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品質(zhì)的定義：是“質(zhì)量”還是“質(zhì)量+”？

“品質(zhì)”這個(gè)詞有狹義和廣義兩種定義。從狹義上看，品質(zhì)與質(zhì)量同義，從廣義上看，除質(zhì)量之外，品質(zhì)還應(yīng)包括對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)和影響。

以橋梁工程為例，我們對(duì)一座橋梁的基本要求是“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”。如果一座橋能滿足這四方面要求，通常認(rèn)為它的質(zhì)量是好的。但如果除了上述質(zhì)量要求之外，我們還要求它對(duì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)，產(chǎn)生積極影響，例如要求它成為一座城市的名片，或者可用來紀(jì)念某一歷史事件，或者可促進(jìn)區(qū)域發(fā)展能力的提升等，就顯然超出了一般意義上對(duì)橋梁質(zhì)量的要求，變成了廣義上對(duì)橋梁品質(zhì)的要求，這可以簡(jiǎn)單表述為“品質(zhì)=質(zhì)量+”。在這里，“+”可以涵蓋對(duì)一座橋梁在質(zhì)量之上附加的任何要求，對(duì)不同橋梁而言，這些附加要求可能各不相同，而且通常不是橋梁工程師所能決定的。

例如，要確保一座橋?qū)λ巺^(qū)域的貢獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)最大化，就必須充分考慮橋梁選址、與交通路線的結(jié)合、區(qū)域發(fā)展的趨勢(shì)甚至國家發(fā)展方針等，這些都屬于城市規(guī)劃的命題，并不屬于一般橋梁設(shè)計(jì)范疇。因此，在本文中，我們暫且把討論的主題限定于狹義上的品質(zhì)概念，即“品質(zhì)=質(zhì)量”。

本刊記者 潘永輝 攝

品質(zhì)的提升：把每項(xiàng)要求做得更好！

在對(duì)橋梁質(zhì)量的要求上，有些學(xué)者認(rèn)為，除了“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”，還應(yīng)加上“耐用”和“環(huán)?！?。當(dāng)然，一座橋梁必須滿足耐用和環(huán)保的要求，才算質(zhì)量好。但事實(shí)上，如果一座橋梁滿足了“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的要求，就等于滿足了“耐用”和“環(huán)保”的要求。

以安全為例，我們?cè)u(píng)價(jià)一座橋梁安全，當(dāng)然指這座橋在整個(gè)設(shè)計(jì)壽命中都安全。顯然，一座橋不能只在建成之初安全，后期就不安全了。所以，橋梁在滿足安全要求的同時(shí)，必須滿足耐久要求。例如，在設(shè)計(jì)美國舊金山海灣大橋東段時(shí)，為滿足業(yè)主提出的150年設(shè)計(jì)壽命的要求，我們把所有鋼管樁可能被海水侵蝕的部位都加厚了，目的就是保證它們即使在海水中被侵蝕150年仍然具備足夠的承載能力，仍能滿足設(shè)計(jì)要求。如果這座大橋從通車到150年后都足夠安全，它在安全方面當(dāng)然是耐久的；反之，如果橋梁服役不到150年就變得不安全了，它顯然既不耐久，也沒能滿足安全的基本要求。

同理，一座橋在整個(gè)設(shè)計(jì)壽命中要滿足實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求，也都必須同時(shí)滿足耐久要求。因?yàn)橹挥心途貌欧Q得上實(shí)用，才稱得上經(jīng)濟(jì)，才稱得上美觀。如果一座橋的保養(yǎng)和維護(hù)費(fèi)用過高，就是經(jīng)濟(jì)上“不耐久”；如果一座橋只在剛通車時(shí)好看，慢慢就變得難看，就是美觀上“不耐久”。

環(huán)保也是如此，它已經(jīng)被包含在“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的要求里了。一項(xiàng)不環(huán)保的工程，在我看來，肯定不能算是經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的。

這樣看來，當(dāng)一項(xiàng)橋梁工程滿足了“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的要求，我們就可以說它的質(zhì)量是好的；反之，如果它不能滿足這些要求，我們就會(huì)評(píng)價(jià)它質(zhì)量不好或者不及格。但滿足這些最基本的要求，其實(shí)只是一條“及格線”而已，因?yàn)檫@四項(xiàng)要求，每一項(xiàng)都不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的，都有提升的可能。所以，把工程做到“更安全、更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)、更美觀”，就為工程品質(zhì)提升創(chuàng)造了空間。

此外，每個(gè)人對(duì)品質(zhì)的要求也不盡相同，例如公眾可能更注重實(shí)用和美觀，工程師更注重安全，藝術(shù)家更注重美觀，業(yè)主則更注重經(jīng)濟(jì)。

提升的途徑：要么完善，要么創(chuàng)新

通常，提升橋梁品質(zhì)有兩個(gè)主要途徑，一是把現(xiàn)有的建橋技術(shù)發(fā)揮得更加完善；二是通過創(chuàng)新使建橋技術(shù)更加先進(jìn)。

完善現(xiàn)有的建橋技術(shù)

一座橋的全壽命過程可以簡(jiǎn)單地分為通車前、使用期間和關(guān)閉后三個(gè)階段，從通車到關(guān)閉這一段時(shí)間就是這座橋的使用壽命，設(shè)計(jì)壽命則是在設(shè)計(jì)階段假設(shè)的橋梁使用壽命。橋梁通車前的工作包括前期計(jì)劃、斟察、設(shè)計(jì)、施工等，這些工作的質(zhì)量決定一座橋的先天質(zhì)量。橋梁使用期間的工作包括運(yùn)營、檢測(cè)、保養(yǎng)、維修等，這些工作是為了保障橋梁的健康狀態(tài)。當(dāng)橋梁不再能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)就會(huì)被拆除，這意味著一座橋使用壽命的終結(jié)。

一座橋的全壽命

目前，大部分橋梁規(guī)范要求橋梁設(shè)計(jì)壽命為100年，對(duì)特別重要的橋梁會(huì)要求其設(shè)計(jì)壽命更長(zhǎng)一些，例如港珠澳大橋的設(shè)計(jì)壽命是120年，舊金山海灣大橋的設(shè)計(jì)壽命是150年。我個(gè)人認(rèn)為150年還是太短了，對(duì)世界可持續(xù)發(fā)展影響太大，以目前的技術(shù)水平，把橋梁設(shè)計(jì)壽命提高到300年、甚至500年都是完全可能的。

顯然，要提高橋梁壽命，就要提升橋梁質(zhì)量。目前，世界各國的橋梁技術(shù)都是相當(dāng)公開的，要建造一座高質(zhì)量的大橋應(yīng)該不是太困難的事情，那么為何有些橋梁工程還是達(dá)不到應(yīng)有的質(zhì)量呢？我認(rèn)為有三方面原因：“不知”“不能”和“不為”。

既然橋梁技術(shù)基本上是公開的，“不知”和“不能”就顯得很不合理，所以，橋梁質(zhì)量不及格最主要的原因還是“不為”，即“可為而不為”——這是最令人痛心的事情，因?yàn)榧词乖O(shè)計(jì)和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)都提升了，如果執(zhí)行者“不為”，質(zhì)量還是無法達(dá)標(biāo)。這不是一個(gè)新問題，也不是中國特有的問題。要避免“不知”“不能”“不為”的發(fā)生，最簡(jiǎn)單、直接的方法就是加強(qiáng)監(jiān)理力度，因?yàn)椋瑖?yán)格的監(jiān)理既可以禁止“不知、不能”的人上崗，也可以禁止不及格的產(chǎn)品通過驗(yàn)收，這樣一來，所有能通過監(jiān)理驗(yàn)收的工程，理論上都能達(dá)到業(yè)主要求的質(zhì)量水平。而且對(duì)質(zhì)量水平的要求還可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，監(jiān)理負(fù)責(zé)對(duì)調(diào)節(jié)后的質(zhì)量要求把關(guān)。在這方面，目前國內(nèi)還是比較欠缺的。

通過創(chuàng)新使技術(shù)更先進(jìn)

創(chuàng)新可以增加我們的建橋技術(shù)實(shí)力，讓我們的橋梁質(zhì)量比人家好；創(chuàng)新還可以讓我們做到人家做不到的事情，提升我們橋梁的質(zhì)量。

什么是創(chuàng)新？我認(rèn)為，創(chuàng)新包括“發(fā)明”“改良”和“組合”。

“發(fā)明”就是引進(jìn)一個(gè)新的理念，使當(dāng)時(shí)沒有的變成有，或者使從前不能的變成可能，例如電燈泡，從無到有，改變了人們照明的方式，又如用以建造預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的現(xiàn)澆懸臂施工方法，是Ulrich Finsterwalder的發(fā)明，其主要技術(shù)是一個(gè)專為剛度較大的梁橋設(shè)計(jì)的掛籃，它使建造大跨度混凝土大橋變成可能，也打破了鋼橋在大跨度橋梁領(lǐng)域的壟斷地位。1955年至今，使用該方法建造的大跨度混凝土大橋已有千余座。

現(xiàn)澆懸臂施工方法與掛籃的結(jié)構(gòu)

美國但點(diǎn)大橋（Dames Point Bridge）

這一方法也被成功用于剛性斜拉橋，但是還有一些斜拉橋的主梁并不是剛性的箱形梁，而是很柔軟的板梁，對(duì)于這些橋梁，上述掛籃因?yàn)樘鼐筒荒軇偃瘟恕Ｔ诮ㄔ祚R來西亞第一檳城大橋的時(shí)候，我創(chuàng)造了一個(gè)兩段式的掛籃，用來建造這一世界首座柔性主梁斜拉橋，雖然工程順利完成，但我覺得施工速度比較慢。在建造世界第二座柔性主梁斜拉橋——1985年建成的美國但點(diǎn)大橋（Dames Point Bridge）時(shí)，我又發(fā)展了一種新的掛籃，命名為索輔掛籃（Cable-supported Traveler），利用前端的拉索把掛籃吊起來，減少澆筑新一段主梁時(shí)引起已建成主梁的彎距。這座大橋建成后，基本上所有柔性主梁斜拉橋都采用這種掛籃建造。

在建造加拿大溫哥華的ALRT Skytrain捷運(yùn)橋的時(shí)候，這種索輔掛籃又不適用了，因?yàn)檫@座主跨340米的斜拉橋主梁只有1.1米高，跨高比達(dá)到309，幾乎堪稱世界上最柔的主梁了。為了建造這座大橋，我又發(fā)展出一種新的建橋方法，用一條鋼纜把整個(gè)安裝預(yù)制節(jié)段的吊機(jī)吊起來，這樣一來，大部分吊機(jī)和預(yù)制塊的重量都沒有傳到主梁上。

上述幾個(gè)連續(xù)創(chuàng)新的例子，讓很多當(dāng)時(shí)大家認(rèn)為不可能的事情都變成了可能。

再談?wù)劇案牧肌?，即把現(xiàn)有的理念和方法變得更好。例如鋼筋混凝土，我開始工作的時(shí)候，混凝土的強(qiáng)度大約相當(dāng)于今天的C20。幾十年間，經(jīng)過不斷改良，混凝土強(qiáng)度從C20到C30、C35、C40、C50、C60，今天，我們已經(jīng)常用到C70，在特殊結(jié)構(gòu)中甚至可以用到C200。在這過程中，每一步都是創(chuàng)新！

“組合”是把已經(jīng)有的、不同的東西組合起來成為一樣新的東西。最典型的例子就是智能手機(jī)，它里面的零件或者App大多不是智能手機(jī)廠商自己的發(fā)明，而是集成市場(chǎng)上的已有部件組合而成。

如何評(píng)價(jià)創(chuàng)新的價(jià)值？ 厘清了什么是創(chuàng)新，我們還應(yīng)該思考為什么要?jiǎng)?chuàng)新？創(chuàng)新的目的是創(chuàng)造價(jià)值，沒有創(chuàng)造價(jià)值就不是創(chuàng)新，而只是拿出了一些不同的替代方案而已。所以，評(píng)價(jià)一件事是不是創(chuàng)新，標(biāo)準(zhǔn)就是看它能不能增加價(jià)值。

以橋梁為例，我們可以根據(jù)對(duì)一座橋的要求來評(píng)價(jià)其創(chuàng)新的價(jià)值。上文說過，我們對(duì)一座橋的基本要求是“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”，雖然每個(gè)人對(duì)這四項(xiàng)要求的評(píng)分權(quán)重不同，但我們對(duì)每一項(xiàng)要求總會(huì)有一定的“定價(jià)”，即安全的價(jià)值、實(shí)用的價(jià)值、經(jīng)濟(jì)的價(jià)值、美觀的價(jià)值。一座橋的“總價(jià)值”就是這四個(gè)價(jià)值的總和，如果一個(gè)新理念或者新方法能夠增加橋梁的總價(jià)值，它就是創(chuàng)新，反之則不是創(chuàng)新。按照這一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，把橋建得長(zhǎng)一些、把樓蓋得高一些、把雕塑造得大一些，諸如此類，只要肯多花錢，誰都可以做到，這樣的做法并沒有增加工程實(shí)際價(jià)值，顯然都算不上創(chuàng)新。

斜拉橋拉索的創(chuàng)新歷程 斜拉橋拉索的發(fā)展是通過技術(shù)創(chuàng)新提升橋梁質(zhì)量的經(jīng)典案例。利用斜拉索來代替部分橋墩的理念其實(shí)早已有之，但由于沒有適當(dāng)?shù)睦鳎缙诘男崩瓨蚨家允「娼K。世界公認(rèn)的第一座成功建造的斜拉橋是瑞典的Stromsunde Bridge，這座橋由德國教授Dischinger設(shè)計(jì)，由德國DEMAG公司施工，建成后因適逢德國二戰(zhàn)后重建，德國相繼建造了很多座大跨度斜拉橋。

值得一提的是，在早期的斜拉橋設(shè)計(jì)中，斜拉索一直是一個(gè)弱點(diǎn)。我在1965年到1968年間先后設(shè)計(jì)了兩座當(dāng)時(shí)世界最大跨度的斜拉橋，分別是德國杜塞爾多夫城的格尼大橋（Knie Bridge，跨度320米）和杜伊斯堡的紐安坎大橋（Neuenkamp Bridge，跨度350米），當(dāng)時(shí)我就一直在考慮拉索的問題，作為唯一的可選項(xiàng)，封閉式鋼纜原本是為登山纜車設(shè)計(jì)的，用在斜拉橋上并不十分恰當(dāng)，除了價(jià)格高，安裝和保養(yǎng)也都很困難，而且不防火。但在沒有更好產(chǎn)品可用的情況下，確實(shí)別無他選。

1968年，我移居美國。美國第一座大跨度斜拉橋是Pasco Kennewick Bridge（國內(nèi)一般稱之為“P-K橋”），于1978年通車。該橋由德國教授萊昂哈特（Fritz Leonhardt）設(shè)計(jì)，采用了他本人發(fā)明的平行鋼絲索，拉索被放置在PVC套管內(nèi)，套管里的空間用水泥砂漿填充，從而避免了封閉式鋼纜存在的部分問題，堪稱一項(xiàng)創(chuàng)新。然而，1983年美國通過了《買美國貨條例》（Buy American Act），要求所有聯(lián)邦政府資助的橋梁上的鋼材都必須產(chǎn)自美國，而美國并不生產(chǎn)斜拉橋拉索使用的平行鋼絲，所以，P-K橋上的拉索無法繼續(xù)在美國其他斜拉橋上使用。

格尼大橋（Knie Bridge）

紐安坎大橋（Neuenkamp Bridge）

為了提高拉索的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，國際上一群致力于斜拉橋技術(shù)研究的工程師和學(xué)者在美國Post Tensioning Institute（PTI）內(nèi)成立了“斜拉橋拉索設(shè)計(jì)委員會(huì)”，我也是該委員會(huì)的發(fā)起人之一。我們成立“斜拉橋拉索設(shè)計(jì)委員會(huì)”的目的，就是編寫斜拉索規(guī)范，從而推進(jìn)斜拉索技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，在這過程中，有幾段比較重要的創(chuàng)新歷程值得回顧：

首先，我們要求拉索有足夠的抗疲勞性能，并經(jīng)過不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)拉索結(jié)構(gòu)滿足了這一要求；之后，我們要求拉索具備高度防銹蝕的性能，經(jīng)過創(chuàng)新鍍鋅方法，滿足了高效防銹能力的要求；發(fā)現(xiàn)PVC會(huì)引起拉索腐蝕后，我們又開始改用PVF套管，并為了增加保險(xiǎn)系數(shù)為拉索提供了三層保護(hù)層；期間，大家發(fā)現(xiàn)有些拉索在微風(fēng)和微雨共同作用下可能產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，這個(gè)問題一度讓業(yè)內(nèi)專家非常頭疼，經(jīng)過全世界許多工程師和學(xué)者不斷研究，終于給出了解決方案：現(xiàn)在的拉索多會(huì)在表面加一條螺旋線，或通過一些其他形式的表面處理，防止或大大降低風(fēng)雨引起的振動(dòng)。此外，研究期間，“斜拉橋拉索設(shè)計(jì)委員會(huì)”共發(fā)表了7版《斜拉索的設(shè)計(jì)和測(cè)試推薦書》，以幫助橋梁工程師設(shè)計(jì)斜拉索。

經(jīng)過不斷創(chuàng)新，今天的斜拉索質(zhì)量比20世紀(jì)80年代有了極大進(jìn)步，針對(duì)可能出現(xiàn)的問題都能拿出可靠的解決方法，斜拉橋質(zhì)量也因此得到明顯提升。