探秘茅以升如何建成不塌之桥
| 钱塘江大桥 |
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探秘茅以升如何建成不塌之桥 汹涌的钱塘江水日夜奔流，外国桥梁专家曾经认为这里“水深流急，不可能建成大桥”。这个“国际公认”的论断却被茅以升带领的中国“建桥人”打破了，建成了一座被誉为“永不会垮塌”的钱塘江大桥？当我们翻阅尘封的茅以升先生建桥手记，为其中的无数波折和艰险深深震撼......[1]
目录
八十一难
我为钱塘江桥工日夜奔走，精神紧张，忽而愁闷，忽而开颜，有时寝食皆废。1935年，正式开工后不久，迭遭各种困难，好像全盘计划都错了，弄得坐立不安。
我们正忙于变更施工计划时，外间的闲言闲语就来了，说什么像这样做下去，哪里会成功?银行界的人听到了，更是为他们的放款担忧。
正在这个时候，曾养甫忽然找我去南京谈话，他那时已调任铁道部次长。问明了详细情况以后，他正言厉色地对我说：“我一切相信你，但是，如果桥造不成功……你得跳钱塘江……我也跟你后头跳!”他大概是受上面督责，说他用人不当，因而发急了。我听了一声不响，匆匆地赶回杭州。
后来知道这种逼人的方法，曾养甫是惯用的，但我当时确很激动，心想：“你看吧!”
我母亲那时在杭州，对我说：“唐僧取经，八十一难，唐臣(我的号)造桥，也要八十一难，只要有孙悟空，有他那如意金箍棒，你还不是一样能渡过难关吗，何必着急!”
果然，造桥的八十一难，就这样渡过来了。那时的孙悟空就是我们全体队伍，如意金箍棒就是科学里的一条法则：利用自然力来克服自然界的障碍。比如，利用钱塘江的水来克服钱塘江的泥沙。
现在来简单说几个“难”。
关于打桩
正桥桥墩是以木桩为基础的，因为钢桩谈不到，混凝土桩这样长的有困难，而木桩却是最轻而又最便宜的。这种长木桩是全桥唯一的美国货。每墩用桩160根，每桩长度大约30米。但是，江底泥沙有41米深，当桩脚到石层时，桩头就在江底下面11米还多。如何能把这些长桩埋进江底，并让桩头之上还留有11米的泥沙覆盖层呢?而且，打桩时，江上茫茫一片，没有其他建筑物，这桩的位置如何能准确呢?这就要靠特别制造的工具设备和测量施工的技术了。当时包商康益特别制造了两只打桩机船，每只能起重140吨。不料头一只在上海造好，驶进杭州湾时，在大风中触礁沉没了。等第二只机船到时再打桩，不料打得很慢，因为泥沙中夹有某些抗力较大的砂砾层，打轻了下不去，打重了桩就断了。那时一昼夜只能打一根，而全桥9个墩有桩1440根，这如何得了?后来研究出用“射水法”，并改进了技术，一昼夜最多能打30根。这才把这一难关渡了过去。
三十米长的木桩
关于钢板桩围堰
按原来计划，有三个桥墩的沉箱，因其处水浅，不用浮运法，而是用围堰法就地浇筑。这就是用一根根的钢板桩打进江底，做成一个圆形的围堰，在围堰内填土筑岛，然后在岛上做沉箱。但是靠南岸的正桥桥墩(14及15号)的两个围堰，1936年5月将钢板桩才打完，就遇到发水，江流湍急，江底泥沙为水冲刷，愈刷愈深，在6月28日早晨，钢板桩围堰就倒塌了。这才知道，钱塘江的冲刷果然厉害!
这两沉箱的围堰法失败了，改用浮运法固无不可，因为经过这次冲刷，江底已加深不少，足够沉箱吃水。不过，这倒塌在江底的钢板桩，却成为阻挡沉箱浮运工作的障碍物。钢板桩是一根根地连锁在一起的，现在纠缠一团，半埋沙中，如何能把它们全部拔出来呢?后来经过很多麻烦，到8月下旬，钢板桩完全拔出，才克服了这一难关。
茅以升如何建成不塌之桥
浇筑钢板桩围堰内的第一号桥墩
关于沉箱
这里难关最多。每个沉箱都是一个六面立方体的钢筋混凝土结构，长约18米，宽约11米，高约6米，重约600吨。它是在岸上做好的，这样一个庞然大物，如何能从岸上运到江中的桥位去呢?
最便宜的办法是在江边挖一船坞，关上闸门，将坞中的水抽干，在里面做好沉箱，然后开门放水进来，沉箱浮起，就可拖出去了。不料钱塘江江边和江底泥沙性质相同，挖坑之后，边坡坍落，水就涌入，越挖越多。纵然船坞挖成，里面的水也永远抽不干。这是开工后的第一个挫折。
沉箱正在浇灌混凝土
不得已，改用吊运法，将制好的沉箱排成一线，两旁各筑轨道一条，临江的一头，用木桩排架承托住钢轨，并将轨道伸出到江中深水处，形成一座临时码头。再制造龙门吊车一辆，把沉箱整个吊起来，在轨道上行驶，搬运到排架尽头，然后放入水中，以便浮运。
这个方法的优点是一套机械设备，可以浮运很多沉箱：一个下水了，吊车回去，再运下一个沉箱。沉箱在轨道上移动时完全受机械控制，进退快慢，操纵自如。甚至沉箱下水以后，还可吊起来检查修理。
沉箱浇筑完成后，然后起吊离地，两边有三十多位桥工开始转动钢轮,以每小时十五米速度向江中移动，下水五米自动浮起后被拖向墩址。
但是，由于初次尝试，在实行这个吊运法时，又遇到很多困难。(1)沉箱的临时码头是两行木桩排架组成，排架之间为沉箱下降入水处，需要一定深度的水，但两旁排架的木桩，在这样的深水中，两桩间的土就受到冲刷，愈刷愈深，影响排架承载力。(2)沉箱太重，悬挂在龙门吊车中时必须四角平衡，当吊车移动时，速度要有限制，否则如沉箱稍有倾斜，吊车即有倾覆危险。(3)沉箱在从码头上降落时，原想用人力转动螺旋机，不料沉箱太重，转动失效，临时更换一个有钢珠轴承的特制螺旋机，并改用电力推动，费了不少时间才成功。
第三号沉箱从九溪被拖回
沉箱离开码头，浮到桥址后，用铁链缆索接到6个3吨重的大铁锚上，分列前后左右，使其定位。浮运沉箱时需要利用潮水，顶托江流，以免它走得过快。但沉箱就位后，就要遇到落潮，这时江水与潮水同一方向，沉箱受其合力冲击，铁索及铁锚就不易支持了。
在开始浮运时，由于缺乏经验，遇到许多挫折。有一个沉箱，从码头运出后，才到桥址，未能控制，飘到下游闸口电灯厂，赶忙设法拉回桥址。正把它沉到江底时，遇到大潮，铁链破断，沉箱浮起，又飘到上游的之江大学，而且在潮退后，陷入泥沙中，费了好大的事再拖回桥址，装上设备，使之下沉。不料忽来大风雨，沉箱竟拖带铁锚，往下游浮走，而且越走越快，等到追及时，已到离桥4千米的南星桥，将渡船码头撞坏。当时，江上汽轮齐来协助，共用14只汽轮，才把沉箱拖回桥址。不久又遇大潮，捆箱缆索松断，就像裤腰带松下一样，沉箱又浮起走动，飘到上游离桥10km的闻家堰去了。落潮后深深陷入泥沙层。这次可不像上次的搁浅，用了许多的方法，才把沉箱浮出，再拖回桥址。在4个月内，沉箱如脱缰之马，乱窜了4处之多。外界不明真相，说钱塘江果然利害，桥墩站不住，东西乱跑。甚至认为有鬼，要包商烧香拜佛!后来改进了技术，用10吨重的混凝土大锚10个，且用射水法将锚埋入泥沙6米深处。这样，沉箱才不再乱跑了
十吨重的混凝土锚，一旁为茅以升
茅以升如何建成不塌之桥
第二号桥墩至十三号桥墩均铺有柴
沉箱就位后，应当慢慢降落到江底。但沉箱下面的流水，因沉箱逐渐靠近江底而增加速度，在江底形成不断加深的冲刷坑，这样。沉箱下去就放不平了。如果倾倒，无法补救。后来在江底预先铺上一层相当厚的用树枝编成的“柴席”，以防止冲刷，沉箱才能平稳就位。
但是，沉箱下沉时，要在箱内把柴席切除，也是困难工作。沉箱通过泥沙层，就要和160根木桩的桩头相遇。有3个桥墩的沉箱，因江底冲刷过甚，需要比设计多下沉3米；因为木桩已经打好，桩头将顶住沉箱半中腰的板，这样沉箱如何能下降呢?这又是一个难题，不得已只好在沉箱里，把这160根桩的桩头．逐一用电锯锯掉，这又费了很大的事。
沉箱内挖土，本来是用人工的，但箱内容人有限，而且在高压空气中工作，效率很低，因而沉箱下降很慢，一昼夜只能下沉15cm。后来加用喷泥法，经过多次失败才成功，一昼夜竟可下降1.0米。
关于钢梁
钢梁是在英国制造，拆散后运来杭州拼装，然后架上桥墩的。问题在如何拼装，如何架上桥墩。
在钱塘江，用的是浮运法。即利用潮水涨落，将拼装好的整孔钢梁用船运到两个已做好的桥墩之间，降落就位。只要邻近两墩完成，就可架一孔梁，不管桥墩的地位何在。
茅以升如何建成不塌之桥
喷泥法是向沉箱内充入三个大气压，用高压空气冲动泥沙，使泥沙通过真空管向墩外排放，桥墩开始逐渐下沉
方法是好，但困难也多。
(1)要尽快将钢梁一孔孔拼装好，储存起来，一遇有两个邻近桥墩完成，就马上浮运一孔。这就需要一套既灵活而强度又高的机械设备，能把装配好的整孔钢梁抬起搬动，从装配场搬到储放地，浮运时再搬到江边码头，然后上船。每孔钢梁长约67米，宽6．1米，高10．7米。重260吨。搬运这样一个由杆件组成的钢结构，最大问题在防止杆件碰伤。因而特别制造了一各钢梁托车，可将钢梁托起，在轨道上移动。这种托车是经过多次试验才成功的。
(2)水上浮运钢梁时，需要特制的木船两只，连在一起，上有塔形木架，托住钢梁的4个支点。两船都有水舱，用储水多少来控制船身升降。浮运时要趁每月的大潮，因为涨潮时不但使船顶起钢梁并脱离支架更容易，而且潮水顶托江流，也增加船行的平稳。钢梁运到两墩之间，候潮一退，即可安然落在墩上。所有这一切动作，都要安排得非常准确，需要钢梁和桥墩两方工作队伍充分协作，才不致错过这个潮水涨落达最大的机会。因此，每月潮汛，便控制了施工程序，必须尽一切可能，来保持这个程序；程序不误，工期才有保证。[2] 浮运第十二孔钢梁
(3)浮运钢梁时，要注意几件事：第一是由于设备尺寸的控制，能够利用潮水涨落的水位，上下不过1米左右，故江水深浅，要时时探测；第二是潮水涨落的钟点，要掌握准确，依此来配备人手和工具，以免错过机会；第三是桥墩上托住钢梁的支座和钢梁两端落在桥墩的底板，都有预留孔眼，以便钢梁落到位置时，可用螺栓扣紧，这上下孔眼全凭事前测量准确，才能让螺栓顺利通过；第四是浮运工作，危险性很大，如若不是风干浪静，则有颤动、碰撞、倾斜、飘流、搁浅等事故发生的可能。