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中国工程院外籍院士邓文中访谈

2012-3-30 12:03| 发布者: lansebeiai| 查看: 6145| 评论: 2|原作者: 白巧鲜

摘要: “我幸运地有机会参与许多创世界纪录跨度的工程,但这都是自然出现的。我的经验是:世界纪录不会保持很久,当我设计和施工格尼桥(320m)和纽恩坎桥(350m)时,它们的跨度都是世界纪录,这两个纪录很快都被打破了。最大 ...

        “我幸运地有机会参与许多创世界纪录跨度的工程,但这都是自然出现的。我的经验是:世界纪录不会保持很久,当我设计和施工格尼桥(320m)和纽恩坎桥(350m)时,它们的跨度都是世界纪录,这两个纪录很快都被打破了。最大跨度很快就会超过1000m。
        我不认为我们应该为创世界纪录就花很多钱,相反,我们应当设计出美观和技术先进的结构。被打破的世界纪录没有什么价值,而一座美观且高质量的桥永远是标志着成功的纪念碑。”
——邓文中
兴趣与名师把他引向桥梁
        《桥梁》:像您这样国内外闻名的桥梁专家,最初对桥梁的兴趣是如何产生的?又是什么经历对您的桥梁事业起到了关键的作用?
        邓文中:年轻的时候我就对结构感兴趣,喜欢做自己能看得见的东西。1958年我在香港珠海学院还没有毕业时就开始做事情,香港那时刚刚发展,没有什么桥梁建设,我最初参与的工程都是楼房建筑。1959年毕业到德国留学,当时家里没有钱,我申请了4所学校,美国学校只给一半奖学金,德国这所学校给全部奖学金,还解决旅费和生活费,就选择了去德国留学,主修钢结构。
        当时我的两位导师,葛里浦 (Kurt Kloepper)和艾斯凌格(Maria Esslinger),都是德国顶尖的钢桥梁教授,对我有不小的影响,那时钢结构的最高境界就是桥梁,修了几科关于悬索桥、正交异性板钢桥面课程后,便对桥梁产生了兴趣,真正喜欢上了桥梁设计。还没念完博士的时候,就有5家桥梁公司找我去并且给了我很不错的职位,于是就开始了桥梁工程的工作。
毕业后,德国一家著名的混凝土结构公司 (Dywiday) 在美国建立分公司,我是公司的第二个雇员。1968年的时候,德国的桥梁是世界上最先进的,是世界各国桥梁建设创新最多的国家。
        我在学校主修的钢结构,但做的最多的是混凝土桥梁。其实,我并不单是造桥,也设计了很多高楼、污水罐、飞机场跑道、码头等许多不同的建筑物。当时曾参与过美国的太空设计总部一个作为登陆火星用的结构设计,我主要是研究如何在太空无自重的情况下安装这个结构。还有城市的污水罐,里面的沼气可以当煤气使用,外形很漂亮。20世纪70年代,世界能源危机,人们要寻找到天然气并想办法储存起来,把天然气压到超低温度,变成液体装在罐子里。我设计过装这些液体天然气的罐子和运载这种液体煤气的船,因为到了这个温度钢会变得很脆,所以我们用预应力混凝土来造船。那个时期我做过形形色色的结构。但近十多年来,我主要是在造桥。
        我很幸运的是遇到了很好的老师。中学时,有个物理老师他对我的影响很大,他教会我在解决问题时如何寻找和确定思路。德国的两个教授,葛里浦 (Kurt Kloepper) 和艾斯凌格 (Maria Esslinger) 也影响了我。葛里浦 (Kurt Kloepper) 教授曾经是李国豪先生的教授,李先生是他的第一批博士生,后来我也有幸成为他的博士生。我不是为考试读书的那种人,虽然在大学里也考了不少第一,但从不追求分数,读书是为兴趣,没兴趣的书就不读了。说起考试我很幸运,直到55岁,从没有考试不过关的。55岁以后,我就决定不再参加任何考试了。

100多座桥里面的8座
        《桥梁》:在您至今参与设计、施工和监管的100多座桥梁里,您认为哪些桥最能代表您的风格和水平? 能否详细介绍几座?
        邓文中:我在设计每座桥时,都尽了自己最大努力,所以每座桥对我来说都有他特殊的地方。他们就像我的孩子我都喜欢,有空时就经常去看看他们。为了回答你的问题,我选出4座外国的桥梁和4座国内的桥梁作为代表。国外的是德国的纽恩坎大桥、美国的松谷溪大桥、谭美大桥和旧金山海湾大桥。中国的是重庆菜园坝大桥、天津大沽桥、重庆石板坡大桥和三明市的台江大桥。

纽恩坎大桥
        德国的纽恩坎大桥是1967年设计的,是当时世界最大跨度的斜拉桥。
        这座桥350m跨,41m宽,单索面,1971年完工。这座桥在世界上第一次使用了机械阻尼器抑制拉杆的风振,第一次在现场完成所有拼缝的焊接。比较特殊的是桥塔,只有1.9m宽。是世界上桥塔与跨度比最小的一座桥,很多人担心,因为这超出了大家习惯的范围。之所以这样设计,是因为应用了当时最新的材料,一种700MPa的新钢种。我当时所在的德国公司能够从炼钢开始进行系列生产,这使我有条件使用新材料。这种钢因为强度太高,今天很多人仍不放心使用。当时尚未列入使用规范,我们不得不自己制作全部设计图表。这座桥至今通车差不多40年了,状况仍然十分良好。

松谷溪大桥
        松谷溪大桥,在美国是第一座混凝土大跨度桥。主跨137m,高出谷底122m,那儿要求对山坡进行环境保护,因此只能是悬臂施工,分阶段现浇。1972年的美国还没有混凝土大跨度桥梁分阶段施工的经验,所以我们必须自己设计施工桁架、挂篮和模板。建造这座桥时使用过的挂篮,在过去25年里被反复用来建造美国、加拿大以及其他国家的许多悬臂桥。这座桥带给美国混凝土桥梁工业许多新技术,包括大型单室箱梁中的抗剪钢筋,把高桥墩钉住以防止倾覆的岩石锚,甚至箱梁梁段混凝土的浇灌顺序都要现场设计,这真是一次特殊的经历。

谭美大桥
        谭美大桥位于美国佐治亚州,是跨度335m的混凝土斜拉桥,板梁,1991年完工。这座桥在美学设计方面下了功夫,桥型既美观又牢固,没有一点多余的东西,是一个最简单的桥,也是最经济的。在它之后的很多斜拉桥都采用了与谭美大桥构图相似的桥塔。它的桥型在中国的南浦桥、李家沱桥也应用了。

奥克兰海湾桥
        旧金山奥克兰海湾桥,世界上最难的桥之一。处在美国地震最严重的地方。经鉴定,旧桥东跨在湾区的强烈地震下会被损坏,这座新桥的设计必须使它在湾区发生强烈地震后几乎立即可以通行,而一般的要求是桥在地震后不塌即可。旧金山湾区的人都参与了意见,他们要一座与旧金山环境相配的美丽的桥,在政府只肯出钱建造一座普通大桥的基础上,他们找到了2.3亿美金,可以完全花在美观上面,他们同意为此把过桥费由1美元增加到了3美元。这也是当时世界最大跨度的自锚式悬索桥,在修的时候旧桥还照常通车,每天交通量达30万辆。目前看来,这座桥很漂亮,放在那里是最合适的。

菜园坝大桥
        重庆菜园坝大桥,2003年底开始设计。我花了好几个星期,才把菜园坝大桥的桥型和主要细节确定下来,很幸运我的方案得到了业主和专家们的肯定。这座桥设计时引进了一些新的观念:重庆地区的长江水面很高,主跨的位置高低水位相差很大,我们把拱脚位置稍作提高,拱的下面采用了预应力混凝土Y型刚构,这样更有利于防撞、防洪水。几乎所有中承式系杆拱的边跨都设有立杆以支撑桥的重量,但这很不美观,菜园坝桥的主梁可以轻松跨越整个102米的边跨,因此把立杆完全除去后,边跨变得十分开阔,全桥看起来更加轻巧。菜园坝桥的梁刚度很大,拱肋就可以做得很柔,为了不打扰长江和重庆的秀气风景,我在钢箱拱和钢管拱之间,选择了比较纤秀的钢箱拱。在系杆的设计上把系杆索与主梁分开,系杆索由多组拉索组成,采用斜拉桥上斜拉索的工艺,使拉索更换起来很方便。

石板坡大桥(复线)
        重庆石板坡大桥(复线)是另外一个挑战,业主为了要新的复线桥和旧桥协调,希望新的复线桥是一座梁桥,大桥的跨度需要330m,这对梁桥来说很不容易。当今世界上最大跨度的梁桥在挪威,只有301m,所用的轻质混凝土和石头要从美国运过去,这显然不现实。我们提出了一个创新的观念,把主跨的中部改用一段103m的钢梁,变成钢混结构,减轻重量,使330m跨度变得可能和合理。同时,我们还提供了一个特殊的施工方案,把这103米长的钢箱梁在武昌加工,把两端封闭,像船一样从武昌拖到重庆,虽经历了1000里的水路,但避免了工地的加工设施。这座桥已经通车正常运行。

台江大桥
        福建三明市台江大桥,桥型很特殊。我最初的方案是一座钢桥,可是钢梁很贵,比混凝土贵一倍,如果把钢梁全换成混凝土,就太重了。因此采用了部分斜拉,用混凝土做梁,可以经济很多。一般斜拉桥是索为主,梁为辅,这个桥是梁为主,索为辅。我把这类桥定义为“索辅梁桥”。矮塔斜拉桥也是这个类型的特例,矮塔斜拉桥实际是梁桥的变种。

天津大沽桥
        大沽桥是天津海河改造工程中的首座新建桥梁,要求成为海河景观带上一个特殊标志建筑。虽然跨度不大,只有106m,但这座宽32m的桥,只容许1.3m的梁高,使得桥看上去像一片平板。如果仅仅用两片竖起的拱肋,美观和结构上都不能满足要求。我们采用了将两片拱肋的间距缩小,形状上一高一低向外倾斜,利用空间吊杆将桥面荷载传递到拱肋。从景观上看,两个不对称拱圈,大的高39m,象征太阳;小的高19m,象征月亮。桥两边外缘上的灯光,像是散布在太阳、月亮旁边的星星。2006年6月,这座桥获得了美国世界桥梁大会的“尤金.菲戈奖”,奖牌上写着: “该工程体现了林同棪国际 (重庆) 工程咨询有限公司的前瞻性和创新精神,成为当地社区的一个标志性建筑。”

工程师与艺术化、创新
        《桥梁》:有一本书曾这样评价您,“懂得造桥技术,利用已有经验造桥,是桥梁工程师:懂得综合优化,创造性地应用设计理论、新型材料和施工技术,造最合适的桥,才是造桥艺术家。” 您是怎样理解这两者之间的关系的?
        邓文中:我始终认为,工程不是科学,而是一门艺术。为什么? 因为科学的定义是真理,科学家的目的是发现真理,真理是事物运行的规律,是不可能创造和改变的。工程没有绝对的真理,可以有很多选择,工程师做事的目的是要解决问题。工程师的责任是根据当时的情况和条件找出最好的解决办法,办法不会只有一个,因而工程是可以创造、可以选择的。
这跟艺术有相同之处,艺术有很多种类,比如一张画,艺术家可以充分创造,有人喜欢,有人不喜欢,不能说是哪个对与不对,而是哪个让你更喜欢。桥梁也没有对不对,只有好不好。不同之处在于桥梁要有用,画家画得好不好对社会影响不大,工程师做出的桥摆在那里要供人们使用,对城市和人影响很大。
        工程师所依据的,最重要的是贯彻和运用科学真理的智慧以及在工程实践中积累的经验。一位桥梁工程师,如果不试图在每项设计中尽可能地进行改进,那么他就没有尽到工程师应尽的义务。
        《桥梁》:有文章把您的特质概括为“艺术化”和“创新”您是否同意,您是怎样理解创新的?
        邓文中:这两样都是好事情,我希望自己能真的做到。至于创新,这是大家近年来都在喊的口号,但是真正创新并不多。创新是把现有的东西改进,以期达到一定的效益,这效益可能是节省材料、减低费用、加快工程进度、避开障碍、增加美观等,使大家认为不可能的事情变为可能。
        创新不一定是要发明,发明只是其中的一部分,而是要有什么改进,达到什么效益,如何把工作做得更好。创新要有目的,最要紧的是造每一座桥要比原来的好,每一次都是根据当时的具体条件来做的,下次条件改变了,事情也应该相应地改进,做得更好。每个工程做完后都要想一想下次有什么要改进的地方。
        人类的文明是创新的累积,有了创新才有进步,但仅仅有所不同不等于创新,而是要有所促进。
        《桥梁》:您在演讲中曾强调造桥首先要从实际需要出发,这和追求桥梁工程创新、艺术化之间是什么关系? 创新和艺术化与控制工程造价之间有没有矛盾?
        邓文中:创新在造桥流程的每一个步骤中都可以实现,实际是在这个流程中做事和思考的方法。
创新与控制工程造价之间是没有矛盾的,实际上,能够用新技术把桥梁的造价节省下来也是创新的一项内容。
        造桥的基本原则是安全、实用、经济、美观。在这几个关系中,“安全”是绝对不能妥协的,“实用”不得已时可以有一点妥协,“经济”和“美观”是可以妥协的。实际上我们每天都在做这样的决定,在美观和经济上做出选择。比如说,去餐厅吃饭或者买衣服,是选择经济还是选择美观? 但有一点,美观的东西不一定要很贵,适合自己身材的衣服才是最好的,但这不一定是最贵的。一座设计成功的桥是形式、功能和经济三方面创造的集合体。

中国桥梁的机遇与遗憾
        《桥梁》:您从1979年回国交流考察,到1994年在重庆等地创立公司,亲眼看到和亲身体验了中国桥梁建设快速发展的时期, 对此您有什么感受和见解?
        邓文中:中国的工程师做了很多事情。1979年,中国只有3座现代桥梁,钱塘江桥、武汉长江大桥、南京长江大桥,现在已经有很多桥了,这是值得祝贺的事情。世界发展史上能够有那么多桥同时做的机会很少,德国在20世纪50年代~70年代只有20年,世界上第二个机会就在中国。德国在那20年里把桥梁工程改变了,出现了很多新的桥型和技术,如:斜拉桥、预应力混凝土桥、叠合梁、正交异性板、应力带桥等等。这些技术现在全世界都在应用,如果没有这些技术,很多大跨度桥梁根本无法建造。中国在过去20年里造的桥比当时的德国至少多一倍,但在桥梁上的创新却没有那么多。有了很多桥,但没有发展出很多新的东西,没有好好利用这个机遇,从桥梁工程师的角度来看是很可惜的。
        中国现在正快速发展经济,桥梁工程常常要赶工期,不赶就跟不上经济发展速度,这可以理解。但太匆忙往往没有时间考虑创新,这是一个很普遍的现象。创新要有适宜的环境,需要有足够的机会、充足的人才、鼓励创新的体制。现在中国机会有了,人才也有了,每年增加的工程师是美国的一倍。但鼓励创新的机制还不够,缺乏对创新的引导和激励。
中国的桥梁技术进步了很多。大家都说今日的中国是世界桥梁大国,但知名的桥梁专家如项海帆院士和凤懋润总工,都认为我们还不算桥梁强国,我觉得这和我们创新的表现有关。
        《桥梁》:您觉得中国的桥梁建设在桥梁设计、施工、管理一体化方面与国外的差距在哪里?
        邓文中:这个问题我在20年前就已经提出过,中国的桥梁工程主要是监理制度不够严格,结果是质量的问题。现在世界上信息传递很快,有什么信息、资料,我们很快就可以得到。欧美工程师能知道的东西,我们也很快就可以学会,他们能做的,我们也能做。方法是知道的,人才也是有的,为什么做不到? 主要是管理体制上还有不顺的地方。中国也有的工程做得很好,如南京二桥、苏通大桥都做得很好。一个大桥工程的领导很重要,有的领导一定要把这个桥做好,善于听取专家意见,吸收新的方法和经验。也有的领导无所谓,只是凭过去的经验在管理。但是20年来情况已经发生了很大变化,如果管理上不变,就没有进步。中国可以做出世界一流的桥,但大部分没有做成一流的,很可惜。
        本刊:您1994年回国创立公司时,为什么首先选定在长江上游的重庆? 在您眼中、长江上游的桥和长江下游的桥有什么区别?
        邓文中:世界上的桥型只有4种:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。长江上下游的主要区别是下游的江面比较开阔,船舶的吨位大,需要桥的跨度也大些,拱桥、梁桥做不了,从长江入海口到南京、武汉,基本上都是斜拉桥和悬索桥。而长江上游江面窄,两边地势比较高,梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥都可以做。在今日,桥的跨度超过600米,就只能做斜拉桥和悬索桥了,最主要是航道的关系。
        1994年的时候,长江下游发展很快,格局基本已经定了,而西部还有很大的发展空间。当时我们在武汉、广州、福州等地也有分公司。重庆这些年发展很快,很有前景。重庆地处长江上游,是一座很美丽的城市,长江、嘉陵江、乌江蜿蜓于山岭之间,对桥的需求很大。

均衡的内心与幸运
        本刊:作为世界闻名的桥梁专家,您一生取得了很大的成就,但您又很平易谦和,您是如何做到的?
        邓文中:我从来不觉得我有什么成就,只是凭自己的兴趣多做了些事情。往往是你知道得越多,就发现你不知道的东西越多。越有经验的人越慎重,越觉得自己能力不大。每个人都有自己的强项和弱项,没有什么架子可摆,也没有谁比谁高一些。我能比别人造的桥多一些,是我比人家幸运,碰上了好的机会。
最重要的是,我有一个很支持我的家庭,尤其是我的太太,她也是个结构工程师。我们结婚41年了,从没有吵过架,我从大学毕业前到现在,一直在外面跑,每周工作平均60~80小时,她从来没有对我繁忙的工作说过一句不喜欢的话。如果没有她的支持和鼓励,我绝对不可能有时间做那么多工作。
        再就是朋友很重要,俗话说:出门遇贵人,我很幸运遇到了很多好的老师和朋友,包括这个公司,如果没有朋友的帮助是肯定不行的。
        本刊: 您除了工作,业余时间有什么兴趣?
        邓文中:年轻的时候我喜欢运动,游泳、滑雪,现在是爬山,逛画廊和书店。中国的大学太专业,听说上海同济大学现在已开设了范立础院士的桥梁美学课程,有些学校还没有。桥梁工程师应该会的东西很多,有些业余爱好对提高人的艺术修养是很有必要的。

采访后记
        采访完这样一位世界级的桥梁专家,你会觉得你了解了他很多,又觉得你还没有了解到的更多。
翻看了手边的各种介绍邓文中与他的桥梁的书籍和资料,要写的东西实在很多。但从他与老朋友重访松谷溪大桥照片的欣慰中,从他描写造坦帕湾阳光大道桥时钓鱼趣事的洒脱中,从他创造了很多施工方法和工具却淡于申报专利的取舍中,我极力想找到他内心的一个支点。
        这似乎在他《造桥36年》一书的前言中可以找到答案,他说:“我感到参与这些桥的工作的每一分钟都是一种享受。”
快乐地创造,快乐地工作! 也许,这就是邓文中先生总是获得幸运的奥秘。
        邓文中先生爱桥,这使他对桥有着更深入的理解,他说:“桥连接社会,连接人们。桥使我们彼此更加亲切,使我们彼此接触。我希望通过展现这些美丽的、有形的桥,能唤起读者与我们一起去建设更重要的、无形的桥——在人民间、国家间、种族间、不同的宗教信仰间相互理解的桥,友谊的桥,爱的桥,以促使和平的到来,直到永远!”
(《桥梁》2007年第2期)

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最新评论

引用 beyondl 2012-12-5 13:31
感觉到大师的风范了
引用 hany 2012-7-6 11:36
我喜欢的桥梁专家之一

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