亚洲第一桥的设计者
——王炳离
2020-12-06吕雪萱
吕雪萱
到泉城济南的人,切莫忘记看一处好风景。它不是千佛山,不是大明湖。它是一座桥。沿洛口古渡下行十余里,便可见到一架钢铁长虹飞峙于滔滔黄河之上,桥上两条擎空巨臂扯起无数道钢索,如顶天立地的神祇,高举着缕缕阳光,挺拔,庄严,充满现代气派。这座曾以220 米最大跨径而雄踞亚洲第一的钢筋混凝土预应力斜拉桥的主持设计者,就是原山东省规划设计院技术副院长、高级工程师王炳离。
一
1921 年,王炳离出生在河南省灵宝县。贫瘠的黄土地逼得无数灵宝人乞讨他乡。幸运的是王家还有几亩薄地,父母把他送进了学校,校长和老师都是县里有名的“赤党”分子,他不仅学到了知识,而且较早地得到了爱国思想的熏陶。
随着家庭生活日益贫困,王炳离十分艰难地读完了中学,以优异成绩考入西北农学院(现西北农业大学)农田水利工程系,成为他那个县有史以来第一个大学生。当时,法律、政治,特别是经济专业最吃香,他却偏偏选择了水利工程,因为改造家乡贫瘠的黄土,改造落后的中国农业,是他的理想之所在。
然而,苦读几载之后,王炳离的理想破灭了。此时的国民党政府,哪有心思搞农田水利建设。1946 年,王炳离来到设在济南的黄河水利委员会山东修防处。说是修防处,却禁止他去黄河勘察和工作,因为走出济南便是山东解放区。他成了多余的人,陷入深深的苦闷和愤怒之中。
幸好,黑暗很快过去了。1948 年金秋时节,王炳离被欢庆济南解放的锣鼓送到华东交通专科学校。领导希望他改行干交通。他毫不犹豫地回答:只要组织信得过,干什么都一样。
在此后的岁月里,他作为技师、工程师、高级工程师,先后设计过20 条公路,计2000 公里;设计了包括数十座大中型桥梁在内的千余座桥涵。他的优秀成果展示在齐鲁大地上,写进了新中国桥梁史;他的坦直、无私和超人胆识也深深印在了人们心中。
二
1951 年,烟台公路段要在港北涯地区修建四座桥,这是解放后建设的第一批桥梁,当年英帝国租借威海市时,曾几次在此建桥,均毁于暴雨和洪水。因此,要建成这四座显示新中国力量的桥,就不单是技术问题了。
对一般人来说,地主家庭出身和“接管人员”的帽子很可以把人压得谨小慎微,但是,首先大胆请战的却正是头顶这两顶帽子的王炳离。
“我学的是结构工程,适用面较广,建电站,建桥,建房,其力学原理是一样的……政治方面,我向组织保证,绝不会出任何问题。”
也许是组织上听信了他的话,也许是借此考验他(因为他已经向党组织递交了入党申请书,这在接管人员中,特别是知识分子当中是极少见的),组织上把设计和施工的组织工作交给了他。
王炳离满怀喜悦地带领一班人马进驻工地。当地群众见派来这么个年轻人领着建桥,不信任地连连摇头。王炳离没有作一句解释,而是让四座结结实实的钢筋混凝土连续板桥作了极好的回答。这四座桥成为山东省首批超静定结构桥。在以后数十年间,几次发生特大洪水,附近的建筑物和路面毁了几茬,可就是这几座桥像扎了根似的。
因地制宜,求实节约,是王炳离设计思想的主要出发点。他十分清楚节约对于我们这个年轻新中国的意义,为此他甘冒风险,大胆创新。
1959 年,他主持测设临清、武城两座运河大桥,提出中墩采用高桩承台,河堤拳墩采用架式的方案。当时,国内还没有人使用这种先进设计,国际上也只有苏联刚开始采用。王炳离率先引进,当然有点冒险,而且,在当时“左”的政治气氛下,工程不出现问题还罢,一旦有些许纰漏,一连串的帽子就可能会压得他永世不得翻身。可王炳离没有顾及这些,他心里根本没想自己。两座桥都顺利建成,并为国家节约投资八万余元。王炳离的胆子又长了一截。
1963 年夏季,丰沛的雨水把横贯沂蒙山区的沂河灌得满而又满,唯一的漫水桥被深深地淹入湍急的漩涡中。临沂与其所属大部分县的道路被切断了。
沂蒙山区的建设需要桥,人民群众的生活需要桥,可是建桥需要钱。不要说修什么高级桥。就是建一座普通的高桥,最少也得七百万元。
七百万,对于刚刚度过自然灾害的沂蒙山区人民来说,筒直不亚于天文数字。
“给我三百万,我保证交给你一座能够常年通车的中水位漫水桥!”王炳离在对沂河的水量和流速等进行综合考察后,大胆地提出了较为实际的方案。
他的方案被采纳了,结果仅用了二百四十多万元便建成了一座中水位桥。
王炳离在这方面的业绩还可以数出一长串。
审核德州土桥大桥设计时,他提出将岸墩上部构造支点后移,利用桥面自重产生的反向弯矩,将双排桩改为单排,节省投资二万余元;修建兖州、泗河桥时,他采用预应力抽筋混凝土基桩,节省钢材百余吨;在审核设计威海船厂、威海港码头、济王公路上的桥梁时,他也都打破常规,因地制宜,为国家节省投资数十万元……
三
条条道路在王炳离脚下诞生,座座大桥把无数“天堑”变成坦途,可是黄河仍旧横卧在省会济南的身边,直到70 年代中期,济南地段的黄河上还没有一座公路桥,来往车辆都得坐上慢悠悠的渡船过河。
洛口渡口每天排着长长的车队和行人。交通阻塞,严重地影响着惠民、德州、聊城等地工农业生产的发展。
一定要在济南建座大桥,山东省委和济南军区领导下定了决心。
一定要在济南建座像样的公路桥,省交通厅也立下了誓言。
1975 年的一天,一份起草修建黄河公路桥设计任务书的决议递到王炳离手中。他本已精疲力竭,正准备“休养生息”一下,如今却突然来了劲头:“好哇,这下可以大干一场了。”终日听不到他一句话的妻子不禁被他吓了一跳。
他迅速定下三个设计方案:预应力混凝土T 形钢构桥;大跨度预应力混凝土斜拉桥;钢桁架桥。
1977 年12 月,国家有关部门批准了王炳离的建桥计划。文件中没有说明执行哪个方案,只批准了投资数目,而这个钱数正好是建斜拉桥需要的数额。王炳离也力主建造大跨径斜拉桥。可是,省交通厅发生了意见分歧,有人说建斜拉桥中国还没先例,不如稳稳当当建座普通桥。施工单位也以“玩不了这样的活”为理由,激烈反对。
“球”推到省领导的办公桌上。领导同志把王炳离请到环境幽雅的南郊宾馆,认真地听取这位专家的可行性分析。
王炳离镇定自若地拿出了他的黑提包:
采收时应从树冠下部和外围开始,而后采内膛和树冠上部的果实,即“先下后上,先外后内”,否则会碰掉或碰伤果实,降低果实等级和品质。果实从篮到筐、从筐到果堆,翻、倒、拣、运时都要逐个拾、拿,禁止倾倒。
斜拉桥是世界上近二十年发展起来的一种新颖桥型。英语名称为Cable——stayedbridges,意即绳索支撑着的桥。它利用由塔柱上伸出的高强拉索,代替中间桥在斜面上张拉主梁。这样可以降低主梁截面弯矩,减轻自重,显著增大跨越能力。而且,由于拉索方向是斜的,拉力产生水平分力,使主梁增强抗拉裂性能,节约高强钢材用量。还由于斜拉桥是一种高次超静定结构,可进行内力调整。同时它结构构造衰减性能好,能以简单的手段获得抗风、抗震的稳定性。它的外型轻巧美观,施工养护简便,在经济和技术上都有着显著的优越性。目前,全世界采用这种先进的桥型,已建成数百座斜拉桥……
平时不善言辞的王炳离,这天却一反常态。他口若悬河,专业名词和形象的解释,理论和例证,汉语和英语,十分流畅地从口中流出,还不时展示手中绘制的透视图。
“就干斜拉桥!”省委领导被王炳离充满信心的神态和熟练,清晰有力的论证打动了,终于拍了板。
省交通厅为了建好这座大桥,立即成立了山东省交通规划设计院,王炳离受命任技术副院长,主持大桥的设计工作。
他带领设计室的工程技术人员,查阅了大量的国内外资料,并对十余座斜拉桥的结构体系、断面形式、索塔形式、斜拉索的材料,布置方式、缆索保护以及施工方法进行了综合考察,又对拟定的18 套方案反复运算和修改补充,终于确定了济南黄河公路大桥的方案。
汽车轰鸣,搅拌机声隆隆。大桥一点点伸展,王炳离的身体却在一天天衰弱下去。他便血,愈来愈厉害。大桥即将竣工的时候,他住进了医院,确诊为直肠癌,做了手术。
但是术后不久,他又不得不出现在工地上。大桥出事了。
这天,王炳离正躺在病床上,忍受着病痛的折磨,突然有人闯进来说:“王院长,范厅长请您去一趟,有要紧的事商量。”
范厅长正同施工队的一名领导面对面坐着,从未见过的严肃。
“向王院长讲讲桥的问题吧。”
“我们认为,大桥发生位移,致使合不了龙……是设计造成的。因为设计的就是一头重一头轻。”
什么?位移!怎么会发生位移呢?尽管王炳离已料到大桥出事,但听说桥面发生位移,还是微微一惊。如果按原设计施工,是不应该出现这种问题的呀!
“如果桥面不超出原设计重量一百吨,如果桥墩的质量合格,桥面就决不会位移。”丰富的知识和经验帮助王炳离迅速作出了这种断定。
施工队的领导一听,脸刷地红了,不得不承认,桥面的确比设计重了一百余吨,致使北边主桥墩上部临时支座被压碎,巨大的桥面因失去应有的阻力而移动,与南部桥面错牙7 厘米。对王炳离的“权威”一直存有轻视的施工队领导,在他的精确判断面前折服了。但是,他又提出到北京和上海请专家,指挥校正桥面。王炳离没有顾及此话的弦外之音,他充满自信地说:“桥是我主持设计的,情况我们最清楚,校正桥要我们自己干,谁也不用请,再说,建这样大跨径的斜拉桥在中国还是第一次,除我们外谁也处理不了这个问题。即使到北京、上海甚至国外请人,他们也要先听我们的。”
一个由设计和施工单位组成的小组组成了,为了稳妥起见,王炳离建议该小组制定出详细的校正桥面的方案。
但是他仍放心不下,在校正桥面的那天,他不顾病痛,趴在吉普车的座位上来到大桥施工工地,让人搀扶着指挥拉桥。
喧闹的大桥工地顿时变得宁静了。桀骜不驯的黄河也被这位“临近死亡线”的人感动得停止了咆哮。
随着一条手臂的有力一劈,巨型卷扬机发出了震人心腑的轰鸣……还有3 厘米、2 厘米、1 厘米……当错位的桥面即将“亲吻”的时候,王炳离悄悄地爬上了吉普车。
1982 年7 月14 日当新建济南黄河大桥用鲜花锣鼓欢庆胜利通车的时候,当姚依林、王震、谷牧等党和国家领导人相继在这座“亚洲第一桥”上,对大桥的建设者大加赞扬的时候,当美、英、法、德等国的专家对中国人发出一连串的赞叹的时候,王炳离,这位大桥的主持设计、审核者,却没能同人们在一起品尝这胜利的美酒。他正躺在床上,忍受着病痛的折磨。
济南黄河公路大桥1982 被国家授予“70 年代优秀设计奖”,接着又获得“国家优质工程银奖”和“1986 年国家科技进步一等奖”。面对荣誉王炳离谦逊地说:
“荣誉只能说明过去。成绩是集体的共同努力。我们每个人的成绩早就刻在了大桥的桥墩上,大桥的永久坚固才是对我们的最高奖赏。”
多么坦诚的话语,多么宽广的胸怀。
四
1986 年,王炳离离休,但他仍有学不完的东西。没离休前,他的读书笔记就有三十几本,每本都是又大又厚,可他离休后仍在读,仍在写。
“我要把我的经验留下来,把我的思考和问题留下来,这对后来的人或许有用。”他这样说着,拒绝了别人的高薪聘请,把仅有的一点余热全部倾注于一篇篇论文当中。
在《大跨桥梁的构思及初步设计》中,他提出了大跨径桥梁选型构思可行的途径。
《混凝土沉井基础多脚设计施工新法》简化了施工工艺,节约了用料,为10 米深以内沉井的设计及施工提供了一个新的路子。
《钻孔灌注桩深基的设计和施工》(英文)向英国介绍了我国钻孔灌注桩的设计及施工技术。
《济南黄河公路大桥力学分析原理的探讨》扼要阐述了该桥的设计、构思计算方法,系统地叙述了该桥的静力、动力分析原理方法,对内力计算步骤和应用公式的推导,作了较为细致的阐述。此文对我国斜拉桥的发展有着重要意义。
……
一篇篇论文将知识之桥续接起来。抚摸着自己的这些成果,王炳离发出一次次欣慰的笑声。他品味着生活的甘美,他感到了建造桥梁的快乐。这份快乐,一直伴随着他,直到2007 年去世。