茅以升是中外知名的科學(xué)家、成就卓著的橋梁專家。
1916年,茅以升考取官費(fèi)留學(xué),赴美國康奈爾大學(xué)橋梁系學(xué)習(xí)。該校不承認(rèn)其大學(xué)畢業(yè)證書,出題重新考核茅以升的大學(xué)課程,成績?yōu)椤疤貎?yōu)”;接下來的研究生入學(xué)考試,成績又是“特優(yōu)”。自此康奈爾大學(xué)決定:今后凡是唐山工業(yè)專門學(xué)校的畢業(yè)生,都可以免試入學(xué)讀研究生。次年他即獲碩士學(xué)位。兩年后他又通過半工半讀成為美國卡內(nèi)基理工學(xué)院首名工學(xué)博士,其博士論文《框架結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力》中提出的創(chuàng)見被稱為“茅氏定律”,他也被康奈爾大學(xué)授予“斐蒂士”金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?,為祖國贏得了榮譽(yù),也為他的母校爭了光。
1919年12月14日,茅以升毅然歸國。1933—1937年,他主持建成我國自己設(shè)計(jì)、自行施工的第一座現(xiàn)代化鐵路公路兩用大橋——杭州錢塘江大橋,樹立了中國橋梁史上的豐碑,也奠定了他作為中國現(xiàn)代橋梁奠基人的地位,為中國工程師和中華民族爭了光。
1937年9月26日,錢塘江大橋下層鐵路橋通車,支援了上海保衛(wèi)戰(zhàn)。后因上海淪陷、杭州告急,11月16日他接到炸橋指令。由于他在建橋時(shí)早就在南岸二號(hào)橋墩墩身中預(yù)設(shè)了埋設(shè)炸藥的暗洞,得以推遲炸橋時(shí)間37天,對(duì)戰(zhàn)時(shí)運(yùn)輸發(fā)揮了巨大作用。上層公路橋通車當(dāng)天,就撤退難民10多萬人,炸橋前一天,通過鐵路橋撤退機(jī)車300多臺(tái)、客貨車2000多輛。茅以升的預(yù)見為抗戰(zhàn)撤退贏得了時(shí)間,建立了功勛。
錢塘江大橋開工于1934年。當(dāng)時(shí),浙贛鐵路正在興建,要與滬杭鐵路銜接,需在錢塘江上架設(shè)一座大橋。錢塘江乃著名的險(xiǎn)惡之江,水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜。其水勢(shì)不僅受上游山洪暴發(fā)之影響,還受下游海潮漲落的制約,若遇臺(tái)風(fēng)襲擊,江面常逞洶涌翻騰之勢(shì)。錢塘江底的流沙厚達(dá)41米,變幻莫測(cè),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(shù)界也認(rèn)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(yè),他看到祖國江河上的鋼鐵大橋均為外國人所建,頗為痛心,決心為中國人爭氣,架設(shè)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(qǐng)同學(xué)羅英任總工程師。
建橋遇到的第一個(gè)困難是打樁。為了使橋基穩(wěn)固,需要穿越41米厚的泥沙在9個(gè)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(fā),采用抽江水在厚硬泥沙上沖出深洞再打樁的“射水法”,使原本一晝夜只打1根樁,提高到打30根樁,大大加快了工程進(jìn)度。
建橋遇到的第二個(gè)困難是水流湍急,難以施工。茅以升發(fā)明了“沉箱法”,將鋼筋混凝土做成的箱子口朝下沉入水中罩在江底,再用高壓氣擠走箱里的水,工人在箱里挖沙作業(yè),使沉箱與木樁逐步結(jié)為一體。沉箱上再筑橋墩。 放置沉箱很不容易,開始時(shí).一只沉箱,一會(huì)兒被江水沖向下游,一會(huì)兒被潮水頂?shù)缴嫌?,上下亂竄。后來把3噸重的鐵錨改為10噸重,沉箱問題才得以解決。
第三個(gè)困難是架設(shè)鋼梁。茅以升采用了巧妙利用自然力的“浮運(yùn)法”,潮漲時(shí)用船將鋼梁運(yùn)至兩墩之間,潮落時(shí)鋼梁便落在兩墩之上,省工省時(shí),進(jìn)度大大加快。
錢塘江大橋是一座經(jīng)受了抗日戰(zhàn)火洗禮的橋。建橋末期,淞滬抗戰(zhàn)正緊,日軍飛機(jī)經(jīng)常來轟炸。錢塘江橋冒著敵人的轟炸,終于于1937年9月26日建成通車。
錢塘江大橋建成于抗日烽火之中,再生于和平建設(shè)之世。她不僅在中華民族抗擊外來侵略者的斗爭中書寫了可歌可泣的一頁,而且在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)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,為我國交通事業(yè)的發(fā)展和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的繁榮建立了不朽的功勛。
錢塘江大橋既是我國橋梁建筑史上的一座里程碑,又是我國橋梁工程師的搖籃。茅以升先生把工地辦成學(xué)校,吸收大批土木工程專業(yè)的學(xué)生參加工程實(shí)踐,為國家培養(yǎng)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(fù)責(zé)人都曾經(jīng)歷過錢塘江大橋建設(shè)的洗禮。
錢塘江大橋向全世界充分展示了中國科技工作者的聰明才智,展示了中華民族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(qū)在錢塘江大橋建設(shè)中所顯示出的偉大的愛國主義精神、敢為人先的科技創(chuàng)新精神以及排除一切艱難險(xiǎn)阻、勇往直前的奮斗精神,永遠(yuǎn)是鼓舞我們?yōu)樽鎳姆睒s富強(qiáng)不懈奮斗的寶貴精神財(cái)富。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2008年2期