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湖南一大桥全程没桥墩,被载入桥梁史册,设计师逆袭成高级工程师

  美国的桥梁专家Eric Sakowski曾经说过,"中国一年建造的高桥数量是50座左右,全球其他国家全部加起来一年也才建10座左右。"
  中国在桥梁建造上的实力毋庸置疑,中国桥造型多样,创造了许多世界之最。
  1989年,在湖南的淘金村,一座全程没有一个桥墩的怪桥问世。
  淘金大桥是一个倒着的拱形,是全世界第四座上承式悬带桥,它的造价仅是日本的同类型速日峰桥的一半,跨径却比速日峰桥大22米,是世界桥梁史的一大奇迹。
  而这座大桥的设计师,第一学历竟只有初中文化。
  1.初中毕业,吴琦瑛自学成才,逆袭成为桥梁高级工程师
  吴琦瑛出生在1940年,他在战乱和动荡中长大。16岁初中毕业后,他开始从事水利,公路,桥梁等技术工作。
  虽然是一名小小的技术员,又仅有初中文化,但是吴琦瑛从来没有停止过学习。
  他利用下班后的业余时间,自学了高中和大学的理科课程,先后啃完了《应用数学》《结构力学》《测量学》《地质学》《拱桥》等两百多本技术理论书,还写下了50多万字的读书笔记和15万字的工作日志。
  1960年,经过努力,吴琦瑛考上了武汉测绘学院函授工程测量专业本科。
  函授本科毕业后,吴琦瑛被调到了湖南省洞口县交通局,开始大展身手。
  他与同事一起,背着简单的测量工具,冒着酷暑,披星戴月跑遍了洞口县的64个渡口,实地考察了全县的交通情况。
  经过他的考察,他发现洞口县渡口众多,溪流密布,老百姓们出行非常不便。若遇到洪水,甚至还要冒着生命危险坐船渡江。
  吴琦瑛深深地意识到,若要改变洞口县的这个困境,唯有架桥。
  然而巧妇难为无米之炊,70年代的洞口县经济贫困,没有足够的经济实力来支持桥梁建设。
  1969年时国家为洞口县建造的163米长的洞口桥,耗资96万元。
  若造一座桥就需要近百万的成本,那么洞口县的交通改善便遥遥无期了。
  为此,吴琦瑛绞尽脑汁,翻了无数技术书籍,终于,在仔细研读了《双曲拱桥竣工图集》和《双曲拱桥计算实例》后,他看到了洞口县低价造桥的希望。
  1972年春,吴琦瑛被调到了洞口县交通局,迎接他的县交通局局长、东北大汉张景材第一句话就是:
  "小吴,党信任你,我们支持你……"
  当时湛江大队需要建造一座跨西洋江的大桥,然而当政府部门派去的专业团队经过勘量和设计后,却认为建桥成本在28万元左右,代价太高,县里不允。
  吴琦瑛结合了双曲拱桥的设计,认为仅需5万元就可以为湛江田大队造一座桥。但由于第一学历仍是初中文凭,吴琦瑛的设计还是遭到了高层的非议。
  领导认为几万元修桥是异想天开。吴琦瑛不愿意放弃,他带着图稿在各个部门奔波,最终拿到了3万元的经费。
  拿到经费,工程开始后,吴琦瑛便全身心地投入到了施工中,他跟着工人一起劳动,挑河沙拌水泥,最后他用仅仅5万8千元,耗时109天,建成了我国当时波跨最大的双曲拱桥湛田桥。
  值得一提的是,由于忙于桥梁建设,吴琦瑛甚至没有赶回去陪妻子生产。
  桥梁竣工后,吴琦瑛将孩子取名为湛虹,以纪念自己第一次主导桥梁设计。
  湛田桥的成功给了吴琦瑛希望,也给了洞口县政府希望。
  在吴琦瑛的主导下,洞口县又先后修建了平溪江大桥,龙井桥和石背大桥等,吴琦瑛也在一次又一次地设计中快速成长,成为了全国鼎鼎有名的高级桥梁工程师。
  从"小吴"逆袭成了"吴工",得到了广泛地认可和尊重。
  2.因地制宜,怪桥淘金大桥顺利建成
  1988年,吴琦瑛接到了为淘金村建桥的任务。
  淘金村位于木鱼塘峡谷内,村子与镇子被渍水上游的鼓楼河隔绝,村里人若要出门,需要沿着土路绕一个很大的圈子,亟需建造一座横跨峡谷的大桥。
  吴琦瑛去现场考察后发现,木鱼塘峡谷倾斜角度在60度左右,两岸是风化的砂质页岩,枯水深达1.5米,洪枯水差高达5米。
  若按照普通的拱桥设计,需要在谷底建造几十米高的桥墩,成本惊人。
  两岸的岩体也不够结实,支撑不起拱形桥的重量,也无法搭脚手架施工。
  吴琦瑛左思右想,突然他看到了美籍华人林同炎先生设计的科罗拉多桥,这是一座上承式悬带桥。
  普通的悬索桥是靠一根悬带受力,通俗点讲,可以将悬带看作是一根被两个农夫挑着扁担,当有车子经过时,扁担会下沉,荷载力会沿着悬带传到桥墩上。
  而上承式悬带桥的桥面通过立柱撑在在悬带上面,是一个倒拱的形状,受力时会将竖向压力传到桥两端,而水平压力则被桥面自身平衡,完全不需要桥墩了。
  吴琦瑛得到了启发,综合考虑了经济性,牢固性,施工性等后,他决定采用上承式悬带桥方案。
  林炎同先生的设计是外锚上承式悬带桥,而吴琦瑛经过实地考察,因地制宜,为了减少用钢量,避免外锚复杂的施工技术处理,设计出了独特的自锚上承式悬带桥。
  自锚体系与外锚体系不同。外锚体系中,悬索桥需要将悬索固定在两岸的土层中,用重达数万吨的混凝土坨将悬索拉住,化解悬索的拉力。而自锚体系则相当于直接将这个力向内收,转化为了桥面板的压力,省去了这个巨大的锚碇,节省了土工作业和混凝土成本。
  设计问题解决了,但实际施工中仍然困难重重。
  上承式悬带桥在全世界都非常罕见,国外的案例都是外锚的,没有什么参考意义。
  这就非常考验吴琦瑛的能力了。
  为了解决锚定问题,吴琦瑛在桥头两岸利用人工凿出了两个9米深的斜洞,再凿出一个贯穿洞底的横洞,将两个斜洞穿了起来,解决了桥索临时的张拉问题。
  经过精确详细地计算,淘金大桥的主索由8束48丝5毫米的高强度钢丝组成,悬带则是用混凝土浇灌而成,排架由立柱,盖梁和底架组成,T梁是10孔连续的梁板结构。
  最终,229天后,仅耗费257755元,一座长74米,宽4.5米的淘金大桥顺利建成。
  远远地看,仿似一个露齿而笑的嘴巴,整座桥没有一个桥墩,第一次见到此桥的人,很多网友甚至误以为是设计师拿反了图纸。
  由于淘金大桥造型的独特性,在建造完成后,吴琦瑛又进行了变形观测和荷载试验,力求保证大桥的安全性。
  淘金大桥也凭借着低造价,高质量,新技术以及美丽的外观,载入了桥梁史册,成为了一份无法超越的桥梁名作,令无数设计师拍案叫绝。
  吴琦瑛也凭借着淘金大桥,被授予了"省特等劳动模范","全国先进工作者"和"全国自学成才者"称号,成为了一代优秀的桥梁工程师。
  3.中国桥梁事业蓬勃发展,逐步走向世界
  吴琦瑛作为一名桥梁工程师,秉承着共产党员全心全意为人民服务的宗旨,实实在在地旨在为百姓解决出行难题,这才有了湛田大桥,淘金大桥等一系列的成功作品。
  也正是因为有像吴琦瑛一样的朴素的工程设计师们,中国的桥梁事业得以蓬勃发展,中国的大桥建设已进入建设高潮。我国的桥梁建设竞争力也逐步提高。
  随着我国的经济实力增强,我国的桥梁建设资金不需要依赖国外资本,建设的自主度更高,同时随着国产建筑材料的研发,我国桥梁建设中从70%依赖国外进口到现在100%国产化,这也就意味着我国在桥梁建设上有着绝对的造价优势。
  作为基建狂魔,近些年来,中国不仅热衷于在国内建桥,更是致力于将"中国桥"建到世界各地。
  马来西亚的槟城二桥,孟加拉的帕德玛大桥,摩洛哥的布里格利格河谷斜拉桥都是"中国建造"。
  然而,中国的桥梁事业要真正走向世界仍然道阻且长,竞争优势还不是很明显。
  项海帆院士曾经指出过,我国桥梁市场与世界的三大差距是:
  1,施工规范更新不够及时,发达国家每5年就会对相关的造桥技术规范做补充调整,而我国15年甚至20年才会更新;
  2,我国的桥梁设计自主创新能力还是不足,过于注重实用性而忽视了美观性,导致我国的桥梁设计与国外对比起来显得略微笨拙;
  3,由于体制问题,我国的施工方会想方设法缩短施工时间,这一定程度上影响了工程的质量。
  但总得来说,在中国的桥梁工程师的努力下,我国的桥梁事业仍未来可期,"中国建造"必将在世界遍地开花 。
  如桥梁专家茅以升所言,"人生一征途耳,其长百年,我已走过狮子七八,回首前程,历历在目,崎岖多于平坦,忽深谷,忽洪涛,幸赖桥梁以渡,桥梁名欤?曰奋斗。"

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