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专访林元培院士:最自豪的事是我设计的桥没有一座出问题

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今年6月,林元培院士在办公室接受解放日报·上观新闻记者专访。刘雪妍 摄

我今年90岁了。可以说,我的一生都在和桥打交道。

今天,黄浦江上的一座座大桥横跨两岸,车辆、行人川流不息。其中南浦、杨浦、卢浦、徐浦4座中心城区的越江大桥,外加直通洋山港的东海大桥,全都由我主持设计。车来人往,江桥相依,这些大桥服务了上海的城市发展,也成了城市独有的印记。每每经过这些大桥,或是在桥下驻足,我心中仍百感交集。

常常有人问我,这辈子设计了上百座大桥,最大的感悟是什么?我觉得,是我赶上了最好的时代。作为一名党员,我的初心自始至终都很明确:尽自己的最大努力,设计最稳定、最可靠、最安全的大桥,完成党和国家赋予我的重大使命,造福社会、造福人民。

在黄浦江造大桥是可能的

一百多年前,上海人就已经在憧憬连通浦江两岸。清末小说家、青浦人陆士谔在宣统二年(1910年)出版的小说《新中国》里面这样写道:“宣统二十年,万国博览会在浦东举办,黄浦滩已建成了浦江大铁桥,小说主人公前去游玩,一跤跌醒,方知是南柯一梦。”


陆士谔的小说《新中国》

在黄浦江上造大桥,是上海几代工程师一直以来的梦想。新中国成立前,茅以升、赵祖康等都曾主持规划了黄浦江越江工程方案,最终因为种种客观原因没能实现。

上世纪60年代,市政工程设计院的第一任总工程师刘作霖提出要在黄浦江上造桥,到70年代,老一代工程师张迺华又提出要在黄浦江上造斜拉桥。他们都没能有这个机遇。

随着改革开放大幕拉开,上海经济开始腾飞、城市规模日渐扩大。此时上海市民想要往返浦东浦西之间,除了一条越江隧道,基本只能依靠摆渡。每天104万人次客流,无时无刻不在考验着城市的交通。

1985年,“接力棒”交到了我手上。要是明天就造黄浦江大桥,有把握吗?当时我反复问自己。

想来想去,是没有把握的,条件还很不成熟。总结下来至少有三大难点:一是黄浦江大桥跨径超过400米,我只有跨度200米的泖港大桥的设计经验,还缺少实际经验;二是国产大桥的斜拉索与国际水平仍相去甚远;三是上海是软土地基,大桥体量大,会有多少沉降尚不得而知。

要从“没经验”变得“有经验”,办法很简单,又很困难:必须通过实践。我相信机会会留给有准备的人,就提前开始技术储备。


年轻时的林元培。

当时市政总院承担了不少中小桥设计项目,我把三大难点作为研究课题,在实践中试验。在1985年设计上海新客站恒丰北路斜拉桥时,我们解决了拉索和软土地基打深桩的两个难点。在1987年设计重庆嘉陵江石门大桥时,我们又攻克了大跨径难点,当时我们把桥墩做在嘉陵江中间的小岛上,到岸230米,如果这个做得成,重复一次就是460米,超过了黄浦江的跨度。

石门大桥合龙那天,我从上海赶到重庆。还没到现场,就听闻大桥合龙的喜讯,激动得眼前一抹黑,脑子里蹦出一个声音:在黄浦江造大桥是可能的!

很快,建造黄浦江大桥提上日程。我内心紧张又兴奋,终于有机会实现几代工程师的造桥梦了。这一切,都是新中国发展带来的机遇。


南浦大桥。新华社

“零的突破”到“世界第一”

作为上海市区的第一座越江大桥,南浦大桥的规划建设吸引了世界关注,来自日本和加拿大的专家都在争取负责设计,压力之大不用多说。最终,市委市政府还是将牵头设计南浦大桥的重任交给了市政设计总院。

当时选定的方案是采用叠合梁桥面,参照的是加拿大的安纳西斯桥,跨度465米,当时是世界上同类型大桥里的第一跨度,南浦大桥只需要423米就能满足要求。1988年12月15日,打桩机打下了南浦大桥第一根钢管柱。

令人揪心的是,没过多久消息传来,安纳西斯桥的桥面上已经出现了上百条结构裂缝,这样的安全隐患如果出现在南浦大桥,后果不堪设想。但开弓没有回头箭,桥桩已经打下去了,每一天都是在和时间赛跑。我辗转反侧,不断自问:南浦大桥能不能从“绝路”里走出来?

我患有家族遗传性的高血压,那段攻坚时期,血压一度飙升至两百多,医生量血压后勒令我停工休养,我只休息了一天,第二天就又去了工地。当时有一种走在悬崖峭壁上的感觉,但我告诉自己一定要走下去。那段时间,我和同事们一遍遍看着幻灯片,经过一个又一个不眠之夜,找到了4种解决裂缝难题的办法。


林元培在南浦大桥工地上。

听闻消息的朱镕基同志把我叫到办公室,只问了一句话:“老林,你有没有把握,有多少把握?”

“有80%的把握,但我们会用120%的努力去克服困难。”当时我是这样回答的,并向他如实汇报了情况。剩下这20%,是出于对未知风险的谨慎,毕竟科研可以允许失败,做工程却不允许,工程师要保证自己的设计不出问题。

1991年12月1日,南浦大桥正式通车了。建成20年后的质量大检查结果显示,大桥状态很好,桥面没有一条结构性裂缝。

只有在实践中创新,才能不断进步,而创新就是在一个个困难中倒逼出来的。

仅有一座南浦大桥,还不能满足城市发展的需要,浦东开发开放为更多越江大桥拔地而起创造了机遇。杨浦大桥的建设提上日程,这是一个新的挑战。

当时,杨浦大桥有3种设计方案:一是参考南浦大桥的设计,但杨浦大桥跨度远远长于南浦大桥,一个桥墩势必要落在黄浦江中;二是将一个桥墩紧靠黄浦江岸边,使跨度达到580米,但岸边地基情况复杂,带来不确定因素;三是两个桥墩都立在岸上,跨度602米,这是当时世界第一的跨度。


杨浦大桥建成后,林元培在桥上留影。

第一种方案已经有了成功经验,如果求稳可以选这个,但桥墩在江中容易发生船撞事故。如果要争取达到一流水平,可能就要承担风险。问题摆在眼前,我想,要么不造,要造就造最好的桥。最终我们选择了更合理的第三种方案。

提供贷款的亚洲开发银行不太放心,毕竟这个跨度当时世界上还没有成功先例。他们请来几位国际顶尖专家审查方案,专家们一致认为大桥设计合理,可以开工。

1993年9月,杨浦大桥建成。它的主桥长1172米,跨度为当时世界第一,标志着中国的斜拉桥设计建造能力已经跃居国际桥梁界领先地位。


杨浦大桥。孟雨涵 摄

每一个作品都要体现创新

在造桥一线的那些年,我晚上常常睡不好觉,总是担心会不会有哪里出问题。毕竟造桥这件事,从来只有成功、不能失败,工程出事的后果任何人都承担不起。作为设计师,我是第一责任人。

如今退休了,最让我感到自豪的是,直到现在,我设计的桥没有一座出现问题。晚上睡觉也踏实了。

现在,我有了一些时间去做以前没有机会做的事,比如看看书、读读诗、下下棋。即便离开一线,我有时还是会来办公室里坐坐,毕竟在桥梁建设领域,还有很多没有解决的问题,有待我们去研究。

比如我目前还在研究的桥梁风振问题。1940年美国塔科马海湾大桥在风速仅有每秒18米的情况下整体垮塌,学界对于振动模态突然切换的诱发机理至今没有准确完备的解释。我希望能通过我的研究,再为这个问题的解决提供一些思路。

造桥讲究三个“可靠”,构造要可靠,工艺要可靠,理论要可靠。而在可靠的同时,我更希望能有所创新。实际上,从南浦大桥到卢浦大桥,再到为我国跨海大桥建设提供了宝贵经验的东海大桥,每一个作品都体现着创新,我很喜欢做以前没有做过的事情。


林元培办公室中摆放的卢浦大桥模型和照片。刘雪妍 摄

我办公室的墙上挂着两张卢浦大桥的照片,卢浦大桥的建设也是创新的体现。南浦、杨浦、徐浦三座大桥都是斜拉桥,我想要有所创新,就尝试了拱桥结构。在当时看来,软土地基上建栱桥的难度和风险极大,这是业内的共识,其他地方也曾出现过惨痛教训。所以,要在上海这样的软土地基上建一座跨度世界第一的拱桥,在桥梁理论、力学结构计算和施工经验等方面都可以说是世界性难题,没有经验可循。我采取了现在看来非常合理有效的设计构思,并用理论公式加以证明其安全性,在施工上提出了多种有效方案来克服风险。


林元培的办公室内,墙上挂着卢浦大桥的照片。沈阳 摄

最终,这座造型独一无二、安全性能达标的卢浦大桥,不仅以一道优美的抛物线成为黄浦江上美丽的风景,更从理论到施工层面,为在软土地基上建造特大型拱桥奠定坚实基础。卢浦大桥也成为我心目中最偏爱的一件作品。

“桥何名欤?曰奋斗。”这是中国现代桥梁之父茅以升的名言,意思是造桥人必须要有献身精神。行业薪火总要代代相传,桥梁强国的使命终究还是要靠青年从业者扛起。

随着各种新技术不断出现,一般的基础性工作很快就会被人工智能取代,这是一个进步的过程,设计师的工作将会被推到一个新高度。不过在我看来,技术是执行设计师理念的有力工具,最后“拍板”的还是人。年轻的设计师们要提高理论水平,理论联系实际来解决问题。我现在能做的,就是多做研究,为后来者多提供一些参考。尽我所能发挥特长,再为国家做一些力所能及的工作,也算是退休生活里一件有意义的事情。


林元培设计卢浦大桥。

回顾我的造桥生涯,改革开放和浦东的发展给我带来了非凡的机遇,让我有机会为国家作出应有的贡献。我相信,未来一代代桥梁人一定会凭着逢山开路、遇水架桥的勇气担当,让中国从桥梁大国走向桥梁强国,屹立于世界之巅。

【人物简介】

林元培,1936年生,中国工程院院士、上海市政总院资深总工程师。

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奖一等奖。

获1994年度茅以升桥梁大奖;1995年被评为全国先进工作者;2007年获何梁何利基金科学与技术成就奖;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;4次被评为上海市劳动模范;获“全国离退休干部先进个人”称号。


2015年1月5日,国际小行星命名委员会正式批准21023号小行星的名字为“林元培星”,以表彰其在中国桥梁领域做出的杰出贡献。

(本文系解放日报·上观新闻与市委老干部局联合推出的“全国离退休干部先进个人·老院士口述”系列文章)

原标题:《专访林元培院士:最自豪的事是我设计的桥没有一座出问题》

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