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林元培:黄浦江上的大桥建设

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发表于 2020-11-16 13:00:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
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编者按:2020年是浦东开发开放30周年,三十年来,一座城市的传奇在这片沃土上被不断书写,创造了中国奇迹。浦东的成功,离不开改革开放的大趋势,离不开那些筚路蓝缕的开拓者和建设者。今天我们回望三十年来浦东开发开放的故事,向这些努力开拓进取的人们致敬,也为未来浦东的发展提供历史的视角。

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林元培,1936年生,中国工程院院士、上海市政工程设计研究院总工程师。著名桥梁工程设计师, 2005年当选为中国工程院院士。2007年获何梁何利“科学技术成就奖”。2015年4月10日,获国际小行星中心颁发的“林元培星”铜匾和证书。南浦大桥、杨浦大桥、卢浦大桥、徐浦大桥、东海大桥和重庆石门大桥总设计师。其中南浦大桥、重庆石门大桥和东海大桥荣获国家科技进步一等奖。


口述:林元培

采访:贾 彦

整理:贾 彦

时间:2004年8月17日

上海桥梁工程师的梦

在黄浦江上造大桥,对上海的桥梁工程师来说是梦寐以求的。因为我们过去的设计院,造桥大多是集中在苏州河上,苏州河很小,桥也容易建造,但是大家都觉得很不够。人活在世界上总要办点事情,作为桥梁工程师都希望黄浦江上能够造桥。但是,我们也很清楚过这个江要有两个条件:第一个要有这个需要,当时浦东都是乡下,跑到那边去干什么,就是去也没什么大的事情要办;第二即使有需要,你也做不出来,技术水平不够。

黄浦江造桥,不希望有墩子。南京长江大桥,它是有桥墩的,但上海是个港口,做桥墩,船多,容易撞在桥墩上出事故,南京长江大桥不知道撞了多少次,结果总是船沉掉。所以不希望有桥墩,希望能一跨就过去。这一跨就难得很,要四百多米,如果像南京长江大桥这样造,一孔只有 60 米还好做点,但是我们的技术水平不够,设计过江大桥要一跨过江,没有这个能力。

从理论上我们可以去设想这个桥怎么做,但是光有理论不行,因为这是个工程,做得好那很好,做得不好会造成很严重的后果。设想我们在过江的时候这个桥垮掉了,在国际上影响多不好。因此,自己理论上有一种抽象的认识是不够的,必须有实际的锻炼。国外工程师也是自己做了相当的成绩以后才来承包这个工程。

我们原来的总工程师刘总,是我前面两个总工程师中最老的一个。他从美国回来时也胸怀大志要做一番大事,但第一也是客观机遇没有,第二同样是实际的技术水平还没有达到。那时,我们有一个任务要到柳州去做一个桥,

这个桥一跨 120 米,要好多跨。我们苏州河也就是六七十米,现在有这么一次机会,对我们来说就是个锻炼,你将来要做黄浦江的 400 米,你首先 120米要能够做出来。那时是六几年,中国和苏联已经面和心不和了。请苏联专家来设计,苏联人当面就回掉了,叫我们去找德国人设计,但那时我们跟德国并没有建交。当时我们技术人员也想拼命闯一闯,毕竟差距还不大,我们六十几米的本事来做 120 米能不能闯一闯,这一关我们是闯过去了。这给我们一个很大的信心,毕竟我们做 120 米还是行的,当然做黄浦江还是不行的。

三次实践“从战略上包围上海”

上海有个地方叫泖港,就在松江,河面宽 200 米。当时世界上有好多桥的形式,那可不可以做斜拉桥呢?当然作为当地来说根本没有必要。200 米一跨,这是乡下,是小河,船都很小,从经济价值来说用不着做斜拉桥。但是,这个斜拉桥对在黄浦江上做斜拉桥有着实地实战的训练作用。这就好像我们,现在奧林匹克踢球一样,你光说不战,自己就不会上战场去打,那一下子过黄浦江,就要出毛病了。当时市里也同意,就做斜拉桥,而且前面写试验桥。

试验桥这个冠词加上去就是说你出了毛病也可以原谅的,出了毛病也是小范围的事,如到了黄浦江一出问题大家眼睛看得清清楚楚。试验桥是有理论上的认识,但是要实际做过、操作过。当时条件也具备,中国开始有自己的电子计算机,这个电子计算机比这个房间还要大好几倍,满排的橱啊,还是比较落后,尽管落后也能解决问题。我们要编制程序,编制施工的工艺、施工的流程,这些工艺、流程啊都是头脑里的东西,头脑里的东西能不能付诸实践就是在这个 200 米上,就像考试一样检验你够还是不够,还缺什么。桥完成是在 1980 年,3 年时间。我们桥梁的水平主要是看你一跨能做多少,如果像我们内环线几十公里,再长技术也不高,因为孔小,多做几孔就把它接成几十公里了。像南京长江大桥一孔 160 米,在当时中国也是一个很大的跨度,我们一下子就冲到 200 米了,虽然我们桥小,也没有长江大桥那么重要,但是它的技术水平就是能够超越它。当时国外的水平也不高,也只有 300 米。1984 年我提为总工程师,那时我也是这个想法,何年何月能够跨黄浦江?当然过这个江不是你说过就要过,那得等机遇,机遇由不得你,但是你 准备工作要做好呀。所以我要多做斜拉桥,因为只有它具备大跨度,而其他 的桥型,像苏州河上这些桥型,跨不了那么大。因此,我要求能够做斜拉桥的都做斜拉桥。这时,我们有个机遇,就是那个时候开始做新客站,过新客站有个小小的斜拉桥,还是有个三角形的斜拉桥。那时为什么要做斜拉桥?一方面我想我需要做斜拉桥,另一方面因为要考虑能让自行车爬上去,桥面就不能做得太厚,要做小,做小只有斜拉桥能做小,其他桥的方案都不行, 像上海其他桥,都是很高很厚的。另外,这个桥是做在京浦线上,火车在下面走,桥面在上面,上海又是软土地基,地基是软的,动了要沉的,沉得过大了火车要撞在这个桥上,所以要求这个桥动也不动。要使它不动就要求我们用 80 米的钢管桩打下去,这一点我很重视,对我们来说 200 米也设计过了,这 70 米加 90 米有什么困难,但是要做 80 米的钢管桩。当时感到,这个 80 米的钢管桩是个很坚固的基础,也许就是我们将来过黄浦江的基础。以后我做黄浦江大桥时,桥总是由基础和上面的构造联合起来的,如果下面我现在就把它对付掉,将来我就集中力量做上面的,当然行与不行完全看我们的实践情况,所以当时我很注重做这个基础。这样不仅解决了新客站所需要的自行车通过的问题,对下面基础的一些技术问题也解决了。因此,后来我做南浦大桥、杨浦大桥都是用钢管桩去做,我也不再花很多时间去研究这个问题。

基础是解决了,还是要向前推进,接下来一个机遇就是在广州做珠江上的海印大桥。我感到这个斜拉桥跨度虽然小,其跨度还没有超过我们泖港, 但它的宽度 35 米,跟我们将来要造的差不多,所以对它里面发生的一些问题我们都很认真地去处理。结果海印大桥做完了,上海将来能够产生的问题我都预先经过检验,以后一下子就是 400 米的问题,其他我都过关了。

在重庆嘉陵江的重庆大学旁边,也需要造一个斜拉桥,叫石门大桥。当初蒋介石在重庆的时候也想做,没做的原因是没钱。这次机遇非常好,你看杨浦大桥,只要做一个不要做两个,从这里到这里 230 米,重复做一次就是460 米,但是这个要求很低,它只要做一个,我两个合起来可以做 460 米,如果我做成了上海就做成了,所以我们集中精力对付重庆石门大桥,结果我们也做成了。当时我们是兴奋至极,这个 230 米看看不起眼,过过嘉陵江,但是它从战略上已经包围了上海,今后只要上海有机会我就能做成。

四座大桥,浦东开发开放的弦音

1989 年,中央提出来要开发浦东。要开发浦东就要过江,所以那时我们写可行性报告,就是回答两个问题,一是行不行,二是得花多少钱。当时我主持这个报告,就是行的,理由很简单,我们这个斜拉桥不是第一天在这里做,我们在战略上已经有了在上海做 400 米桥的可能性。所以当时选择上海设计单位的时候,市里也知道我们这几年一直在往这个技术方面推进,正好推到这个程度。那个时候朱镕基在上海当市长。第一,做桥还是做隧道,当时桥隧争论很激烈,朱镕基最后说要做桥,因为国外很多来中国的,看看上海没什么大的变化,做隧道谁也看不见,看见了也没什么印象,他是从形象上讲,因为上海老是老面孔。第二造桥我们中国来设计行不行,过去都是外国人做的。当时 1980 年他们是 300 米,到我们做黄浦江时,他们是 457 米了,黄浦江只要 420 多米就可以了,人家还是跑在前面去了。到底行不行?有一天夜里我接到康平路一个电话,说请林总到康平路去。去了后,朱市长就问我一个问题,他说,老林啊,你有没有把握办这件事,因为这是性命交关的,中国开发浦东了,你要是做了半天,没做出什么事情来……当时我回答有 80%的把握。实际上我肚子里有数,我基本上能解决这个问题,但作为工程师讲话是不讲满的,因为后来做的是叠合式的斜拉桥,我在重庆做的是混凝土的。当时上海的专家推荐要做叠合式的,理由是叠合式的做起来快,施工速度快,因为当时急于要开发浦东。但是不管什么结构,毕竟是个斜拉桥,因此,总体上我们是有数的,所以我就说 80%,当然还有 20%是风险。

当时朱镕基听了他不响了。你说有把握吧,也不是绝对的有把握。你说没把握,也有 80%的把握。做叠合式的四百多米跨度的,当时就是在加拿大安娜西斯做的那个,实际上是失败的。但是我们国内信息不好,开始也不知道,后来在做之前,我们出去参观,学习学习人家是怎么做的。考察团去一看,桥面上有裂缝,车子还是可以走的,但是这个问题放到黄浦江上,我们这个设计的牌子都让它砸了。哎哟真把我急死了,因为我们这个设计图纸有很多方面都是要参考它做的。基础的图纸都出来了。当时我真是急不可耐,我们的工程师朝思暮想做这个,到了这一天出来的桥面有裂缝,怎么交代?所以看了以后,我们回来很认真地研究这个方案,研究它失败的原因。因为它是一块混凝土板,下面是钢梁,钢梁跟混凝土之间有销钉的,上面有裂缝后,雨水、雪水啊进去把这个销钉都腐蚀掉了,本来可以用 100 年的,结果十几年就不好用了,将来要承担很严重的后果。之后,我们就认真修改了图纸,认为安娜西斯桥毛病出在四个问题上,于是我们在施工上、结构上采取了四种措施,根据它出的问题改一改,就比它好多了,结果我们做出来没有裂缝。南浦大桥就这样建成了。

至于南浦大桥为什么要“盘圈子”,主要是南浦大桥这个位置非常重要,地处市中心区,我记得南浦大桥造价是 8 个多亿,4 个亿的钱是花在拆迁上面,拆房子,这个钱跟我们造桥差不多。所以我们必须节省土地,盘一个圈,把拆迁面积减小,地皮节省下来,这不是我们故意要什么好看呀,新奇呀,绝对是为了因地制宜,就等于我们工程节省。南浦大桥四百多米的建设也证明了我们过去从泖港开始,自 1975 年以来十几年在不断完善自己。工程应该是百分之一百不能有失误,失误了以后局面就挽救不过来。我们国内也有几个地方桥出了事情,但那个桥毕竟是小的,在黄浦江上,全世界眼睛都看着你。

要过江,这是我们当总工程师的最大一个心思。那个时候要浦东开发的愿望非常强,所以南浦大桥建设还没有结束,我们就开始筹划杨浦大桥。对工程师来说最重要的是做事要稳当,不要出什么岔子。比如说我们要考虑这个问题,如果有 5 种可能发生问题,我们就要有 5 种办法来对付它,我们最怕的是它出的不是你预想的 5 种问题而是第 6 个问题,你就没有手段,像加拿大那样,它出的问题并不是总工程师想的,出在裂缝上,结果眼巴巴看它裂缝。现在杨浦大桥一跨就有 600 米,而你本钱只有四百多米,这个四百多米是花了 10 年时间在重庆啊、石门啊那里拼搏得到的,现在又要向前推进200 米,有没有把握?当时有两个方案,一个是把南浦搬过来,四百多米,但是你这个江面是六百多米,四百多米一放,一个墩子放到江里去了,但放在江里有问题,在水里操作时间要比在陆地上操作时间长,工作面打不开,而且造价贵。你要求稳嘛,时间就长,造价也贵。还有一个就是放到岸上去,两个墩子都放到岸上,造价也可以,时间也快,但这是创世界纪录,创世界纪录当然好了,但就意味着有风险,有“触霉头”的可能性。干还是不干,这是很头痛的事情,我没把握。如我放在河中,谁也不能怪我什么,但做完了以后,后人要对你点点评评,你为什么做得那么差。如你真的做在上面。风险又那么大。当时有两个礼拜都睡不好。问其他人,其他人不负这个责任,谈也没用。反复考虑以后,觉得自己毕竟还是有四百多米的经验,做六百多米我还是有相当高的把握,就是用 120%的努力去克服这 20%的风险。这样做是完满了,但是你天天不好睡觉,担心明天出什么问题。幸运得很,我们完成了这个事情。

我们是 1993 年建成的,法国是 1994 年建完的,它跨度做得比我们还大,法国诺曼底,二战登陆的那个诺曼底,它在这个地方做了一个 856 米的,他们建成之前开大会请我们去做报告。他们的总设计师在开会之前到我们上海来考察这座桥,这就跟我们到加拿大考察他们坏掉的那座桥一样。 杨浦大桥在建完以后,开始要策划徐浦大桥,徐浦大桥的跨度就没有杨浦大桥那么大,590 米,比杨浦还少了 12 米,那个时候应该说是很有把握办这个事了,徐浦大桥是囊中之物,我就把这个事情交给年轻人。这就完成了三座。

第四座大桥就是卢浦大桥,现在都在做隧道,但卢浦大桥它必须做桥, 因为卢浦大桥是在内环线,要求内环线车子直接走到浦东去,所以在高架上已经留好缺口了,如果我们要做隧道从高架上伸到江底再过去,这个线路不好走,走不过去,所以只能做桥。做桥的时候上上下下都有争论,就是做了三座桥,要不要再做斜拉桥,我们上海为什么老是做斜拉桥啊,有个很基本的原因,斜拉桥最便宜,其他方案拿出来都比它贵。能不能稍微再花不多的钱,造另外一个式样,当然贵得太多也不行的。这个桥它不仅是交通工具,它是个庞然大物,能不能作为城市的一种景观、一种标志,就像人除了吃饱以外,还想吃好一点,桥也要好看一点、美观一点。因此当时就去投标,当时我们参与投标就提出拱形的,用拱圈联系的拱桥。这个风格跟斜拉桥的风格完全不一样,一个是像彩虹一样柔软的,一个是像把箭一样冲到天上去。结果很欣慰,我们这个价钱稍微高一点,高的钱是在 10%,所以我们这个就中标了。

托起风雨后的彩虹

中标以后怎么做,因为大家都没有做过,意见就多了,提出种种不同的看法。有的说做悉尼那个样子,澳大利亚悉尼港那座桁架式的,像南京长江大桥、外白渡桥就是桁架式的。当时分两派讨论,一派赞成我们做法,一派是反对我们这个做法。为什么我们不做桁架式,很大的理由是这些桥都是 20世纪 30 年代的作品,30 年代钢材是钢厂里面轧制出来的,构件很小,是用铆钉、栓钉连接的,这个年代的工艺水平只能是这样,现在几十年已经过去了,我们现在的工艺是焊接工艺,电焊,焊接工艺有个好处就是可以将构件做得很大,一根可以抵得上轧制出来的几十根。我们这个构件布置出来就很少,构件少了就不必再用很多的构件去做,50 年代的电焊技术还不够,那么现在焊接技术,经过几十年发展,在桥梁规范上已经可以了,而且我们就造在江南造船厂的门口,江南造船厂的焊接水平是全国一流的,他们说能做我们为什么不能用他们的东西,要回到 30 年代的那个东西?时代不同了,20 世纪快结束,再来重复 30 年代做的,这样做有愧于我们现在的技术。而且我们设计这个桥的本意就是要改善造型,要美观。

后来两个人表示了意见,一个就是施工总承包建工集团的董事长石礼文,他说林总画得出我就做得出。当然工作是非常艰难的,建工集团也做得很辛苦,但是毕竟做出来了。我们这个施工工艺,就是斜拉桥的施工工艺,斜拉桥刚才我们讲“十年磨一剑”,还有南浦、杨浦、徐浦都这样做过来了,应该说是很有经验的,在工艺上我们是不会失手的,建工集团就是当年做泖港的,当时石礼文是队长,我是我们院派去的工程师,我们实际上是老相识,我们自己亲身经历而且做过了很多桥,这座桥不会失败。但主要问题就是施工上, 这么重的构件没吊过,反对的人说做不成,还有在美国的中国公司的人,也跑过来说不行,而且都是很有经验的一些中国人。这个很正常的,但关键是最后怎么做,你说不行我们说行。

合龙的时候天很热,温度比我们预计得要高。在合龙对接的时候上面有许多的螺栓孔,晚上温度低的时候它就能对准,对准的时候工人把铆钉什么一下就把它打进去了。天气老是热,这两个孔就老是不对,只能等,等的时候大家就说,怎么老是不合龙啊,会不会合不龙啊?温度太高,我们是没办法的,最后还是采取强制合龙。合龙以后我们这个桥算是做成了。这里有个小小的插曲。美国有一个国际桥梁协会,他们负责评选每年在世界上出现的优秀的桥梁,由英国推荐,说我们这个卢浦大桥可以得他们一个奖,我们这个奖是尤金奖,我们也不知道,这个是英国推荐的,他们那里同意了。世界上他们发了 5 个奖,一个是英国的,一个是加拿大的,一个是我们中国的,还有两个是美国本土的。

目前,我们在做两座桥,一个是东海大桥,到洋山港,这是国际深水港,已经做得差不多了,到 2005 年这个时候大概完工了。东海大桥,海面上 30 公里,它的技术难度没有我刚才说的这几座高,它是比较常规的桥。还有就是到崇明去,在长兴岛和上海之间做隧道,过了长兴岛做桥,最近投标我们院中标了,桥的一部分由我们院设计,中间最大一孔 730 米,做斜拉桥,现在斜拉桥已经发展到一千多米了,刚才说的诺曼底是 856 米,日本的多多罗 900 米,香港上次投标,我们方案中标了,1000 米的。最近在南通做一座桥,1088 米,基础已经在做,所以,我们现在在长兴岛做 700 米应该是囊中之物。

原载《实事工程》,上海教育出版社 2014 年版, 收录自《口述浦东新区改革开放(1978-2018)》,中共上海市浦东新区委员会党史办公室编,学林出版社2019年3月版。





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