书城自然科学科学故事会
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第22章 茅以升钱塘巧造桥

“轰隆!”……“轰隆!”

1937年12月23日下午1时,工兵学校的丁教官接到炸桥命令——随着这一阵震天动地的巨响,钱塘江大桥被炸毁了!

是谁这么“残酷无情”,把建成通车后不到3个月的好端端的大桥炸毁?

原来,设计炸桥方案的,不是别人,而是主要设计和主要负责建造大桥的中国桥梁学家、教育家茅以升(1896~1989)。

遥看天兵雷鼓振,

风旗云甲押潮来!

——这就是世界闻名的钱塘潮。于是,在杭州民间,就有“钱塘江无底”的传说,又有“钱塘江上建桥——不可能”的歇后语。可见,要建成钱塘江大桥,决非易事。那么,辛辛苦苦修好的桥,为什么又要炸掉呢?

原来,在1937年12月22日,日寇已经进攻武康,杭州危在旦夕。为了延缓敌人的进军速度,只有忍痛割爱——赶在小日本到来之前炸桥断路。

既然“钱塘江上建桥——不可能”,那茅以升等中国人,又是怎么把桥修起来的呢?这就是我们这个故事的主题——“茅以升钱塘巧造桥”。

1934年11月11日,举行了大桥开工典礼。之后,各承包商分头去筹备造桥设备及材料,直到1935年4月6日,才正式开工。

“无底”的钱塘江,水深约9米,而且水流湍急。水下有41米流沙层。如何建桥墩,是第一个大难题。

要建桥墩,必须先打桩。在当时的条件下,打钢桩办不到,只能打木桩。从水面到石层大约56米,哪有那么长的木桩呢?从美国购来的长木桩也只有30米长。如何打?

用打桩船打,一开工就不顺利。包工商康益在上海特制了两艘打桩船,每艘140吨。不料,第一只船刚驶进杭州湾的时候,就遇到大风浪,船触礁沉没了。

第二艘打桩船来了,茅以升和罗英(1890~1964)等人亲自上船“督战”。工人们打了两个小时,一根木桩也没有打进去。罗英提议用大气锤打。随着大气锤的轰隆声,木桩发出了咔嚓声——断了。再来,也断了。工人们忙碌了一昼夜,好不容易才打进去一根木桩。

罗英是茅以升在美国康奈尔大学的同学,一直在铁路上工作,修过几座桥,担任过山海关桥梁厂厂长,是一位既懂理论,又有实践经验的专家。茅以升请他当助手,为了尊重他,请他当总工程师。茅以升还破例聘请了当地熟悉钱塘江水文的、土生土长的学者来者佛(本名来佩祺,1906~1952)担任监工,在浇制、定位桥墩时起到了很大的作用。

江中要建9个桥墩,每个桥墩需打160根木桩,总共要打1440根木桩。照这样的进度,要打1440天,大桥要求一年(原计划两年半)的时间完工,怎么办?

1933年8月担任钱塘江桥工委员会主任委员的茅以升,坐立不安,寝食皆废。

一天,从母亲屋里走出来,茅以升迎面碰上小女儿于燕。于燕气喘吁吁地跑来,她把小嘴巴凑近爸爸的耳朵,眼睛瞟了一下花坛,悄悄说,“您看,到咱们家来玩儿的小淘气,把花坛冲坏了!”

茅以升轻轻地走到小淘气背后,看见小淘气手拿一把铁壶,正在浇花。一条水龙向花坛猛冲过去,把花坛的泥土冲出一个很深的洞,眼看几棵花就要被冲倒了。茅以升自言自语地重复着:“壶水把泥土冲出个洞,壶水把泥土冲出个洞……”这个极平常的生活现象,像一颗火种,一下点燃起科学家创新的火焰。于燕乌亮的小眼睛闪动着,不解地看着爸爸:“爸爸,您说什么?”他没有理睬女儿的问话。

茅以升高兴极了,他从壶水冲花坛这件事里得到了启发,想出了改进打桩技术的好办法——“射水法”。

这是一个多么有意义的发现!茅以升匆匆回到桥工处,直奔打桩船,请工人和工程技术人员讨论射水法。大家一致认为可行,特别是几位老工人,还对做法和设备提出许多建议。

所谓射水法,是用一个带有大水龙带的机器,把江水抽到高处,再向江底冲,把江底硬硬的泥沙层冲出一个洞,把木桩迅速放进洞里,用气锤打。

这样做果然奏效,一天可以打30根木桩。

木桩打好以后,如何浇筑桥墩?茅以升和罗英等人商量,采用“沉箱”来解决。空心的沉箱是用钢筋混凝土做的,长18米,宽11米,高6米,有600吨,像个无顶的大房子。

如何把沉箱准确无误地放到木桩上,这又是一个难题。大家先后试用了“围堰法”和“浮运法”,都失败了。后来又采用“吊运法”。在吊运一个沉箱的时候,刚运到桥址就被急流冲走了,好不容易拖回来,刚沉到江底,又遇到大潮,将铁链冲断,把沉箱冲到离桥址4千米的南星桥,撞坏了渡船码头,后来用24只汽船才把它拖回来。不久,又遇大潮,这次把沉箱冲出10千米以外,潮落时,沉箱深深地陷入泥砂层,想了好多办法,才把它拖回桥址。

在四个月时间里,沉箱像脱缰的野马,乱窜乱撞了四次。在这连续四次失败之后,社会上闲言碎语越来越多。有的说:“江水厉害,桥墩立不住,东跑西窜,‘钱塘江造桥——不可能’,这一点也不假。”还有些相信迷信的人说:“在钱塘江上造桥,冲犯了河神,一定要给河神烧香上供才行。”一时间,杭州、上海卖符咒的生意红火起来。借款银行听了这些风言风语,也担忧起来。

闲话越传越远,一直传到了南京。当时担任浙江省建设厅(一说交通厅)厅长的曾养甫(1898~1969),急忙把茅以升叫去询问情况。他对茅以升施加压力说:“我一切相信你,如果桥造不成,你就跳钱塘江,我也跟着跳!”

曾养甫惯用的这套逼人的方法,确实给茅以升不小压力。茅以升暗暗下定决心:“我一定要把桥造好,你骑驴看唱本吧!”

茅以升回到家里,母亲看到他焦急的样子,就对他说:唐僧取经有八十一难,你造桥也有八十一难。只要有孙悟空,有他那根如意金箍棒,你还不是一样能渡过难关吗?何必着急!

母亲的一席话,给茅以升很大的安慰和鼓励。茅以升想:母亲说的孙悟空,不就是全体桥工吗?金箍棒不就是利用自然力来克服自然界中的障碍吗?只要依靠集体力量,采用科学的方法,按自然规律办事,没有什么难关不能攻克的。母亲的话,更坚定了茅以升的信心。

经过一番挫折,最后找到了一个办法:用10吨的混凝土大锚代替铁锚,才把沉箱这匹“野马”制服。

运沉箱的问题解决了,要把沉箱准确无误地放到木桩上,也是个新问题。沉箱通过流砂层,下沉的速度特别慢,一昼夜只能下沉15厘米。经过多次失败,后来改用“喷泥法”,一昼夜沉箱可以下降1米。几经周折,才将沉箱安放到木桩上。

最后,采用了“沉箱下接桩基”的联合基础,终于造好了桥墩。

当然,要修好大桥,不是仅仅修好桥墩就万事大吉了。还要架桥梁、修引桥……

例如,架设桥梁桥就是第二大难题。每孔钢梁长67米,宽6.1米,高10.7米,有260吨。要把这个庞然大物架到桥墩上去,并非易事。怎么办?

茅以升等人经过反复研究,决定在水深的地方,用“浮运法”;在水浅的地方,用“伸臂法”;在江底淤泥多的地方,用“搭架法”。经过多次失败,才把桥梁架好。

……

总之,在克服了一个个难题之后,大桥建成了。这大长了中国人民的志气。正如《中国桥梁建设史》上所说,钱塘江大桥的建设是“旧中国铁路史上一项重大成就,也是中国铁路桥梁史上的一个里程碑。”

在建桥过程中,茅以升等人运用了射水打桩法、气压沉箱法、钢桁架梁浮运法等先进或创新的方法,培养和造就了一大批土木工程,特别是桥梁工程的技术人才。

1937年9月26日清晨4时,第一列火车从钱塘江大桥——第一座由中国人自己设计建造的大型铁路大桥上飞驶而过……

钱塘江大桥是一座多灾多难的桥梁。

日本强盗占领大桥以后,在我抗日游击队的干扰下,用了4年时间才修好通车。

1949年5月3日,杭州解放了。国民党军队在撤退时,在第5孔公路与铁路桥面纵梁两端放上炸药引爆,所幸损坏不大。桥工们经过一昼夜抢修,恢复了通车。

新中国诞生之后,上海铁路局接收续修钱塘江大桥。第5号桥墩于1952年2月修好,6号桥墩于1953年9月修好。钱塘江大桥终于恢复了原状,茅以升复桥的愿望也实现了。

今天,如果你去“钱塘观潮”,将看到另一座崭新的钱塘江大桥——2004年10月16日开通的钱塘江复兴大桥。复兴大桥的主桥长1376米,桥梁采用两层结构,可以双向同时通过6辆汽车,下层左右两侧是公交车道和宽7米的自行车、行人通道。