中國橋樑五十年回眸

一、引言

在人類文明的發展史中，橋樑佔有重要的一頁。中國古代木橋、石橋和鐵索橋都長時間保持世界領先水平，在橋樑發展史上曾佔據重要地位，為世人所公認。例如，據文獻記載，中國早在公元前五十年(漢宣帝甘露四年)就建成了跨度達百米的鐵索橋，而歐美直到十七世紀尚未出現鐵索橋。1665年徐霞客的《鐵索橋記》詳細描述了建於1629年在貴州境內的一座長約122米的鐵索橋。法國傳教士於1667年出版了一本《中國奇蹟覽勝》，書中也介紹了中國鐵索橋。世界科技史家英國李約瑟博士指出：這兩本書直接啟發了西方人建造鐵索橋的嘗試。

十八世紀的英國工業革命造就了近代科學技術，也使歐美各國率先進入現代橋樑工業新時代。不幸的是，中國自十三世紀北方少數民族入主中原的元朝起，科技就停滯不前，到十七世紀明朝時已開始落後於西方。清朝政府又奉行閉關自守的愚昧政策，夜郎自大，終於在1840年的鴉片戰爭中慘敗，使中國遭到列強的侵凌，蒙受了百年恥辱。

回顧舊中國的橋樑，長江是天塹，黃河上的三座橋樑：津浦鐵路濟南鐵路橋，京漢鐵路鄭州鐵路橋和蘭州市黃河橋以及上海、天津、廣州等大城市中的一些橋樑也無一不是由洋商承建的。我們唯一能引以自豪的是由茅以升先生主持興建的杭州錢塘江大橋。該橋由他帶領一批留學生自行設計和監造，但實際施工仍由丹麥康益洋行承包下部結構和沉箱基礎工程，上部結構鋼樑則由英商道門朗公司承包製造和安裝。舊中國的承包商還沒有建造大橋的能力,而政府交通部門也沒有大橋施工隊伍，只能做一些公路小橋涵的工程。當時水平最高的中國橋樑工程隊伍當推由趙祖康先生領導的上海市工務局，他們在解放前已設計建造了幾座跨蘇州河的鋼筋混凝土懸臂樑橋，至今仍發揮作用。這支隊伍也是解放初期我國橋樑建設的重要技術力量，後來組建成上海市政工程設計院。

二、向蘇聯學習，建設跨江大橋

新中國誕生後，面對美國的經濟封鎖和制裁，向蘇聯學習是我們唯一的選擇。在橋樑工程領域我們也派出了許多留學生赴蘇聯學習他們的預應力混凝土和鋼橋技術。在蘇聯專家的幫助下，鐵道部籌建了山海關、丰台、寶雞和株州橋樑廠。交通部組建了北京的公路規劃設計院、西安的第一設計院和武漢的第二設計院以及從事施工的公路一局和二局。各省的交通廳也都建立起公路橋樑的設計和施工隊伍。

1952年政府決定建設第一座長江大橋——武漢長江大橋，使天塹變通途。為此專門設立了鐵道部大橋工程局和鐵道部科學研究院，全面學習研究蘇聯在鋼橋疲勞、焊接、振動，以及橋樑上下結構設計、製造和施工等方面的科學技術。中國第一片預應力混凝土也在丰台橋樑廠基地研究試製，並於1956年首先在東隴海線新沂河鐵路橋上建成了跨度為23.9米的預應力混凝土簡支梁，邁出了重要的一步。第一座20米跨度的京周公路橋也同時建成。

武漢長江大橋採用了蘇聯最新的管柱基礎技術，管柱有振動打樁機下沉，穿過覆蓋 ，然後鑽孔嵌岩 ，形成一種新型的深水基礎。上部結構鋼桁架採用胎具組拼，機器樣板鑽孔的新技術。1957年武漢長江大橋建成通車，它是五十年代中國橋樑的一座里程碑，也是中蘇友好的結晶，為中國現代橋樑工程技術和第二座南京長江大橋的興建以及橋樑深水基礎工程的發展奠定了基礎。

1964年建成的南寧邕江大橋是我國第一座按蘇聯閉口薄壁構件理論設計的主跨55米的鋼筋混凝土懸臂箱梁橋，具有特別的意義。

五十年代預應力混凝土簡支梁橋的實現，使中國橋樑界初步具備了高強度鋼絲，預應力錨具，管道灌漿，張拉千斤頂等有關的材料、設備和施工工藝，為六十年代建造主跨50米的第一座預應力混凝土T型鋼構橋——河南五陵衛河橋，主跨124米的廣西柳州橋以及主跨144米的福州烏龍江橋創造了條件。

最後還要特別提到按蘇聯標準圖修建的 包蘭線東崗黃河大橋。這是一座三孔53米的鐵路鋼筋混凝土肋拱橋，於1956年建成。此後，又在1959年建成了主跨88米的太焦線丹河橋。

武漢長江大橋

三、「文革」時代的圬工拱橋

1957年的政治運動以後，我國進入了「大躍進」、「三年自然災害」、以及隨後的「文化大革命」年代 ，歷時二十年，國民經濟遭到了嚴重的破壞，建築材料的貧乏和資金的不足使中國的交通建設陷入了困境。少用水泥和鋼材的圬工拱橋成為修建大跨度公路橋樑的首選橋型，寶貴的鋼材主要用於三線的鐵路建設之中。

1959年建成的湖南黃虎港橋，主跨50米，是當時跨度最大的石拱橋，也是首次用蘇聯夾木板拱架技術施工的拱橋。採用鋼拱架施工的洛陽龍門橋，主跨90米，位於著名的龍門石窟，於1961年建成。主跨達112.5米的雲南長虹橋是在滿堂木拱架上用分環、分段、預留空隙等工藝於1961年建成的大跨度石拱橋。1972年，一座超過世界記錄的石拱橋——主跨116米的豐都九溪溝橋在四川建成，使我國的石拱橋技術達到了新的高度。

另一種由民間建造的拱橋——雙曲拱橋於六十年代誕生於江南水鄉無錫縣。由於這種橋樑的施工採用化整為零，預製拱肋和拱波，再組合拼裝起來與現澆混凝土拱背層形成拱圈，使橋樑結構比較輕盈，適宜於軟土地基上建造，是農村小跨輕載橋樑的合理橋型，為農村地方交通事業的發展作出了重要貢獻。

然而，在「左」的形勢下，經過「政治」炒作，這種橋型被稱為「革命橋」，強行推廣於大跨度重載公路幹線橋樑。雖然經過設計人員的不斷改進，努力克服雙曲拱橋在施工中穩定性不足，斷面抗彎性能較弱等缺點，但雙曲拱橋的構造和施工特點使它仍然難以適應大跨度和重載以及軟土地基條件，在使用若干年後出現了不少病害，影響了橋樑的壽命。

在「文革」年代建造了許多雙曲拱橋，其中著名的有：1972年建成的主跨76米長沙湘江橋，1974年建成的主跨116米湖南羅依溪橋，以及早在1968年就建成的中國最大跨度雙曲拱橋——河南嵩縣前河橋。在地質較好的地區建造的一些雙曲拱橋，至今仍在使用。

為了克服雙曲拱橋的弱點，同濟大學創造了一種桁架拱橋的新橋型，得到了浙江省、江蘇省和河南省同行的支持，先後建成了浙江餘杭里仁橋(主跨50米，1971年)，江蘇蘇州覓渡橋(主跨60米，1973年)和河南嵩縣橋(9×50米多孔桁架拱橋，1976年)。交通部科學研究院亦創建了鋼架拱的新橋型，在中、小跨徑橋樑中得到廣泛應用。這都為中國公路橋樑建設作出了貢獻。

四、八十年代中國橋樑技術開始崛起

1976年，史無前例，同時也是災難深重的文化大革命終於結束了。中國進入了改革開放的新時期，經濟開始復甦。交通建設作為先行官也得到了政府的重視，特別是率先開放的廣東省，成了八十年代初橋樑建設的一塊寶地，引來全國許多省市的橋樑工作者投身於那裡火熱的工地。

六十年代已傳入中國的一種新型的現代斜拉橋的信息終於在七十年代初於四川、上海和山東同時開始修建實驗橋，其中四川雲陽湯溪河橋於1975年2月首先建成，是中國第一座主跨為75.84米的斜拉橋。由於當時國內尚無平行鋼絲拉索的產品，該橋採用鋼芯纜索製成斜拉索，而另一座主跨54米的上海新五橋則用粗鋼筋為拉索。

1980年建成的四川三台涪江橋，主跨已達128米，斜拉索採用24Φ5高強度鋼絲組成，外塗瀝青後纏包玻璃絲布，待全橋完成後再用三層環氧樹脂纏繞三層玻璃絲布防腐，工藝十分繁複，是早期斜拉橋採用的拉索防腐系統。

1982年，上海泖港橋(主跨200米)，和山東濟南黃河橋(主跨220米)相繼建成。前者也用多層玻璃絲布的拉索防腐工藝，至今仍繼續使用，而後者改用鉛皮套管壓注水泥漿的新防腐工藝，卻在15年後被證明防腐已失效而被迫於1997年進行換索。

1987至1988年間建成了多座斜拉橋，如海南西樵橋(L=124.6米 )，天津永和橋(L=260米)，南海九江橋(2×160米)，重慶石門橋(200+230米)和廣州海印橋(L=175米)。拉索的防腐系統改用PE管壓漿工藝，其中廣州海印橋的拉索於1997年發生斷索事故，調查表明管道壓漿工藝未能保證拉索頂部的飽滿，造成拉索銹斷，被迫在使用僅12年後全面換索。唯一例外的是東營黃河橋(L=288米)，該橋的拉索採用由日本進口的新一代熱擠PE護套的成品拉索，也是我國第一座採用鋼塔和鋼橋面的斜拉橋。

在上述斜拉橋經驗的基礎上，上海橋樑界迎來了興建第一座跨越黃浦江的大橋的機遇。由於李國豪教授的大力呼籲，時任上海市市長的江澤民同志決定自主建設並採用了同濟大學推薦的結合梁斜拉橋方案。上海南浦大橋的勝利建成是一個具有里程碑意義的突破，它增強了中國橋樑界的信心，促進了九十年代在全國範圍內自主建設大跨度橋樑的高潮。

主跨423米的上海南浦大橋的建設還帶動了我國預應力工藝和拉索生產的自主化。柳州建築機械總廠在上海同濟大學和上海建工集團基礎公司的合作下開發了OVM錨具，成為國內預應力錨具的主流，替代了國外VSL公司的產品。上海浦江纜索廠為南浦大橋研製了新一代的PE熱擠護套成品拉索，以後也成為國內斜拉橋拉索的主要供應商。

在斜拉橋迅速發展的同時，預應力混凝土梁式橋也有了長足的進步。1984年建成了主跨111米的湖北沙洋漢江橋和廣東順德容奇橋(3孔90米)，前者用掛藍懸澆施工，後者則用5000KN浮吊預製組拼而成，開八十年代預應力混凝土連續梁橋的先河。隨後，1985年又建成了哈爾濱松花江大橋(7孔90米)，1986年又建成了主跨達120米的湖南常德沅水橋。

1988年，廣東省同時建成了採用節段預製懸臂拼裝施工的七孔110米江門外海橋，和主跨達180米的預應力混凝土連續鋼構橋——番禺洛溪橋。可以說，這兩座橋代表了八十年代我國梁式橋的最高水平。

八十年代，在拱橋方面出現了兩種新型的結構——鋼管混凝土拱以及無風撐的下承式系桿拱橋。前者以四川旺蒼東河橋(主跨115米，1990年建成)，和廣東高明橋(2×100米中承式拱，1991年建成)為代表；後者則以蕪湖元澤橋(主跨75米，1991年建成)和廣東惠州水門大橋(三跨40+60+40米，1991年建成)為代表。無風撐拱圈的側向穩定性由吊杆的非保向力效應保證，反映出國際的新潮流。

最後，還應當提到1982年建成的陝西安康漢江斜腿鋼架橋，主跨176米的這座鐵路鋼橋是迄今世界同類橋樑跨度之冠，它代表著全國鐵路系統設計、施工、科研單位的集體智慧和水平。

總之，整個八十年代，中國的橋樑技術在梁橋、拱橋和斜拉橋的全方位上都取得了突飛猛進的發展。其中廣州洛溪橋，和上海南浦大橋佔據著特別重要的地位，起著示範的作用，為九十年代更加輝煌的成就奠定了精神和物質基礎。

五、九十年代中國走向世界橋樑強國之列

在八十年代所取得的成就鼓舞下，中國橋樑工程界在九十年代開始了向世界先進水平攀登

1991年開工的上海楊浦大橋是第一次攀登。主跨602米的結合梁斜拉橋在1994年建成時居世界斜拉橋跨度之首，現名列第三。它是中國大跨度橋樑的又一里程碑，標誌著中國正在走向世界橋樑強國之列。

攝影/長弓2101

第二次攀登開始於汕頭海灣大橋，這是中國第一座現代意義上的懸索橋的建設。主跨雖僅452米，但採用混凝土橋面的懸索橋不僅居同類橋型的跨度之冠，而且由於橋面較重，其主纜和錨碇都相當於900米左右的鋼橋面懸索橋，為隨後建設的廣東虎門大橋(L=888米)、西陵長江大橋(L=900米)和江陰長江大橋(L=1385米)起了示範的作用，意義是十分重大的。

在拱橋方面，我國實現了第三次攀登，繼主跨312米的廣西邕江橋(1996)和主跨330米的貴州江界河橋(1995)之後，主跨達420米的四川萬縣長江大橋的建成，使我國的拱橋記錄躍居世界首位。這座採用鋼管混凝土拱作勁性骨架的箱形拱橋，運用現代非線性分析和施工控制技術，充分考慮了多種材料混合使用，分層分段逐步施工中的各種非線性時變因素以及所引起的內力和應力的重分布。對該橋在施工和運營節段的強度、變形和穩定性進行了全過程分析。它的建成標誌著中國作為一個建造拱橋最多的大國終於達到了世界領先水平。

在鋼橋方面，九江長江大橋的建成是繼武漢長江大橋和南京長江大橋之後的我國鋼橋的第三個里程碑。該橋採用國產優質高強度、高韌性鋼，完成了由鉚焊結構向栓焊結構的過渡。此外，在九江長江大橋中成功地採用了多種形式的深水基礎形式，為我國大江大河的橋樑建設積累了豐富的經驗。

由於上述幾個方面的示範、帶頭作用和國家對交通建設的大規模投入，中國的橋樑建設出現了遍地開花的繁榮景象。九十年代全國建造了許多大跨度斜拉橋，著名的有：銅陵長江大橋(L=436米，1995)，武漢長江公路橋(L=400米，1995)，重慶長江二橋(L=444米，1995)以及上海徐浦大橋(L=590米，1996)。此外，廣東虎門輔航道橋(L=270米，1997)建成時創造了連續鋼架橋的記錄跨度。

香港的回歸使三座大橋：青馬大橋(L=1377米，1997)，汲水門橋(L=430米，1997)和汀九橋(L=475+448米，1998)也成為中國橋樑大家庭的成員，增強了中國橋樑的實力。

中國雖然還是一個發展中國家，但在二十世紀最後20年中所取得的成就鼓舞下，也開始構想二十一世紀更大規模的發展。例如南北公路主幹線之一的同三線上將通過五個跨海工程(自北向南依次為渤海海峽工程，長江口越江工程，杭州灣跨海工程，珠江口伶仃洋工程以及瓊州海峽工程)使該線實現真正的貫通，以代替目前的輪渡連接和繞行過渡線。舟山群島也在進行聯島工程的宏偉規劃，通過六個跨島橋樑工程和大陸相連接。中國許多沿江省會城市都通過建造多座越江大橋形成城市環線的規劃，以解決日益擁擠的交通問題。

攝影/黑夜閃電

六、 現代化城市的重要標誌——城市立交橋

城市人口的急劇增加使車輛日益增多，平面立交的道口造成車輛堵塞和擁擠。需要通過修建立交橋和高架道路形成多層立體的布局，以提高車速和通過能力。城市環線和高速公路網的聯結也必須通過大型互通式立交進行分流和引導，保證交通的暢通。

從六十年代起我國就開始建造最初的立交橋。1970年北京在原城牆的基礎上修築了第一條快速二環路，並相繼建造了與長安街相交的復興門立交橋和建國門立交橋，採用機動車和非機動車分行的三層苜蓿葉形布置，是我國修築城市立交的先聲。

改革開放以後，廣東於1983年率先修建了城市高架路以緩解日益擁擠的交通。如廣州人民路高架以及區庄四層立交橋。八十年代中期北京三元橋、天津中山門橋、廣州大道橋、瀋陽燈塔橋和北京四環路安慧橋相繼建成，形成了全國興建立交橋的第一次高潮。

八十年代末的上海終於迎來了開發浦東的機遇。內環線高架，成都路南北高架和延安路東西高架形成了上海市的「申」字形城市高架路，極大地改善了市區的交通，其中位於延安路和成都路交點的五層立交以及沿內環線結點的幾座立交(漕溪路立交，共和新路立交，延安西路立交，龍陽路立交和羅山路立交)，都各有特點，初步展現了上海大都市的現代化風貌。

九十年代後期上海開始修建外環線西段和南段，通過曹安路立交和莘庄立交把外環線和滬寧、滬杭兩條高速公路聯結起來，在本世紀末實現了上海和江浙兩省交通幹線的通暢。

攝影/gelinhai

七、橋樑抗震抗風研究

七十年代，唐山大地震後，同濟大學李國豪教授率先組織了橋樑抗震理論的研究。並參與了鐵路工程抗震設計規範和公路工程抗震設計規範的項目研究和編寫工作。同時開展了橡膠支座減震、隔震性能和大跨度橋樑空間非線性地震反應分析理論與方法的研究，並應用於工程實踐。

八十年代中，在同濟大學建立了地震模擬震動台(檯面尺寸為4米×4米)。1988年，同濟大學土木工程防災國家重點實驗室建成後，又成立了橋樑抗震研究室，率先對我國各種類型橋樑的抗震設計開展了系列研究。至今已承擔了20餘座大跨度橋樑以及城市高架橋和立交橋抗震研究任務，其中包括著名的江陰長江大橋、上海揚浦大橋、廣東虎門大橋和貴州江界河大橋等，同時建立了各類橋樑抗震設計原則、理論及計算方法。

近20年來，世界上發生了多次中等強度地震，如1994年美國北陵地震和1995年日本神戶地震，對現代化城市的橋樑破壞十分嚴重。土木工程防災國家重點實驗室正接受建設部委託，主編「城市橋樑抗震設計規程」。我國橋樑抗震研究與美國建立了多項合作，研究水平已跨入世界先進行列。

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七十年代後期，上海開始設計建造我國首座跨度達200米的斜拉橋。同濟大學李國豪教授預見到中國橋樑向大跨度發展的必然趨勢，帶領橋樑工程系率先開展橋樑抗風研究。1979年起，同濟大學利用低速航空風洞進行了上海泖港大橋、天津永和大橋、廣州海印大橋、山東勝利(東營)黃河大橋、重慶嘉陵江石門大橋等多座大跨度橋樑的節段模型風洞試驗研究。1983年在國內首先開展了斜拉橋三維顫振理論研究，並於1985年首次成功地進行了上海南浦大橋結合梁斜拉橋方案的全橋氣動彈性模型風洞試驗，使我國成為世界上少數幾個能進行這種試驗的國家之一。

在此基礎上，同濟大學土木工程防災國家重點實驗室於1990年正式完成了主跨423米的上海南浦大橋抗風試驗與研究，經亞洲開發銀行委託的國外風工程專家的審核，給予了充分的肯定和評價。

1994年，同濟大學土木工程防災國家重點實驗室又建成了實驗段尺寸為15米(寬)×2(高)×14米(長)的大型橋樑風洞，規模居世界同類風洞第二位。該風洞先後完成了主跨888米的虎門珠江懸索橋和主跨1385米的江陰長江懸索橋的全橋氣彈模型風洞實驗，標誌著我國橋樑抗風研究水平已進入世界先進行列。

我國正在規劃二十一世紀初的重大橋樑工程，如長江口蘇通大 橋工程、珠江口伶仃洋工程、瓊州海峽工程和舟山群島聯島工程等。可以預料，我國的橋樑抗震和抗風研究將隨著這些宏偉工程的實現而達到世界領先水平。

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八、 知識經濟時代的橋樑之夢

本世紀末，一場新的革命悄然興起。在十八世紀工業革命的二百年後，以信息為核心的知識產業革命將把人類帶入知識經濟的新時代。

知識經濟時代實質上就是一個智能化和高效率的社會。現代通訊技術的發展使社會高度信息化，從而也使家庭生活、辦公室工作、工廠企業生產、交通運輸、工程建設、教育培訓、醫療保健、國家管理等等活動都可利用可視通信網路和多媒體，「信息高速公路 」實現智能化和自動化。人類的智慧和計算機網路的結合，使知識創新成為最有價值的產品，成為經濟的主體和各行業的核心。

知識經濟時代的橋樑工程將具有以下特徵：

首先，在橋樑的規劃和設計階段，人們將運用高度發展的計算機輔助手段進行有效、快速的優化和模擬分析，虛擬現實(Virtual Reality)技術的應用使業主可以十分逼真地事先看到橋樑建成後的外型、功能，模擬地震和颱風襲擊下的表現，對環境的影響和晝夜的景觀等以便於決策。

其次，在橋樑的製造和架設階段，人們將運用智能化的製造系統在工廠完成部件的加工，然後用全球定位系統(GPS)和遙控技術，在離工地千里以外的總部管理和控制橋樑的施工。

最後，在橋樑建成交付使用後，將通過自動監測和管理系統，保證橋樑的安全和正常運行。一旦有故障或損傷，健康診斷和專家系統將自動報告損傷部位和養護對策。

總之，知識經濟時代的橋樑工程和其他行業一樣，具有智能化、信息化和遠距離自動控制的特徵。受計算機軟體管理的各種智能性建築機器人將在總部控制人員的指揮下，完成野外條件下的水下和空中作業，精確按計劃完成橋樑工程建設，這將是一幅二十一世紀橋樑工程的壯觀景象。

回顧二十世紀橋樑工程的成就，日本明石海峽大橋以1991米的跨度和50米深水基礎的記錄 載入橋樑史冊。利用現有的高強度鋼材和技術，我們已有可能在二十一世紀建造主跨4000米的大橋。如果新型炭纖維材料能解決錨固和經濟性的問題，人們就有希望在二十一世紀突破5000米大關。然而，深水基礎技術的進步將會減輕我們被迫增大擴大、跨度的壓力。如果能成功地解決50~100米水深的新基礎技術，連續多跨2000~3000米的橋樑可能是更為經濟合理的海峽工程方案。

實現全球四大洲的陸路交通網是世界橋樑工程界的共同奮鬥目標和夢想。這一橋樑之夢有可能在下一世紀中實現。我們衷心希望中國的年輕一代橋樑工程師，勤奮學習、努力創新、勇於實踐，以報國為己任，讓中國的橋樑成為世界橋樑史上的里程碑，使中國成為世界橋樑強國中的一員，重現中國古代橋樑的輝煌。

(來源：地理論壇 作者：jason130 查看原帖 編輯：王澤)
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