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24年前的23日,杨浦大桥竣工通车。该桥是上海继南浦大桥之后建成的第二座跨黄浦江大桥,也是当时世界上最大的主跨斜拉桥。直到今天,杨浦大桥仍然像彩虹一样横跨浦江,发挥着重要的作用。
那么,这座桥的设计和建造背后鲜为人知的故事是什么?
黄浦江市区不能再没有桥了
中华人民共和国成立后,当像彩虹一样的长桥在祖国的大河上建造时,人们反复问:为什么上海的黄浦江上没有一座桥?
在普通人眼里,长江和黄河都可以建桥,更不用说只有几百米宽的黄浦江了。众所周知,在黄浦江上造桥难倒了一代又一代的桥梁专家。
上海因黄浦江而繁荣,每一寸土地都流淌着“黄金”。数万吨的巨轮将进入黄浦江。如果修建桥墩,将不可避免地影响黄金水道,这就要求大桥必须过河一次。此外,桥面必须高出水面45米以上,大约16层楼高。武汉南京长江大桥最大跨度超过100米,但这种桥不能满足黄浦江的要求。黄浦江唯一可用的桥是吊桥。然而,上海海滩的地质条件不适合钢索锚固悬索桥;在城市地区修建桥梁意味着大量的搬迁和昂贵的投资。
改革开放以来,上海的经济规模逐年扩大,每天有105-110万人次的旅客和22000多辆汽车通过长江。仅在黄浦江苏州河以北的闵丹线渡口,白天等待时间长达1公里3小时。人们敏锐地意识到上海的黄浦江不能再没有桥了!
然而,跨越黄浦江并不是一件容易的事情。必须解决财务问题并具备相应的设计能力。时间终于在20世纪80年代中期成熟:亚洲开发银行愿意贷款,上海市政工程设计研究院能够充当主要设计。在落实了这两个关键问题后,上海市政府做出了一个果断的决定:要建一座桥!
设计这座桥的重任落在了中国著名桥梁专家、上海市政工程设计研究院总工程师林元培的肩上。自20世纪70年代以来,斜拉桥在国际公路桥梁建设中得到广泛应用。然而,由于极其复杂的设计和计算,以及对桥梁材料的苛刻选择,人们感到气馁。林元培在斜拉桥的设计和施工方面有着丰富的经验,他认为斜拉桥应该是跨越黄浦江的最佳桥型。
克服重重困难后,1991年12月1日,上海第一座横跨黄浦江的大桥南浦大桥竣工通车。在修建南浦大桥的同时,国家计委(现国家发展和改革委员会)批准:“为形成浦东“八五”期间发展的初步条件,解决浦东与浦西之间的过江交通问题,同意修建宁浦大桥。”
这个消息一出来,就触动了所有上海人的心。一个小学生专门给市领导写了一封信。鉴于上海话“宁浦”和“南浦”发音相近,容易出错,建议将“宁浦大桥”改为“杨浦大桥”。有关部门立即采纳了他的意见。
建造最好的桥梁
如果南浦大桥的建成通车实现了黄浦江上海段的“零”突破,杨浦大桥的建成将使中国斜拉桥的设计和施工能力一举领先国际桥梁行业,从而确立中国在国际桥梁行业的地位。
当时杨浦大桥的设计有三个方案:一个是仿照南浦大桥的设计,跨度423米,这是一个现成的方案,但是一个桥墩会掉在黄浦江里;第二个方案是在岸边设置一个桥墩,这样跨度可以达到580米,但是岸边的地基非常复杂;第三个方案是两个桥墩都在岸边,跨度为602米,这是当时世界上第一个跨度。
林元培的选择是单纯地寻求稳定,采取第一种方案;要么争创一流水平,要么承担巨大风险。最后,林元培下定决心要建造最好的桥,而不是去建造它。因此,他毫不犹豫地选择了风险最大但最合理的602米桥梁施工方案。
杨浦大桥比南浦大桥主跨长179米。桥梁设计的首要问题是计算桥梁的内力,但面对如此大的主跨长度,经典的桥梁理论显得无能为力。林元培以其丰富的实践经验和深厚的理论基础,在主持重庆嘉陵江石门大桥、重庆长江二桥、南浦大桥的设计时,发现经典理论的内力计算与桥梁实际内力存在误差,跨度越大,误差越大。杨浦大桥是当时世界上第一座桥。针对这个尚未解决的问题,林元培创造性地提出了一个全新的理论,它适用于所有空结构,而不仅限于“空结构稳定性理论”。
国外专家借鉴经典理论对杨浦大桥进行了设计,但与林理论计算的方案相比,其结构刚度明显不足,内力计算误差高达62%。
杨浦大桥的成功设计是中国对世界桥梁理论发展的新贡献。
专家们竖起大拇指
杨浦大桥全长8354米,其中主桥1172米,中跨602米,主桥面宽30.35米,6车道,两侧人行道2米。桥两边的塔有208米高。塔的两侧有32对256根鹅黄色的缆绳悬挂在空的桥面上,缆绳表面呈扇形排列,非常壮观。
当时,杨浦大桥不仅在跨度上创造了世界第一,而且林元培和他的同事们在桥梁理论的实践中也有过许多“第一”的尝试:从空改变索面布局后的复杂计算;钢梁截面变化引起的锚箱新设计:南浦大桥的塔形由H形改为多边形DIA形后,采用了一种新的理念来锚固缆索的上端,等等。
在设计和施工过程中,是亚洲开发银行邀请的世界级桥梁权威机构对杨浦大桥进行了最严格的设计审查。由于洋浦大桥项目向亚洲开发银行申请了巨额桥梁建设贷款,亚洲开发银行组织专家对该项目进行了五轮评审。1992年8月17日,亚洲开发银行的三位代表终于在杨浦大桥的审查报告上用日文、德文和英文签了名,充分肯定了杨浦大桥的设计、制造和施工是现代化和安全的。
一个月后,1992年9月,世界级的桥梁设计师齐聚美国纽约。在国际土木工程会议斜拉桥会议上,中国代表林元培明确阐述了南浦和洋浦两座斜拉桥的设计理念,并阐述了斜拉桥在中国的发展前景。他的演讲赢得了全场的热烈掌声,与会专家纷纷竖起大拇指,反复称赞他。有人甚至说:“中国的杨浦大桥现在和中国的长城一样有名。”
仅仅两年零五个月之后,杨浦大桥于1993年9月竣工,并于10月23日正式通车。邓小平亲自为这座桥写了桥名。当他登上杨浦大桥时,他甚至表达了自己的感受:“我喜欢看今天的路,赢得百年的阅读!”在杨浦大桥的开幕式上,时任国务院副总理的朱镕基与施工代表握手。
如今,杨浦大桥依然像一道彩虹横跨浦江,在连接两岸交通中发挥着重要作用。
(本文由《看》、《中国公路文化》、《上海教育》、《上海人大月刊》等综合而成。(