中國橋梁之父茅以升

彭麗華

一

當今中國橋梁工程技術攻克了一個又一個的技術難題，創(chuàng)造了“中國橋梁”的世界奇跡。關于今日中國的橋梁營造，國際上有“火箭造橋”之譽。這一方面是指造橋技術精進、造橋速度快，如2015年北京三元橋更換橋面的重大改造工程，僅花了二十四小時，相比于某些國家修段公路動輒半年甚至長達幾十年的工程進度而言，這樣的中國速度讓世人大開眼界;二是面對橋梁索塔頂端至峽谷底部的巨大高度差，中國橋梁人使用了軍工火箭發(fā)射先導索解決了四渡河、北盤江大橋這類特大橋梁的超級技術難題?！爸袊鴺蛄骸贝淼氖鞘澜绗F(xiàn)代橋梁技術的最高水平。橋梁界傳稱，世界橋梁建造，二十世紀七十年代以前看歐美，九十年代看日本，而到了二十一世紀，則要看中國，此言誠不虛也。

然而，在二十世紀三十年代，偌大的中國竟無一座中國人自己建造的現(xiàn)代化大橋?，F(xiàn)代化橋梁多與鐵路相伴而生，與木、石橋不同，為鋼鐵橋。自1885年《中法新約》伊始，列強通過不平等條約獲得了在華修建鐵路的“筑路權”，作為連接鐵路的鋼鐵橋的營造從此成了列強專利。如鄭州黃河橋、濟南濼口黃河橋、松花江濱州橋等，都是外國工程師修成的，成為列強攫取中國利益的重要工具，中國人難有機會參與。

這一局面終結(jié)于錢塘江大橋的建成。1937年9月26日凌晨四時，第一列火車順利駛過錢塘江大橋，標志著中國人在中國境內(nèi)自行設計、主持施工的第一座現(xiàn)代化橋梁的建成。這是中國橋梁史上的里程碑事件。主持建造錢塘江大橋的便是茅以升。

二

茅以升生于晚清光緒二十二年（1896）的江蘇鎮(zhèn)江。其祖父茅謙精通文學，有詩文傳世，在中舉之后，曾被辟為湖南學使幕僚，與譚嗣同交好。戊戌變法失敗后，譚嗣同被害，茅謙悲憤不已，回鄉(xiāng)以興辦教育，造福地方，先后創(chuàng)辦了《南洋官報》、養(yǎng)正學堂、達材師范學堂、鎮(zhèn)江城南學堂等。他還留心地方水利事務，曾參與規(guī)劃、治理江蘇與廣東的水患。他的《水利芻議》一書，是關于水利工程、治水事務的重要著作。心憂天下、立志革新、專注實務的祖父，深深地影響了茅以升。

茅以升在唐山路礦學堂畢業(yè)后，赴美國康奈爾大學土木工程系學習橋梁工程，因思維敏捷、悟性極高而被其師雅各比（Henry S. Jacoby）教授賞識與器重。雅各比是美國工程學界的知名人物，在茅以升畢業(yè)之后，雅各比力薦其去美國工業(yè)城市匹茲堡的橋梁公司實習。該橋梁公司在工程技術水平上無疑是當時世界首屈一指的。在橋梁公司實習的一年半時間里，茅以升將所學理論與實踐相結(jié)合，掌握了當時世界上最先進的橋梁技術，同時又利用空余時間攻讀了卡耐基理工學院（Carnegie Institute of Technology）的工科博士學位，主攻橋梁工程，在1919年成為獲得卡耐基理工學院工科博士學位的第一人。其博士論文《框架結(jié)構的次應力》在美國工程界引起了強烈反響，其所提出來的新力學理論被稱為“茅氏定律”，推進了力學的發(fā)展。經(jīng)雅各比教授的推薦，茅以升憑借該論文獲得了康奈爾大學的“菲梯士”金質(zhì)獎章?！胺铺菔俊豹務率菍ｉT獎勵那些在土木工程學方面做出了突出貢獻的人。

茅以升學成歸國之后，先后在唐山工業(yè)專門學校（原唐山路礦學堂）、東南大學、河海工科大學、北洋大學任教，講授結(jié)構力學、橋梁設計、工程建筑等課程。雖然他掌握了先進的橋梁設計與相關工程技術，但由于當時中國的鐵路橋梁基本都是由外國人包辦的，因此不管是茅以升還是學成歸國的“中國科學會”、“中國工程學會”其他成員，都難有機會親自主持重要工程的營造工作。

1933年3月，時在天津北洋大學教學的茅以升接到了昔日唐山路礦學堂同學、浙贛鐵路局局長杜鎮(zhèn)遠的電報與信函，希望他前往杭州商談籌建錢塘江大橋之事。浙贛鐵路始建于1899年，是連接華東與中南地區(qū)的交通干線。至1933年，杭州至玉山段鐵路建成并通車，玉山至南昌段也即將開通。而錢塘江北邊的滬杭鐵路早在1909年就已建成。然而，寬廣的錢塘江將浙江省分成兩半，浙贛鐵路與滬杭鐵路也被錢塘江一隔為二，浙贛鐵路起自南岸，滬杭鐵路則止于北岸，鐵路、公路無法貫通，不管是南下還是北上的運輸，至錢塘江都只能依靠船渡轉(zhuǎn)運。另一方面，浙江省內(nèi)的鐵路、公路也被錢塘江攔腰截斷。錢塘江無橋，不僅限制了浙江省的交通，也對全國的國防與經(jīng)濟發(fā)展也大有妨礙?；诖斯?，時任浙江省建設廳長的曾養(yǎng)甫決意在錢塘江建橋以通天塹，經(jīng)多方訪求，將這一重任托付給了茅以升。

由于當時的中國還沒有專門的建橋技術隊伍，茅以升精挑細選，請來梅旸春、李學海、李文驥、卜如默等在橋梁工程上頗有造詣的工程師負責建橋工程中的鋼架、混凝土、打樁等各個環(huán)節(jié)，并請康奈爾大學的同學、時任北京鐵路天津總局技術主任工程師的羅英擔任錢塘江大橋總工程師，組建了一支精干練達高效的技術隊伍。經(jīng)過調(diào)查、勘測與研究，茅以升、羅英等人最終將錢塘江大橋的橋基勘定在月輪山六和塔下。這里江面較窄，主流和穩(wěn)，有一部分地層為巖石層，可直接用來安置橋墩。相對而言，此處是較適宜建橋的地方。而且，北岸有始建于宋代開寶年間的名勝古跡六和塔，塔與橋交相輝映，山水相依，兩岸綴以花紅柳綠、草長鶯飛，便構成了古代中國橋梁的傳統(tǒng)景致，有著標志性的辨識度與深深的文化氣息。與華德爾設計的鐵路、公路、人行道同層并列的單層橋形式不同，茅以升等人最后確定的橋梁設計為雙層聯(lián)合橋形式，上駛汽車，下通火車，全長一千四百五十三米，江中正橋一千零七十二米，北岸引橋二百八十八米，南岸引橋九十三米。正橋十六孔，每孔跨度六十七米。這種上、下兩層的聯(lián)合橋，當時在我國還是第一座。

1934年11月11日，上午九時，錢塘江大橋開工典禮隆重舉行?？紤]到中、日之間的緊張局勢，為了更早地服務國防與全國經(jīng)濟運輸，國民政府希望大橋早日建成。茅以升原計劃在開工之后兩年半內(nèi)建成，一來工期較長，保證正常的施工速度即可，二來又可以乘機培養(yǎng)建橋技術人才及本國的承包商，以服務于將來的橋梁建造事業(yè)。為國家大事計，茅以升領導橋工處調(diào)整了施工方案，將工期大為縮短，發(fā)明了基礎、橋墩、鋼梁三種工程同時施工的方法，此系橋梁建筑史上的創(chuàng)舉。

所有這些工作都需要精準的計算，一旦差之毫厘，便會功虧一簣，需要從頭再來。由于江底的泥沙是流動的，江水的深淺是變化的，潮水漲落有時，大潮小潮有變，此外還要考慮風、水等速度差異，再加上工期緊張，因此建橋過程中迭遭挫折，茅以升稱之為“八十一難”、“其間所歷險阻難以盡述”。其間，已調(diào)任鐵道部次長的曾養(yǎng)甫召見茅以升說，“如果造橋不成功，你得跳錢塘江，我也跟你后頭跳”，可見當時橋工處所面臨的壓力。好在茅以升組建的建橋團隊都是精英骨干、技術過硬，彼此間又精誠相待、同心同德，面對外國人的囂張氣焰及家國淪陷的危機，橋工處與承包商也鼎力合作，一線工人發(fā)揚艱苦奮斗與愛國主義精神，眾人克服了重重困難，最終在1937年9月建成了這座由中國人設計、架設的現(xiàn)代化大橋。錢塘江大橋的建成，打破了外國人壟斷中國近代大橋設計和建造的局面，成為中國現(xiàn)代橋梁史上的一個標志性拐點。

三

不幸的是，錢塘江大橋在戰(zhàn)火中建成，注定了它建成之后便被毀滅的命運。1937年7月7日，日本侵華戰(zhàn)爭全面爆發(fā)，戰(zhàn)火很快燒及上海。在橋梁即將完工前夕，日本轟炸機空襲南京、上海，并對正在營造中的錢塘江橋進行了轟炸。當時，茅以升正在水底沉箱里作業(yè)，突然沉箱內(nèi)電燈熄滅，眾人均以為死神即將降臨，好在守著沉箱氣閘出入口的工人堅守崗位，將高壓空氣持續(xù)不斷地輸入沉箱，箱內(nèi)諸人才安然無恙。橋成之后，為了迷惑日本空軍，錢塘江大橋僅下層通火車，而且只在晚上運行，上層公路橋面上故意堆放了大量建橋物資，以示橋梁尚未完工。隨著日軍逼近杭州，為阻止敵軍直接沿橋過江、減緩日軍南下的侵略步伐。12月23日，國民政府下達炸橋命令，當日傍晚時分，一聲轟然巨響，瞬間漫天煙霧，錢塘江大橋被炸毀。茅以升眼含熱淚，對著滔滔江水誓言“不復此橋不丈夫”?？谷諔?zhàn)爭結(jié)束后，茅以升投身于錢塘江大橋的修復工作。此后數(shù)年間，橋梁因時局變化而毀而修，直到1953年6月全面修復、通車，一直使用到今天。這座橋梁就像是中華民族的脊梁，自強、自立，歷經(jīng)磨難而不衰，飽含艱辛而不屈，千錘百煉而更堅強。

茅以升不但將錢塘江大橋樹立為我國橋梁建筑史上的一座里程碑，而且將其變成了培養(yǎng)我國橋梁工程師的搖籃。

茅以升還推動了中國橋梁公司的創(chuàng)立。1942年，中國抗日戰(zhàn)爭進入相持階段，在太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)之后，美國加強了對中國的援助，為保證美國援助抗戰(zhàn)物資能夠順利輸入中國，國民政府任命茅以升為橋梁設計工程處處長，負責滇緬公路橋梁的修繕。戰(zhàn)爭時期，非軍事所需的其他工程建設基本陷于停止，工程技術人才朝不保夕、流散嚴重，茅以升借機向交通部建議成立中國橋梁公司，以為戰(zhàn)后的基礎建設培養(yǎng)和儲備人才。1943年4月，中國橋梁公司在重慶成立，茅以升大力收羅工程技術人才。然而，戰(zhàn)時的公司經(jīng)費極為緊張，事急從權，作為公司總經(jīng)理的茅以升抽調(diào)橋梁公司的部分人去經(jīng)商，以此來養(yǎng)活員工，讓他們潛心學習、研究橋梁技術，提升業(yè)務能力，同時他還選送了一批人員赴美學習。即便是在最困難的時候，茅以升也勸導公司技術員工不要因為一時之困而放棄了自己的所長，要著眼于未來的國家建設需要與科技發(fā)展，深入研究大跨度橋梁、鋼結(jié)構制造、活動橋、水上沉管、隧道技術等，為建造長江、黃河等大橋做好準備。戰(zhàn)爭一結(jié)束，他們很快就成為大型橋梁建設的科技骨干。像后來擔任武漢長江大橋總工程師汪菊潛，南京長江大橋總工程師的梅旸春，鄭州新黃河橋總工程師趙燧章，南昌贛江大橋總工程師戴爾賓，云南南盤江公路石拱橋（曾是當時世界上跨度最長的）總工程師趙守恒，南京長江大橋副總工程師劉曾達等，及在設計研究和教育工作中對橋梁事業(yè)起推動作用的李學海、顧懋勛、李洙、胡世悌、王同熙、王序森等人，都曾是中國橋梁公司的員工，受到茅以升的指導或影響。茅以升因此被視為中國現(xiàn)代橋梁事業(yè)的先驅(qū)者，被尊稱為“中國橋梁之父”、“中國橋魂”。

四

除了撰寫科普讀物以教育社會大眾外，茅以升還編撰了《中國古橋技術史》這一中國橋梁史的巨著。面對西方現(xiàn)代工程技術對中國的無情碾壓，中國科技界包括橋梁、建筑、鐵道、醫(yī)學等各行各業(yè)的人士無不扼腕嘆息?？季繗v史，中國古代科技曾引領世界，近代中國在工程技術上的發(fā)明創(chuàng)造卻陷入了消退甚至停滯、倒退。“為什么近代科學技術不在中國而在歐洲產(chǎn)生？為什么中國不能保持先進的創(chuàng)造優(yōu)勢而率先發(fā)生工業(yè)革命”？這樣的“李約瑟難題”不僅是西方人的疑問，更是身處其中、深受其害的中國人的靈魂拷問。古代中國的橋梁技術曾遙遙領先于世界，如起自公元前十二世紀的浮橋、公元四世紀的伸臂梁橋、公元六世紀的索橋、公元七世紀初的敞肩拱橋（以趙州洨河石橋為例）、公元十一世紀的貫木拱橋等，均系世界先進先例，技術領先世界同類橋梁技術數(shù)百年甚至上千年。然而，由于后世尤其是清廷盲目自大、醉心于天朝上國的迷夢、采取閉關鎖國、視各類機械技術為奇技淫巧等歷史因素的影響，晚清近代中國被西方遠遠地甩在了后面。追本溯源，既可探究緣由，又可總結(jié)前人經(jīng)驗以便再出發(fā)。羅英率先將零星散布在浩瀚典籍中的橋梁資料搜集起來，編寫了《中國橋梁史料》，以探究中國古代橋梁的發(fā)展脈絡。羅英生前也曾計劃編寫《中國橋梁史》，可惜天不假年，在臨終前，他將此重任及自己的未完稿《中國石拱橋研究》交付給茅以升。茅以升承緒其志，組織人力編寫《中國古橋技術史》，并將羅英的未完稿交給《中國古橋技術史》的副主編唐寰澄，委托他續(xù)寫完工，唐寰澄后來撰成了鴻篇巨制《中國科學技術史·橋梁卷》。以上諸書是研究中國古代橋梁的重要著作，探討了古橋淵源與發(fā)展、橋與自然及社會、橋文化，并重點闡釋了梁橋、浮橋、索橋、棧閣、圬工與竹木拱橋及其技術發(fā)展情況，及包括藝術理論、主體造型、橋體裝飾、環(huán)境協(xié)調(diào)在內(nèi)的橋梁藝術，奠定了中國古代橋梁技術史的研究基礎，也是中國橋梁技術繼續(xù)往前發(fā)展的起點。

茅以升在《中國古橋技術史》前言中寫道：“我國橋梁技術，過去曾在世界上領先，現(xiàn)在追述其歷史，探索其所以領先之故，正是為了從中得到啟發(fā)，來發(fā)揚光大其固有傳統(tǒng)，為促進四化建設之一助。我相信，世界上沒有不能造的橋，我國橋梁技術，將于此中再度顯現(xiàn)其領先的可能性?！苯?jīng)過一代又一代橋梁專家的繼承與創(chuàng)新，時至今日，中國橋梁已傲然于世，達成了“我國橋梁技術再度顯現(xiàn)其領先”的目標。世界第一高、世界第一拱、世界第一長、世界最長跨海大橋等橋梁之最，均系“中國橋梁”。即便在世界十大拱橋、十大梁橋、十大斜拉橋、十大懸索橋中，中國也各占據(jù)了二分之一或以上?！笆澜缟蠜]有不能造的橋”，這也成了中國橋梁人的共同愿景，并一步一步地將其變成現(xiàn)實。