识分子的楷模——茅以升同志”;2006年,在峨眉校区塑像;2016年,将九里校区图书馆命名为“茅以升图书馆”。

1996年,浙江省杭州市为茅以升塑像,江泽民主席题字“茅以升先生像”;同年,北方交通大学为为茅以升塑像;2002年北京市科协,2003年中南大学,2004年兰州交通大学,2005年铁道科学研究院,2006年美国卡内基-梅隆大学、重庆交通大学、唐山学院、江苏镇江二中,2014年贵州福泉中学、武船重工等为茅以升塑像。

图33西南交通大学九里校区与峨眉校区的茅以升塑像和茅以升图书馆

茅以升塑像和茅以升图书馆

图34 茅以升塑像

2000年,国家天文台将1997年1月9日(茅以升诞辰日)观测发现的编号1997 AN14(永久编号18550)小行星命名为“茅以升星”(国际小行星中心2001年批准并发布43193号通报公布通知各国);2006年,中国邮政总公司发行茅以升纪念邮票。

图35 命名“茅以升星”

图36 茅以升纪念邮票

西南交通大学和北京交通大学等高校陆续创办“茅以升班”、“茅以升学院”等;西南交通大学成立“茅以升桥梁研究所”;北京、杭州、镇江等地创办“茅以升中学”、“茅以升实验学校”等,更多人从小学习到茅以升的精神。

茅以升科技教育基金会于1991年成立,多年来为弘扬茅以升精神,为促进科技与教育进步作出了重要贡献。

十、我国桥梁人学习茅以升继续创造奇迹

茅以升开创了我国现代桥梁工程事业。多年来,我国的桥梁人努力学习茅以升,继续创造桥梁工程新奇迹,特别是近20年,伴随我国社会经济的高速发展,交通基础设施超常规建设,我国在大跨拱桥、斜拉桥和悬索桥等已经取得了世界瞩目的突出业绩:

(1) 大跨拱桥

2000年山西晋城建成146m的世界最大跨度石拱桥,丹河新桥;

2003年上海建成550m的世界第二跨度拱桥(建成时为世界第一),卢浦大桥;

2009年重庆建成552m的世界最大跨度拱桥,朝天门长江大桥;

2011年南京建成两跨336m的世界最大跨度连跨拱桥,大胜关长江大桥(6线轨道,用钢量近8万t);

2013年广东建成450m的世界最大跨度铁路拱桥,南广铁路肇庆西江大桥;

2016年贵州建成445m的世界第二跨度铁路拱桥,沪昆高铁晴隆北盘江大桥。

图37 世界最大跨度石拱桥(146m)丹河新桥

图38 世界最大跨度拱桥(552m)重庆朝天门长江大桥

图39 世界第二跨度拱桥(550m)上海卢浦大桥

图40 世界最大跨度连跨拱桥(两跨336m)南京大胜关长江大桥

图41 世界最大跨度铁路拱桥(450m)肇庆西江铁路大桥

图42 世界第二跨度铁路拱桥(445m)沪昆高铁晴隆北盘江大桥

(2) 大跨斜拉桥

2008年江苏建成1088m的世界第二跨度斜拉桥(建成时为世界第一),苏通长江公路大桥;

2009年香港建成1018m的世界第三跨度斜拉桥(建成时为世界第二),昂船洲大桥;

2015年安徽建成630m的世界最大跨度公铁两用斜拉桥,铜陵第二长江大桥;

2011年湖北建成两跨616m的世界第二跨度连跨斜拉桥,武汉二七长江大桥。

图43 世界第二跨度斜拉桥(1088m)苏通长江大桥

图44 世界第三跨度斜拉桥(1018m)香港昂船洲大桥

图45 世界最大跨度公铁两用斜拉桥(630m)铜陵第二长江大桥

图46 世界第二跨度连跨斜拉桥(两跨616m)武汉二七长江大桥

(3) 大跨悬索桥

2009年浙江建成1650m的世界第二跨度悬索桥,舟山西堠门大桥;

2012年江苏建成两跨1080m的世界最大跨度连跨悬索桥,泰州长江大桥。

图47 世界第二跨度悬索桥(1650m)浙江舟山西堠门大桥

图48 世界最大跨度连跨悬索桥(两跨1080m)泰州长江大桥

(4) 高桥和长桥

2016年,云南与贵州交界建成跨度720m的世界第一高桥,杭瑞高速公路都格北盘江大桥(斜拉桥),桥面离谷底565m;

2016年,湖北建成跨度900m的世界第二高桥,沪渝高速公路四渡河大桥(悬索桥),桥面离谷底560m;

2011年,江苏建成长度164.9km的世界第一长桥,京沪高速铁路丹阳-昆山大桥;

2007年,台湾建成长度157.3km的世界第二长桥,彰化-高雄高速铁路大桥;

2017年底,我国将建成长度55.6km的世界最长的跨海通道,港珠澳大桥,含桥梁22.9km、隧道6.8km。

此外,我国还有8座有影响的大型大桥正在建设之中……

图49 世界第一高桥(桥面高565m) 杭瑞高速公路都格北盘江大桥

图50 世界第二高桥(桥面高560m) 沪渝高速公路四渡河大桥

图51 世界第一长桥(164.9km)京沪高速铁路丹阳-昆山大桥

图52 世界第二长桥(157.3km)台湾高速铁路彰化-高雄大桥

图53 世界最长跨海通道(55.6km)港珠澳大桥

主要参考材料

1 茅以升,钱塘江建桥回忆

2 茅以升,征程六十年

3 茅以升文选

4 钱塘江大桥设计图纸、历次维修设计图纸和竣工图纸

5 中国大百科全书土木工程卷:茅以升、钱塘江桥条目

6 中国铁路桥梁史:杭州钱塘江桥章节

7 钱冬生,茅以升先生赞

8 钱冬生,茅以升——中国现代桥梁的奠基人

9 上海铁路局、西南交通大学,沪昆绕行线K8 219钱塘江大桥检定试验报告

10 中国桥魂——茅以升画传

11 纪录电影:架桥人

12 中央电视台,人物专栏:茅以升1937

作者简介:郑凯锋,西南交通大学教授,桥梁专业博士,博士生导师;入选“全国百千万人才工程”、国务院特殊津贴专家、英国南安普敦大学客座教授;获省部科技进步一等奖、中国铁道学会优秀论文一等奖、中国公路桥梁学会优秀论文奖等;参编《公路悬索桥设计规范》等;担任40多座大型、复杂桥梁设计与施工的技术顾问和咨询专家,考察50多个国家的著名桥梁和特殊结构桥梁;主要研究方向有钢桥、大跨桥梁、桥梁结构精细计算和仿真分析等。联系方式13908038851@qq.com。

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