茅以升 橋樑專家檢視原始碼討論檢視歷史
茅以升(1896年1月9日—1989年11月12日),字唐臣,江蘇鎮江人。著名的土木工程學家,橋樑專家,中國科學院院士,美國工程院院士,中央研究院院士。曾任九三學社中央名譽主席,中國鐵道科學研究院院長,中國科協名譽主席。
古代神話中把雨後彩虹比作能上天的「人間天上橋」,文人墨客把拱橋比作天上彩虹,常稱之為「臥虹」「飛虹」和「長虹臥波」。
課文《中國石拱橋》以趙州橋、盧溝橋兩座橋樑為例,運用科學數據闡述了石拱橋在人類文明中的歷史地位及其科技含量。其作者茅以升,字唐臣,江蘇鎮江人,我國著名的土木工程學家、橋樑專家和工程教育家,中國科學院院士,美國工程院院士,中央研究院院士。
茅以升的一生都和橋有關。在他10歲時,家鄉舉行端午節龍舟賽,由於站在文德橋上的觀眾太多,導致橋被壓塌了,砸死、淹死了不少人。這一不幸事件極大地觸動了茅以升幼小的心靈,他暗下決心:長大了一定要造出最結實的橋。從此,茅以升只要看到橋,總愛去細心觀察。從書本上看到有關橋的文章和圖畫,也會摘抄或剪貼到本子上,日積月累,足足積攢了厚厚的幾本……
茅以升20歲時被清華學堂官費保送赴美留學。他在康奈爾大學和卡內基梅隆大學工學院專攻橋樑專業並獲博士學位,他在論文《橋樑桁架的次應力》中的科學創見,被稱為「茅氏定律」。畢業後美國人請他當工程師,他拒絕聘請,決心回國。有人勸他說科學是沒有國界的,科學家的貢獻是屬於全人類的,中國條件差,留在美國對人類的貢獻會更大。茅以升回答說:「科學沒有國界,但是科學家是有國界的,我的祖國更需要我,我要回國為國效力」。
回國後,茅以升克服重重困難,不辱祖國重託,完成了一個又一個艱巨的任務,為鐵道科學技術進步作出了卓越的貢獻。其中,錢塘江大橋就是他設計的代表性建築之一。
1934年興建的浙贛鐵路需要在錢塘江上架設一座大橋與滬杭鐵路銜接。錢塘江是著名的險惡之江,地質結構複雜, 江底的流沙厚達41米,素有「錢塘江無底」之說,加上江水洶湧異常,造橋的確非常困難。舊時杭州有「錢塘江上架橋——辦不到」的俗話,用來比喻不可能成功的事。工程技術界也認為在錢塘江上架橋是一件十分困難的事情。茅以升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,架設中國人自己的大橋。於是迎難而上,慨然受命,自任橋工處處長,寢饋於斯,志在必得。建橋遇到的第一個困難是打樁。為了使橋的基座穩固,需要穿越41米厚的泥沙在9個橋墩位置打入1440根木樁,讓木樁立於石層之上。沙層又厚又硬,打輕了下不去,打重了木頭樁會斷。茅以升從澆花壺水把土衝出小洞中受到啟發,採用抽取江水在厚硬泥沙上衝出深洞再打樁的「射水法」,使原來一天一晚只打一根樁的速度,提高到可以打30根樁,大大加快了工程進度。建橋遇到的第二個困難是水流湍急,難以施工。茅以升發明了「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,再用高壓氣擠走箱裡的水,工人在箱裡挖沙作業,使沉箱與木樁逐步結為一體後,再在沉箱上築橋墩。但是放置沉箱很不容易,一會兒被江水沖向下游,一會兒又被潮水頂到上游,上下亂竄。後來把3噸重的鐵錨改為10噸重,才使得沉箱難定位的問題得以解決。第三個困難是架設鋼樑。茅以升巧妙利用自然力的「浮運法」,潮漲時用船將鋼樑運至兩墩之間,潮落時鋼樑便落在兩墩之上,省工省時,進度大大加快。