万里长江第一桥 伟大先行者的设想

武汉长江大桥建成通车,已有25年。它是我国第一座跨越万里长江的大桥;建成时,也是东方第一大桥。

世代人民的愿望 伟大先行者的设想

长江流经8省,是亚洲最大的河流,全长6300公里,流域面积180多万平方公里,水量和水利资源丰富,航运能力相当于14条铁路。长江,世世代代哺育了大江南北亿万人民,对中华民族灿烂文化的形成作出了伟大贡献。然而,自古以来,它也隔断了我国南北交通,而以“长江天险”闻名于世。每当风急浪高,大江南北人民欲渡不能,只得望江兴叹。对于这种状况,早在1200多年前,唐代大诗人李白就在《横江词》中作了生动的概括:“横江欲渡风浪恶,一水牵愁万里长。”

万里长江第一桥 伟大先行者的设想

在旧中国,这种南北阻隔的状况始终未能改变。甚至在京汉铁路(建于1898~1906)、粤汉铁路(建于1906~1936)通车那么多年以后,这样一条纵贯我国南北的大动脉还是连接不起来。直到解放,货车车厢只靠一艘渡轮运送,来回一趟最快也得5个多小时。汽车渡轮也只有一艘,一趟只能载运12辆汽车,车多时一趟也要等三四个小时。每当大雾弥漫,或风急浪高,所有轮渡都得停航,两岸行人被阻,物资积压如山。

几千年来,我国人民世世代代的梦想之一,便是在烟波浩淼的长江上,有朝一日能架起长虹。

在辛亥革命以后,一些有识之士曾经试图把人民的梦想付诸实践。1913年,在我国著名的铁路工程专家詹天佑支持下,北京大学桥梁系一批毕业生就来汉测量过桥址,并作了一些设想。以后,一批热心我国桥梁事业的工程技术人员,也曾3次来汉勘测,1936年,他们还进行了一次小规模的河槽钻探。

最先提出在武汉长江上建桥并见诸文字的,是中国革命的伟大先行者孙中山先生。1919年,孙中山先生在《建国方略》中就具体地提出了在武汉建设长江大桥的设想。他写道:“在京汉铁路线于长江边第一转弯处,应穿一隧道过江底,以联络两岸。更于汉水口以桥或隧道联络武昌、汉口、汉阳为一市。至将来此市扩大,则更有数点,可以建桥,或穿隧道。”但是,孙中山先生这一宏伟设想,不论是在北洋军阀统治下,还是在国民党政府统治下,都不可能实现。

解放不到一年中央就决定建桥

1949年5月16日武汉解放,1950年春,中华人民共和国中央人民政府就作出了修建武汉长江大桥的决定。

1950年3月,中央铁道部派出了地质勘探队,在武昌、汉阳约6平方公里的范围内,开始进行河槽及长江两岸的地质勘查。紧接着,铁道部邀请全国桥梁工程专家对修建大桥进行了研究和讨论,并在苏联桥梁技术专家参与下,成立了武汉长江大桥技术顾问委员会,着手进行武汉长江大桥初步设计。1953年5月,成立了武汉大桥工程局,调集了国内相当一部分建桥技术力量,开始进行大桥重要组成部分和准备步骤的汉水铁路桥施工准备。同年11月,汉水铁路桥动工兴建,两岸铁路联络线工程也同时开始进行。武汉长江大桥全面施工的序幕拉开了。

1954年冬,大桥另一组成部分——汉水公路桥也开始动工兴建。

为了彻底弄清长江武汉段及其两岸的地质情况,选定合理的桥渡线,为大桥技术设计和施工方案提供可靠的地质资料,国务院命令地质部、水利部和铁道部抽调有实践经验的地质勘探人员和行政管理人员,联合组成武汉长江大桥地质勘探队,于1954年2月,在1950年初步勘测的基础上,开始进行武汉长江河槽及其两岸的地质评查。

火红年代的干劲和务实精神

我国是个多桥国家,桥梁形式多样,分布很广,在建桥设计和工艺上,很早就有极其光辉的成就。隋朝开皇大业年间(590~608)建造的河北赵州桥,跨径37.02米,在当时堪称世界创举。这座大石拱桥在设计和工艺上,更以其能减轻负荷、节约材料、便于泄洪而又造型精美,在世界桥梁史上成为石拱桥的卓越典范。像那样科学的桥梁设计,在欧洲是900年以后才出现。

然而,在漫长的封建时代,我国建桥技术相形之下,就日趋落后了。在旧中国,自建最早的钱塘江大桥,是由3个帝国主义国家的洋行承包兴建的。他们各搞一套,在技术标准上混乱不堪,至今还留有后遗症。就这样,直到解放,旧中国连一支现代桥梁施工队伍也没有给我们留下。

武汉长江大桥,无论在建桥规模上,技术难度上,还是在施工、设施、材料供应以至锻炼培养一支又红又专的建桥队伍上,都远非旧中国任何现代桥梁所能比拟。由此可见,在着手兴建武汉长江大桥时,我国工人阶级及其知识分子面临着多么巨大的挑战。

正当武汉长江大桥地质钻探队开始地质评查时,长江上出现了百年未遇的特大洪水,还出现了多年罕见的严寒,气温一度降至零下15度。可是,在那难忘的火红年代,地质钻探人员顶着狂风巨浪,冒着彻骨严寒,为尽快取得评查资料而奋战,即使武汉水位已高达29.73米,钻探工作还是坚持日夜三班,一刻也没有停止。1955年1月10日,他们终于完成了武昌黄鹤楼和汉阳龟山之间的地质评查,在不到一年的时间里,钻了103个钻孔,钻进江底覆盖层和岩层3300多米,取出了大量的岩芯,作出了大桥桥址线的9条比较方案,提供了翔实可靠的地质资料,打响了修建大桥的头—炮。由于掌握了大量的地形、地质、水文,气候等重要资料,大桥的设计和施工才有了科学依据,保证了在短期内编成复杂的大桥技术设计。

1955年5月下旬至6月初,铁道部集中了全国著名的桥梁专家和有经验的桥梁建筑工程师,举行了武汉长江大桥技术设计审查会议,对大桥的技术设计、施工进度和总预算进行了周密的审查,报请国务院审批。同年7月18日国务院一一加以批准。经过一系列试验和组织准备,同年9月,武汉长江大桥终于提前施工了。

革命友谊之花 科学技术之果

长江水深流急,江面宽阔,涨水季节水深40余米,最高水位与最低水位相差19米,高水位每年持续8个月,江底泥沙覆盖层深浅不一,最深达30余米,覆盖层以下的岩层,地质结构也相当复杂。

在这种情况下,问题的关键就在于用什么方法进行水下基础施工了。

1953年拟定的大桥初步设计,规定采用压气沉箱施工法。这是传统的深水施工法,当时还没有哪个国家能够把它突破。

所谓“压气沉箱”,简单地说,就是用一个有顶无底的钢筋混凝土箱形结构(又叫沉箱工作室),在那样的箱子里进行大部分水下作业。施工时,借助于输入的压缩空气,将这种沉箱浮运到桥墩施工位置,从上面浇灌混凝土桥墩,使之随着沉箱重量的加大而下沉,直至江底覆盖层。然后,工人通过与水上连通的管道进入沉箱,挖掘、排除箱内泥沙,运出水面。就这样一面挖掘、排除,一面使沉箱继续下沉,连续作业,直到沉箱沉到江底岩盘,再用钢筋混凝土将沉箱填实,一座桥墩的水下基础这才完成。

采用这种施工法,作业面很小,工效极低,工人进出沉箱得经过5个多小时才能适应气压的变换。工人一天的工作时间实际上只有35—40分钟。而且,水深35米,就因气压不能加大而无法使用,因此,在武汉长江段,这种施工法一年只能用3个多月。此外,工人还容易得一种“沉箱病”,还得建立一座相当规模的沉箱医院。总之,在大桥施工中,这种压气沉箱法实际上很难采用。

1954年7月,以西林为首的一批苏联桥梁技术专家前来武汉,在技术上协助大桥施工。他们正碰上长江上特大洪水,京汉路部分被淹,不得不从北京绕道南京由浙赣铁路来汉。到南京时,西林才真正领略到长江白浪滔天的气势,十分吃惊,从而对沉箱法能否在武汉采用产生了怀疑。当时,以彭敏同志为首的我国有关建桥的领导同志也在车上,他们与西林共同研讨、酝酿,是否可以探求新的施工法,以取代气压沉箱法。

火车飞驰在浙赣线上。西林回顾了一段往事,1945年,苏军攻克了柏林,从一批缴获的德国桥梁档案中,西林发现了一位德国工程师对深水基础施工的设想。这是一种类似管柱钻孔法的设想,不仅没有图纸,也没有任何数据,但却引起了西林的极大兴趣。他对此作过一些研究,但在国内一直没有机会进行试验。现在他不禁提出了这个大胆的设想。尽管这个设想当时还缺乏理论根据,我们的领导同志却极感兴趣,认真地给以支持和鼓励。

西林到达武汉后,中苏桥梁专家们就对这一设想进行了锲而不舍的攻关,并与广大建桥工人一道,进行了千百次的试验,终于揭开了世界桥梁史上崭新的一页。在武汉长江大桥工地,“管柱钻孔法”问世了!

管柱钻孔法,顾名思义,就是把一种大型钢筋混凝土空心管柱直接沉到江底岩层,然后掏尽管柱里的泥沙,在岩石上钻孔,用钢筋混凝土填实,使之牢固地与江底岩层凝结起来,然后才在上面筑墩架桥。

这种施工法有6大优点。最妙的是,它恰好是针对着武汉这一段长江的特点和地质情况来的。不管水位高低,不管泥沙深浅,也不管岩层性质及其形状如何,全年都可以施工,反正把管柱插进去就是了。还有,全部施工都可以在水面上作业,用不着什么压缩空气,这就大大改善了劳动条件,大大加速了工程进度,这又恰好满足了中国人民多少年来渴望建桥的迫切愿望,并且能尽快收到建设大桥的巨大经济效益。

但是,这种管柱并不是一根筷子,可以随便插到饭里,它是直径长达1.55米的庞然大物,要把这样一个大家伙插进最深达到30多米的江底泥沙覆盖层,还要无损于它的一根毫毛,这简直难以令人置信。然而,这只是难题之一,还有一系列诸如此类的科技难题,都需要依靠科学,认真实践,刻苦攻关,都要在施工前认真考虑、研究,反复试验,还得拟就各个细节的施工方案。在大桥施工的日日夜夜,中苏桥梁技术专家和广大建桥工人一道,为解决这些难题,倾注了全部心血。一个方案又一个方案,一个试验又一个试验,试验,失败,再试验,再失败,直至成功。武汉长江大桥水下基础施工,就是这样节节向前推进的,一个又一个桥墩就是这样露出水面的。中苏两国人民革命的红花,结出了科学技术的硕果,管柱钻孔法成功之日,也就是大桥基础施工胜利完成之时。

“一桥飞架南北,天堑变通途”

水下基础工程完成后,大桥上部结构,即钢梁的架设,就至关重要了。整个大桥的价值都决定于上部结构的合理、经济、安全以至建成后便于养护、维修等一系列问题。

大桥钢梁在设计上采用等跨间支梁,每孔径跨相当于钱塘江大桥的两倍。在安装上采取了3联9孔,即把3孔钢梁连接为一个整体,每孔结构一律用菱格桁架,构成桁架的杆件都是同形状的钢材截面。这种安装方式和结构不仅能增强负重能力,便于维修,而且一旦遭到敌人袭击或破坏,也能迅速修复通车。

大桥的全部钢梁都是山海关、沈阳两个桥梁厂制造的。鞍山钢铁公司为大桥及其附属建筑提供了大量型钢。

钢梁的架设,抛弃了传统的拖拉或浮运法,代之以较新的平衡悬臂拼装,从两岸向江心拼接,最后合龙。这种方法能节省大量人力物力,缩短架设时间,但要求拼装铆合高度精确。大桥最后一根杆件,是1957年5月4日下午在江心六号桥墩拼接的。至此,全桥钢梁完全准确无误地合龙。

武汉长江大桥不仅是一座铁路公路两用桥,还是一座城市桥,这就要求一个与之相适应的美术设计。

国务院对武汉长江大桥的要求是:它“应成为一个卓越的建筑”,“不但应以现代化的技术水平解决国家巨大的经济课题,而且在建筑艺术上能以雄伟壮丽的外观,标志出中国的新时代”。

武汉大桥工程局根据这一指示精神,在1954年9月就向全国各大学建筑系和各建筑公司广泛征求大桥的美术设计。1955年下半年,大桥工程局先后收到11个单位25个设计方案,并邀请全国著名桥梁专家、建筑专家、美术雕塑专家、园艺庭园专家,济济一堂,评议审定大桥的美术设计。

这25个设计方案中的前24个,按其基本倾向可分两类;一类是仿照欧洲古典城堡和凯旋门式的建筑,照搬苏联的一些建筑形式,力求把桥头堡修得又高又大。另一类的方案是所谓仿古式的,有个方案设计的桥头堡是4个高耸入云的宝塔,而用钢筋混凝土仿照古代木结构建成。这两类方案不仅施工困难,造价昂贵,而特别是与大桥本身的现代化结构无法协调。

专家们审定的是第二十五号方案。这个方案是大桥工程局设计事务所工程师唐寰澄设计的。它排在最后,并不引入注目,少数专家甚至认为它是典型的结构主义,而不是美术设计。

现在回顾起来,意味深长的是,恰恰是这个不显眼的方案,实事求是地考虑了大桥本身的现代化结构,考虑了勤俭建桥的原则和施工上的方便,而以大桥本身的结构为主,使引桥、桥头堡的建筑结构与正桥的建筑结构协调一致,其造价只相当有的方案的1/13。

国务院批准了这个美术设计。

武汉长江大桥正桥为铁路公路两用双层钢桁梁桥,上层为公路桥,车行道宽18米,两侧人行道各宽2.25米,下层为双线铁路桥,正桥三联九孔,由跨径各为128米的连续梁组成,高60米,长1555.5米,连同两端公路引桥,总长1670.4米。大桥与汉水铁路桥(300米)、公路桥(300多米),以及10座市内跨线桥,12.8公里的两岸铁路联络线,4.5公里的公路联络线,把武汉三镇联成一体,把京汉、粤汉铁路联接为京广铁路。

武汉长江大桥于1955年9月提前动工,1957年9月25日建成,时间不过两年。同年10月15日,武汉长江大桥正式通车,交付国家使用。

从此,“一桥飞架南北,天堑变通途”,而“一水牵愁万里长”的南北阻隔状况便成为历史,实现了中国人民世世代代的愿望,实现了孙中山先生当年的设想。

武汉长江大桥总投资预算为1.72亿万元,实际只用了1.384亿万元,节约20%。大桥本身造价预算为7250万元,实际只用了6581万元。

在大桥建设过程中,有2412名普通工人被培养成技术工人;有90名技术员、实习生晋升为工程师,有153名实习生被培养成技术员;有9名技术工人被培养成技师。另外,还有4461名技术工人和801名工程技术人员在技术上都有提高。这支建桥队伍能独立运用世界上最新技术建设任何大型桥梁。

武汉长江大桥,在祖国水陆两大动脉的交叉点上展示雄姿,以其和谐朴素的造型美,与江城壮丽河山融为一体,与英雄的武汉三镇融为一体。桥上,汽车火车络绎不绝;桥下,轮驳帆樯来往如梭。这座在火红年代里建设的富于时代精神的大桥,显示了中华民族勤劳勇敢的坚强性格,显示了我们党和中国工人阶级无比的战斗力量和伟大气魄,也显示了中苏两国人民都十分珍惜的洋溢着国际主义精神的那种革命友谊!

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