橋梁遠景圖

橋梁遠景圖

文藝性說明文
作者茅以升(1896年1月9日-1989年11月12日)中國橋梁學家、土木工程學家、教育家、社會活動家。字唐臣,江蘇鎮江人。先世經商,祖父茅謙為舉人,思想進步,傾向革命,曾創辦《南洋官報》,是鎮江市的名士。[1]
    中文名: 外文名: 地理位置: 占地面積: 開放時間: 書名:橋梁遠景圖 又名:Bridge vista 作者:茅以升 特點:世界上第一座橋

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橋梁遠景圖

作者:茅以升

1.少年朋友們,你們都該聽過牛郎織女的神話吧,牛郎和織女原是天上的兩顆星,據說他倆都是神仙,每年在“天河”上的鵲橋相會一次。這“鵲橋”就是喜鵲搭的一座橋,它們真是傑出的橋梁工程師——你們想想看,這天河該有多寬啊!同時也可見橋梁的重要,雖是神仙,也還需要橋。

2.據說世界上第一座橋(不算那大樹倒過河的天然的橋),是猴子造的。那時還沒有人,一大群猴子要過河,就由一個先爬上河邊的樹,然後第二個上去,抱着第一個的腿,第三個再上去,抱着第二個的腿,如此一個一個地上去,一個抱一個,就連接成為一長串的猴子;再由地上的猴子把這一串猴子推動得搖擺起來,好像蕩秋千一樣,這樣越蕩越遠,就把這一長串猴子甩過河,由尾巴上的最後一個猴子,抱住對岸的一棵樹,這一長串猴子就形成一座橋,地面上的猴子就可在橋上爬過河了。

3.人類什麼時候開始有橋,很難查考,但是可以肯定,一個民族有了文化就有橋,橋是文化的表征。我們祖國有4000年的文化,就有4000年的造橋曆史,其中最突出的是1300多年以前造成的“趙州橋”,位于河北省石家莊附近。這座橋自從造好以後一直到現在還能過車走人,從未中斷過,它的外貌就好像是一座現代化的橋梁。當然,我們祖國大地,到處都有橋,有各式各樣的橋,有的造橋技術是世界上領先的。你能設想,假如我們中國不會造橋,我們中華民族能夠發展到今天嗎?所以我們要感謝我們祖先中的造橋的勞動人民,是他們的智慧和力量使我們今天還能看到無數的古橋,現代車輛還能在那些古橋上通過。

4.橋是路的“咽喉”,沒有它就過不了河川,跨不過山谷。比如長江,号稱南北“天塹”,就因為它過去沒有橋,所以在我國曆史上造成了幾次南北分裂的朝代。但是我國一解放,在中國共産黨的領導下,就在這“天塹”上,先建成“武漢長江大橋”,接着又建成更宏偉的“南京長江大橋”。至于在黃河、淮河、珠江等河流上建成的橋梁就更數不清了。

5.橋梁的科學技術,在世界上發展很快,可以說,現在已經沒有什麼不能造的橋了。要說橋長,在美國已經有了一座跨過大湖的橋,共有2217孔,長達38公裡。要說橋大,目前在日本正修建一座跨過海峽的橋,一個孔就長達1780米。照這樣發展下去,将來就有可能在亞洲和北美洲相隔85公裡寬的“白令海峽”上,造起一座橋,人們坐上汽車,就可周遊五大洲,不管它什麼太平洋、大西洋的阻隔了!

6.說起來,這并不奇怪。橋是什麼?不過是一條闆凳。兩條腿架着一塊闆,闆上就可承擔重量。把這闆凳放大,“跨”過一條河,或是一個山谷,那就形成一座橋。在這裡,闆凳的腿就是“橋墩”,橋墩下面,伸入土中的“腳”,就是“基礎”,闆凳的闆就是“橋梁”。一座橋就是由這三部分構成的。橋上的車輛行人,靠橋梁承載;橋梁的重量,靠橋墩頂托;橋墩的壓力,通過基礎,下達土中或石層。

7.然而,橋梁、橋墩和基礎這三部分的花樣實在多。橋梁架在兩頭橋墩上,可以是平直的,叫做“梁橋”,也可以是向上彎起的,叫做“拱橋”。如果在兩頭橋墩上,豎起兩座高塔,塔頂上跨過鋼繩,鋼繩下面吊起橋身,橋身上走車行人,這就叫做“吊橋”。普通的橋,不過這三種,但每種都有層出不窮的新花樣。譬如“拱橋”裡面就有“雙曲拱”,是我國工人發明的。“吊橋”裡面就有“斜拉橋”;更有一種“吊橋”,不用橋墩,而把整個橋身,吊在河邊的石山上。所有這些現代化的橋梁,五花八門,談也談不盡。人類智慧是無窮的,今天以為新的大橋已經了不起了,可是明天、後天的橋,更是了不起。那時來看今天的橋,也許會感覺到,為什麼以前的人,會那樣笨呢?

8.現在就讓我來作為幻想家,為将來的橋梁,繪出一幅“遠景圖”吧!

9.有人說将來飛機多得不得了,人人都可在天上飛,還要什麼火車、汽車,更不需要橋梁了。我想不見得。飛機的速度雖無止境,但地球還隻是這麼大,而且人口也在增多,将來人們全都坐飛機上了天,擠來擠去,還能飛得快嗎?這就不能不發揮陸上交通和水上交通的潛力了,因而橋梁還是少不了的。不過,那時的橋梁就不是今天的樣子了。

10.将來的橋梁一定造得又快又好,像南京長江大橋那樣大的橋,幾個月就可以完成了。那時所有建橋的材料,都可在工廠裡通過自動化,預先制成“标準構件”;造橋時,在水裡把它們拼裝成為橋墩;在橋墩上把它們架設成為橋梁,一口氣作業,幾乎是才聽說造橋,就看見“一橋飛架”了!

11.将來的橋梁一定造得很便宜。現在用的各種“合金鋼”及高強度“混凝土”會由“高分子”新材料來代替,重量輕而強度高。橋梁構件的制造,一律自動化。橋墩的水下工程,可用“機器人”操作,動作靈巧,由人在水上指揮。橋墩基礎,不必沉到那麼深,在輕松的土質中,可以加進“凝固劑”,把軟土變成硬土。架橋時,全用“電腦”控制的各種機具,差不多不需人的勞動力。采用了這些新技術,當然橋的成本就低了。

12.将來的橋梁一定造得很美。一座橋的輪廓和組成部分,會安排得為大地生色,為江山添嬌。橋的“構件”不再是現在的直通通的棍子,而是柔和的,有如花枝一般;它也不是頭尾同樣粗細,而是全身肥瘦相間的。各個構件都配搭成各種姿态,而且各有不同的色彩,把全橋構成一幅美麗的圖畫。橋上的人行道上還有小巧玲珑的亭台樓閣,讓人們在這長廊中穿過時,“勝似閑庭信步”。

13.将來的橋一定造得很低。現在造橋的費用之所以大,往往不在橋長而在橋高。因為橋下要走船,如果水高船也高,水漲船高,橋就更要高了。橋一高,兩岸的路面也要高起來,高的路面上又要造橋,這種橋的下面是陸地而不是水,名叫“引橋”,引橋的工程往往比水上“正橋”的工程還大。現在有一種“活動橋”,橋面很低,平常走車,等到有船過橋時,就把一個“橋孔”開開來,等船過去再關上。但是因為橋孔的開關很慢,對于走車過船都不方便,因而這種橋雖然便宜,卻用得很少。将來的橋梁,可就大不同了。橋孔可以用極輕的材料如玻璃鋼制成,開動橋孔的機器,也比現在的靈活得多,因而開橋、關橋的時間可以大大縮短。而且橋上有自動遠距離控制的設備,有船過橋時,它會自動打開橋孔,并且預先對兩岸路上的車輛發出信号,讓它們知道橋下正在過船。等船一過去,橋孔立刻自動關好,車輛可以很快地過河,這樣對于水陸交通,兩不妨礙。

14.将來一定會有沒有水中橋墩的大橋。現在的鄭州黃河鐵路橋,長約三公裡,河中有很多橋墩。但到将來,像這樣的長橋,或者更長的橋,如果有需要的話,隻要一個橋孔,就可跨過江了。江中沒有橋墩,對于過船、過水,當然好得多。這樣長“跨度”的橋,一定也是很高的,最适宜于跨海。

15.将來在很深的水裡造橋,不必把橋墩沉到江底,而把橋墩做成空心的箱子,讓它浮在水中。橋上無車時,它就浮得高些;橋上有車時,它就浮得低些。這高低當然不能相差過多,以免行車困難。同時,還要把各孔橋梁,從橋的這一頭到橋的那一頭,牢固地聯系在一起,使整個橋梁成為一體,車在上面走,不緻颠簸不穩。

16.将來的橋不一定是直通通的,而是可以彎曲的,車子過橋就轉個大轉彎。這是因為橋兩頭的路都與河身平行,與橋身垂直,如用筆直的橋,橋兩頭的“引橋”就不易布置了。現在公園裡有“七曲橋”、“九曲橋”等,一段曲向左,一段曲向右,為的是點綴風景,并非使橋轉彎。将來的彎曲橋可就大不同了。問題在于橋孔的長度。每孔橋搭在兩頭橋墩上,如橋身彎曲過甚,橋墩就支持不住了。可以設想,這種彎曲的橋身,不靠下面的橋墩的支持,而靠空中的纜索懸挂,纜索是固定在兩岸的石山裡的,這個彎曲的橋身,不就可以自由轉彎了嗎?

17.将來也會有很小很輕便的橋,可以随身攜帶,遇到小河,随時架起來,就可在上面走過河。這種“袖珍橋”也許是用一種極輕極軟、強度又極高的塑料,制成極薄的管子,用打氣筒打進空氣,這管子就成為一根非常堅硬的杆件。用一些這樣的塑料杆件,預先造成橋的形狀,把它們折疊起來,放在身邊,如同帶雨衣一樣,在走到河邊時,打打氣就架起一座橋,豈不是不用“望洋興歎”了嗎?

18.将來還會出現“無梁飛渡”。那時的車子裝有利用高壓空氣的“浮力”設備,在高速度時,車子就會稍微離開地面,不靠地面支持而飛速前進,遇到小河,就能一躍而過。這種長了“翅膀”的車子,越來越多,将來在大河修橋時,隻要在水裡造幾個橋墩,當車子跳上第一個橋墩,由于橋墩的反擊,再跳上第二個橋墩,不論河面多寬,多跳幾跳,也就跳過去了,這樣的“無梁橋”,該算是最進步的橋吧!

作者介紹

茅以升出生不久,全家遷居南京。6歲讀私塾,7歲就讀于1903年在南京創辦的國内第一所新型小學——思益學堂,1905年入江南商業學堂,1911年考入唐山路礦學堂。1912年孫中山先生在唐山路礦學堂講演時,指出開礦山、修鐵路的重要性,堅定了茅以升走“科學救國”、“工程建國”的道路,他從此更加奮發讀書,把建設祖國視為己任。

每次考試,成績都是全班第一,5年各科總平均92.5分,為該學堂曆史上所罕見。1916年畢業于唐山工業專門學校土木系。次年獲美國康奈爾大學土木專業碩士學位。1921年獲美國加裡基理工學院工學博士學位。其博士論文《橋梁桁架的次應力》的科學創見,被稱為“茅氏定律”,并榮獲康奈爾大學優秀研究生“斐蒂士”金質研究獎章。回國後,曾任交通大學唐山學校(唐山交通大學)教授、東南大學工科主任、河海工科大學校長、北洋工學院院長、杭州錢塘江橋工程處處長、交通大學唐山工學院院長、國民黨政府交通部橋梁設計工程處處長。建國後,曆任北方交通大學校長,鐵道部鐵道研究所所長、鐵道科學研究院院長,中國科協第二屆副主席、名譽主席,北京市科協主席,中國科學院技術科學部委員,中國土木工程學會第三屆理事長,九三學社第五至七屆中國際橋梁及結構工程協會高級會員,國際土力學及基礎工程協會會員。30年代,茅以升在錢塘江大橋工程技術上的成就曾令國外同行對中國的橋梁建築工程師刮目相看。

茅以升從小好學上進,善于獨立思考。他10歲那年,過端午節,家鄉舉行龍舟比賽,看比賽的人都站在文德橋上,由于人太多把橋壓塌了,砸死、淹死不少人。這一不幸事件沉重地壓在茅以升心裡。他暗下決心:長大了一定要造出最結實的橋。從此,茅以升隻要看到橋,不管它是石橋還是木橋,他總是從橋面到橋柱看個夠。茅以升上學讀書後,從書本上看到有關橋的文章、段落,就把它抄在本子上,遇到有關橋的圖畫就剪貼起來,時間長了,足足積攢了厚厚的幾大本子。

茅以升中學畢業後,先考入唐山工業專門學校土木系。1916年畢業後,由唐山路礦以第一名的成績,被清華學堂官費保送留美,成為研究生,9月起程到美國康奈爾大學報到。誰知該校注冊處主任傲慢地說:“中國唐山這個學校從來沒有聽說過,必須經過考試,合格後才能注冊”。經過考試後,茅以升的成績極佳,便給他注冊為橋梁專業研究生。從此以後,唐山路礦學堂畢業生保送到美國康奈爾大學讀研究生的,特許不再經過考試這一關了。茅以升于1917年獲康奈爾大學研究院專業碩士學位,1919年獲美國加利基理工學院工學博士學位。博士論文題為《橋梁力學第二應力》,這篇論文,在當時具有世界水平,因而榮獲加利基理工學院頒發的金質研究獎章。1919年12月,24歲的茅以升毅然回國,在交通大學唐山學校任教授。茅以升說:“回顧我的讀書生活,這14年的努力,好比造橋,為我一生事業建造了堅實的橋墩。”茅以升學成回國後,先後任唐山工業專門學校教授,南京東南大學工科教授兼主任,天津北洋工學院院長兼教授,江蘇省水利局局長,交通部中國橋梁公司總經理兼總工程師,北方交通大學校長,河北理工大學名譽校長等職。

1933年至1937年,茅以升任錢塘江大橋工程處處長,主持修建我國第一座公路鐵路兼用的現代化大橋———“錢塘江大橋”。他采用“射水法”、“沉箱法”、“浮遠法”等,解決了建橋中的一個個技術難題。從此,茅以升的足迹遍布大江南北,他的名字和新建的大橋一起留在祖國各地。經過5年的努力,茅以升終于将現代化的錢塘江大橋建成。

9月26日,是錢塘江大橋建成通車65周年紀念日。65年前的今天,以茅以升先生為首的我國現代橋梁工程先驅在錢塘江上建成了中國人自己設計和施工的第一座現代鋼鐵大橋,在中國橋梁工程史上樹立了一座不朽的豐碑。

錢塘江大橋開工于1934年。當時,浙贛鐵路正在興建,要與滬杭鐵路銜接,需在錢塘江上架設一座大橋。錢塘江乃著名險惡之江,水文地質條件極為複雜。其水勢不僅受上遊山洪暴發之影響,還受下遊海潮漲落的制約,若遇台風襲擊,江面常逞洶湧翻騰之勢。錢塘江底的流沙厚達41米,變遷莫測,素有“錢塘江無底”之說。因此,民間有“錢塘江上架橋——辦不到”的諺語,工程技術界也認為在錢塘江上架橋是一件十分困難的事情。茅以升先生少年立志于橋梁事業,後又負笈美國,于康奈爾大學和卡利基理工學院專攻橋梁專業并獲博士學位。他看到祖國江河上的鋼鐵大橋均為外國人所建,頗為痛心,決心為中國人争氣,架設中國人自己的大橋。于是迎難而上,慨然受命,自任橋工處處長,請同學羅英任總工程師,寝饋于斯,志在必得。

建橋遇到的第一個困難是打樁。為了使橋基穩固,需要穿越41米厚的泥沙在9個橋墩位置打入1440根木樁,木樁立于石層之上。沙層又厚又硬,打輕了下不去,打重了斷樁。茅以升從澆花壺水把土沖出小洞中受到啟發,采用抽江水在厚硬泥沙上沖出深洞再打樁的“射水法”,使原來一晝夜隻打1根樁,提高到可以打30根樁,大大加快了工程進度。建橋遇到的第二個困難是水流湍急,難以施工。茅以升發明了“沉箱法”,将鋼筋混凝土做成的箱子口朝下沉入水中罩在江底,再用高壓氣擠走箱裡的水,工人在箱裡挖沙作業,使沉箱與木樁逐步結為一體。沉箱上再築橋墩。放置沉箱很不容易,開始時,一隻沉箱,一會兒被江水沖向下遊,一會兒被潮水頂到上遊,上下亂竄。後來把3噸重的鐵錨改為10噸重,沉箱問題才得以解決。第三個困難是架設鋼梁。茅以升采用了巧妙利用自然力的“浮運法”,潮漲時用船将鋼梁運至兩墩之間,潮落時鋼梁便落在兩墩之上,省工省時,進度大大加快。

錢塘江大橋是一座經受了抗日戰火洗禮的橋。建橋末期,淞滬抗戰正緊,日軍飛機經常來轟炸。有一次,茅以升正在6号橋墩的沉箱裡和幾個工程師及監工員商量問題,忽然沉箱裡電燈全滅。原來因日軍飛機轟炸,工地關閉了所有的電燈。錢塘江橋冒着敵人的轟炸,終于于1937年9月26日建成通車。

錢塘江大橋建成後,為抗日戰争做出了傑出貢獻。建橋紀念碑的碑文記錄了這段悲壯的史實:“時值抗日戰争爆發,在敵機轟炸下晝夜趕工,鐵路公路相繼通車。支援淞滬抗戰、搶運撤退物資車輛無算,候渡百姓,安全過江,數以數十萬計。當施工後期,知戰局不利,因在最難修複之橋墩上預留空孔,連同五孔鋼梁埋放炸藥,直至杭州不守,敵騎将臨,始斷然引爆,時一九三七年十二月二十三日。當時先生留下‘不複原橋不丈夫’之誓言,自攜圖紙資料,輾轉後方。”為了阻斷敵人,茅以升受命炸斷了親手建造的大橋,這是何等悲壯的義舉。抗戰勝利後,茅以升實踐誓言,又主持修複了大橋。建橋、炸橋、複橋,茅以升先生始終其事,克盡厥責。

錢塘江大橋建成于抗日烽火之中,再生于和平建設之世。她不僅在中華民族抗擊外來侵略者的鬥争中書寫了可歌可泣的一頁,而且在國家經濟建設中發揮了重要作用。她使滬杭與浙贛兩條鐵路相連接,使錢塘江兩岸由天塹變通途。通車65年以來,她為我國交通事業的發展和當地經濟的繁榮建立了不朽的功勳。

錢塘江大橋既是我國橋梁建築史上的一座裡程碑,又是我國橋梁工程師的搖籃。茅以升先生把工地辦成學校,吸收大批土木工程專業的學生參加工程實踐,為國家培養了一批橋梁工程人才。我國一些重要橋梁工程,如武漢長江大橋、南京長江大橋的一些負責人都曾經曆過錢塘江大橋建設的洗禮。

錢塘江大橋向全世界展示了中國科技工作者的聰明才智,展示了中華民族有自立于世界民族之林的能力。以茅以升先生為首的我國橋梁工程界的先驅在錢塘江大橋建設中所顯示出的偉大的愛國主義精神,敢為人先的科技創新精神,排除一切艱難險阻、勇往直前的奮鬥精神,永遠是鼓舞我們為祖國的繁榮富強不懈奮鬥的寶貴精神财富。

1955年至1957年,茅以升任武漢長江大橋技術顧問委員會主任委員,他又接受修建我國第一座跨越長江的大橋———武漢長江大橋的任務。1955年9月,大橋正式開工,到1957年9月25日建成,比原計劃提前一年零三個月。1957年10月15日,武漢長江大橋舉行落成典禮。武漢長江大橋是鐵路公路兩用的雙層鋼桁梁橋。上層為公路橋,寬22.5米,其中車行道寬18米;下層為鐵路橋,寬18米。正橋長1155.5米,連同兩端公路引橋,總長1670.4米。大橋将京漢鐵路和粵漢鐵路銜接起來,成為我國貫穿南北的交通大動脈,并把武漢三鎮聯成一體,确保了我國南北地區鐵路和公路網聯成一體。

1958年在北京修建人民大會堂時,周恩來總理在審查工程設計時指出:“要有茅以升的簽名來保證。”黨和國家領導人對茅以升非常信任,茅以升也對黨的工作極端負責,他對人民大會堂的結構設計作了全面審查核算,最後簽了名。

茅以升一生學橋、造橋、寫橋。他在中外報刊發表文章200餘篇。主持編寫了《中國古橋技術史》及《中國橋梁———古代至今代》(有日、英、法、德、西班牙五種文本)。着有《錢塘江橋》、《武漢長江大橋》、《茅以升科普創作選集》(一、二)、《茅以升文集》等。

他自1954年起當選為一至五屆全國政協委員、全國人民代表大會代表、人大常委會委員。1987年10月,光榮地加入中國共産黨。他為我國和世界橋梁建築事業做出了卓越的貢獻。1989年11月12日病逝。

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