我是科學(xué)家iScientist
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本文為2018年11月17日“我是科學(xué)家”第六期線下活動(dòng)——投過(guò)科學(xué)濾鏡,看到別樣之美 | 賈界峰 演講實(shí)錄: 也許在你眼中,橋是一堆混凝土的集合。但在中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師賈界峰老師看來(lái),橋是有生命的,每座橋都有自己的性格。為了保障過(guò)橋安全,橋梁設(shè)計(jì)者要做好哪些措施?剛剛建成的港珠澳大橋,它為了保護(hù)瀕危動(dòng)物,做出了怎樣有愛(ài)的設(shè)計(jì)?那些專供動(dòng)物行走的橋是怎么回事?中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)教授級(jí)高級(jí)工程師賈界峰老師為大家?guī)?lái)演講《發(fā)現(xiàn)一座懶洋洋的橋,或一座有愛(ài)心的橋》。
提到橋梁工程或建筑工程,很多人會(huì)想到工地或鋼筋混凝土。提到工程師,很多人也會(huì)想到圖紙、開(kāi)會(huì)這樣的場(chǎng)景。作為橋梁工程師或者說(shuō)土建工程師,我們一般會(huì)稱為“土木工程師”,又土又木。好像確實(shí)有那么一點(diǎn)點(diǎn)。 因?yàn)槲覀兺聊竟こ處熢诿鎸?duì)工程結(jié)構(gòu)時(shí),必須擁有特別嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力和理性判斷能力去保證結(jié)構(gòu)的安全性。其實(shí),我們土木工程師也是有性格,有內(nèi)涵的,就像我們的橋梁一樣,也是有性格、有內(nèi)涵、有故事的,所以今天我來(lái)了。請(qǐng)大家跟我一起來(lái)走進(jìn)橋梁世界,一起來(lái)感受一下橋梁之美。 愛(ài)美之心人皆有之,橋梁也愛(ài)美,而且還很有愛(ài)心。這就是我要分享的,橋梁的“愛(ài)心之美”。 最近剛剛通車的港珠澳大橋,是一個(gè)特別偉大的工程。宋代文天祥在經(jīng)過(guò)珠江口岸的伶仃洋時(shí),留下了一篇詩(shī)作《過(guò)零丁洋》:“惶恐灘頭說(shuō)惶恐,零丁洋里嘆零丁?!爆F(xiàn)在這片伶仃洋已經(jīng)是世界上最繁忙的航道之一,港珠澳大橋就在這片海域之上。關(guān)于它很多的技術(shù)創(chuàng)新,已經(jīng)有很多公開(kāi)介紹。在這里,我想分享一些它和中華白海豚之間的故事。 中華白海豚被稱為“海洋中的大熊貓”,數(shù)量非常少,非常珍貴,是世界瀕危的海洋哺乳動(dòng)物之一,被列為我國(guó)的一類保護(hù)動(dòng)物。而伶仃洋海域就是中華白海豚主要的聚集地,港珠澳大橋就從保護(hù)區(qū)中間穿過(guò)。所以,港珠澳大橋從開(kāi)始策劃的那一天起,就承擔(dān)起了保衛(wèi)中華白海豚這個(gè)艱巨的任務(wù)。 比如,最初的設(shè)計(jì)是非通航拱橋,橋墩是312個(gè),到最后施工階段,變成了228個(gè),這就是對(duì)白海豚保護(hù)的措施之一。因?yàn)?,通過(guò)不斷的優(yōu)化方案設(shè)計(jì),可以減少海域的占用面積,減少泥沙的產(chǎn)生量和打樁的數(shù)量,減少在海面上的作業(yè)時(shí)間,也就減少了對(duì)白海豚的干擾時(shí)間。 而且,在主體工程所有的施工船上,都設(shè)有一個(gè)重要的崗位,叫“白海豚觀察員”——這是一個(gè)需要持證上崗的崗位。有一天,我們的白海豚觀察員就觀察到,有兩頭白海豚在打樁附近的海面上玩耍。根據(jù)規(guī)則,距離白海豚500米以外,我們的施工要減速,到500米以內(nèi)就必須停止施工。于是觀察員就趕緊通知了正在打樁作業(yè)的工作人員停止施工,等著這兩頭白海豚,不受干擾地在那兒玩耍,結(jié)果,它們倆一直也沒(méi)管我們,就玩了四個(gè)多小時(shí),我們就靜靜地看著它們玩夠了,游走了。 演講嘉賓賈界峰:《發(fā)現(xiàn)一座懶洋洋的橋,或一座有愛(ài)心的橋》 為了保護(hù)白海豚,關(guān)于白海豚的知識(shí)培訓(xùn),我們一共進(jìn)行了29次,有2844人次參加。此外,為了保護(hù)這一片區(qū)域海水的水環(huán)境,所有泥沙都要運(yùn)到七八十公里以外的一個(gè)地方進(jìn)行傾倒,這一來(lái)回就有六七個(gè)小時(shí),光運(yùn)費(fèi)就要花三四十萬(wàn)人民幣。在保護(hù)中華白海豚以及這一區(qū)域生態(tài)恢復(fù)方面,我們投入的總費(fèi)用達(dá)到了3.4億元。2016年,中華白海豚管理局目測(cè)到白海豚是258群,1980頭,數(shù)據(jù)庫(kù)里面識(shí)別到了新增白海豚73頭。所以說(shuō),港珠澳大橋不僅是我國(guó)由中國(guó)橋梁大國(guó)向橋梁強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的里程碑,它還是人類與海洋和諧相處的一個(gè)重要的豐碑。 再來(lái)看這座橋。圖片不是很清楚,因?yàn)檫@座橋已經(jīng)不存在了。 這是錢塘江大橋,是真真正正意義上的由中國(guó)人自己設(shè)計(jì)和建造的第一座現(xiàn)代化的大橋。它是由我國(guó)著名的橋梁科學(xué)家茅以升先生自行設(shè)計(jì)并主持建造成功的。但是,僅僅通車89天后,茅以升先生就忍痛親手炸毀了它。這是一個(gè)什么樣的故事呢? 早些年,在錢塘江上修橋非常難,因?yàn)殄X塘江特別兇猛。當(dāng)時(shí)就有國(guó)外專家預(yù)言,說(shuō),在中國(guó)要想在錢塘江上修大橋,這樣的工程師還沒(méi)出世呢。但是,茅以升先生就不信這個(gè)邪,他帶領(lǐng)著我們中國(guó)的工程師自行修建,建成了這座錢塘江大橋。 但是,很快,淞滬會(huì)戰(zhàn)打響了。由于抗戰(zhàn)的需要,大橋開(kāi)通之后,把我們的老百姓運(yùn)過(guò)橋之后必須要阻斷敵人的追擊,就不得不炸毀這座大橋。茅以升先生沒(méi)辦法,他在南2號(hào)橋墩的那個(gè)地方預(yù)留了一個(gè)長(zhǎng)方形的大洞,在里面埋了很多炸藥,然后他以一個(gè)橋梁工程師特別嚴(yán)謹(jǐn)、精準(zhǔn)的態(tài)度,把大橋的所有關(guān)鍵點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn),用100多根引線都連起來(lái),一直連到了岸上的一座房子里,他親手把最后一根引線接上,點(diǎn)燃,炸毀了這個(gè)大橋。茅以升先生后來(lái)對(duì)自己的家人回憶,他說(shuō)當(dāng)時(shí)感覺(jué)就像把自己剛生下的孩子掐死在搖籃當(dāng)中一樣難受。所以,當(dāng)時(shí)他就寫下了“抗戰(zhàn)必勝,此橋必復(fù)”。 1946年,茅以升先生親自主持大橋的修復(fù)建設(shè),1947年,大橋通車一直到今天。所以,這座錢塘江大橋可以說(shuō)是一座愛(ài)國(guó)之橋,一座爭(zhēng)氣的橋梁。 這是我國(guó)云南省昭通市的鸚哥村,當(dāng)?shù)氐拇迕衩刻煊谩傲锼鳌钡姆绞桨呀煌ㄎ镔Y運(yùn)過(guò)去,孩子上學(xué)也要通過(guò)溜索。如果我們自己家的孩子每天通過(guò)這樣的方式上學(xué),我們家長(zhǎng)該多么的擔(dān)心。所以,我們修了一座這樣的大橋,跨越金沙江,取代了上面470米長(zhǎng)的索道,今后孩子們上學(xué)就再不用這么危險(xiǎn)了。 按照結(jié)構(gòu)做基本分類,橋梁可以分為四類:梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋。 第一類梁橋,是橋梁家族當(dāng)中兄弟最多的,因?yàn)樗芰Φ慕Y(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單,又經(jīng)濟(jì)耐久,很實(shí)用。第二類就是拱橋,拱橋可以說(shuō)是橋梁家族當(dāng)中的顏值擔(dān)當(dāng),因?yàn)樗那€特別優(yōu)美,很多詩(shī)詞歌賦都是以拱橋作為背景。第三種橋梁是斜拉橋,它可以說(shuō)是橋梁家族當(dāng)中的勞模,因?yàn)樗貏e剛勁有力,跨度也很大,能夠?qū)崿F(xiàn)更大障礙的跨越。第四種就是懸索橋,可以說(shuō)是橋梁家族當(dāng)中的老大哥,看上去性格比較內(nèi)斂,深沉穩(wěn)重。 橋梁家族當(dāng)中,四種橋梁都有各自的性格和特點(diǎn),其實(shí),各種千變?nèi)f化的橋梁都是由這四種結(jié)構(gòu)演變過(guò)來(lái)的。要說(shuō)一下這四種橋梁類型結(jié)構(gòu),無(wú)論哪一種,在世界上排名前十的橋梁當(dāng)中,我們中國(guó)都能占6到7個(gè)席位,這是很不容易的,這是所有中國(guó)橋梁工程師努力的結(jié)果。不過(guò),我們?nèi)匀灰逍训卣J(rèn)識(shí)到,我們由橋梁大國(guó)向橋梁強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變過(guò)程當(dāng)中,還有很多的提升空間和探索空間。 西堠門大橋,在浙江舟山,是賈界峰老師參與設(shè)計(jì)的一座大橋。這座大橋兩個(gè)主塔之間也就是主跨的距離為1650米,到現(xiàn)在仍然是中國(guó)第一跨度。 在很多人眼里,橋梁是鋼筋混凝土的一個(gè)組合體——的確,這是橋梁的一個(gè)縮影,但其實(shí),橋梁它還有各種變化的外在美和內(nèi)在的文化美。中國(guó)古代和現(xiàn)代都有很多詩(shī)詞跟橋梁相關(guān),比如,“驛外斷橋邊,寂寞開(kāi)無(wú)主“,“枯藤老樹昏鴉,小橋流水人家,古道西風(fēng)瘦馬,斷腸人在天涯”,“你站在橋上看風(fēng)景,我站在樓上看你”,特別優(yōu)美。 仔細(xì)觀察,很多橋梁還特別有性格。 看這座橋,特別的慵懶,懶得它連中間的胸膛都不想抬起來(lái)。 這座橋就特別的有氣勢(shì),昂首挺胸,站的特別直,直沖云天,特別的勵(lì)志。 我們?cè)倏催@座橋,它有兩個(gè)橋頭堡,顯得這一個(gè)索橋特別的雍容典雅,很有古典氣息、大氣的橋梁性格。 但是這座橋,孤獨(dú)地站在山谷之間,就它一個(gè)人,特別的清高,這就是它的性格。 這座橋就像個(gè)小清新一樣,它是個(gè)連拱,它在水面上特別的貪玩,它給我們的性格跟氣質(zhì)就是這樣的。 這位大哥它自己在云層當(dāng)中,有點(diǎn)不食人間煙火的感覺(jué)。 還有這樣的橋,憧憬的詩(shī)和遠(yuǎn)方,就像城市里面的這種文化小青年一樣。 還有這座橋,找不到方向,整天暈頭暈?zāi)X的,大家也知道這座是哪座橋了。 當(dāng)然了也有會(huì)生活、懂人生、喜歡度假的橋梁,就在海邊,我就這樣靜靜的躺著。 還有這種開(kāi)啟式的橋梁,開(kāi)啟之后,船就可以從橋下過(guò)。遠(yuǎn)處還有一座特別漂亮的橋,這是在天津海河上的幾座橋梁,大家有機(jī)會(huì)去都可以看得到。還有我們印象當(dāng)中,橋下走水,橋下走船,但是這座橋它橋上居然也有水,橋上也走船。還有摩天輪元素的大橋,還有我們城市里面往往有很多的各種造型的橋和城市的配合特別相得益彰。 這是特別有名的趙州橋,在河北的趙縣,特別具有歷史價(jià)值。傳說(shuō)中,它是魯班在一夜之間修好的,特別堅(jiān)固,老百姓都稱贊大橋建的好,但是張果老不相信這個(gè)事兒,就拉著柴王爺說(shuō),咱哥倆去看一下魯班修了個(gè)什么樣的橋。他倆就一人騎著毛驢,一人推著小獨(dú)輪車,還把太陽(yáng)、月亮和三山五岳裝在車上跟毛驢背上,從橋上走了過(guò)去,結(jié)果順利通過(guò)去了,大橋沒(méi)事。張國(guó)老跟柴王爺這才給魯班點(diǎn)贊,大橋修得確實(shí)好。但是,他倆放的東西實(shí)在是太重了,所以在橋上留下了張國(guó)老騎驢的驢蹄印和柴王爺?shù)男—?dú)輪車的車印,現(xiàn)在還能看得到。 這當(dāng)然是一個(gè)傳說(shuō)。歷史上,它是由我國(guó)古代工匠李春設(shè)計(jì)建造,距離現(xiàn)在已經(jīng)有1400年的歷史,它是現(xiàn)存的最早、保存最完善的中國(guó)古代石拱橋,已經(jīng)經(jīng)歷了10次水災(zāi)、8次戰(zhàn)亂和多次地震。最嚴(yán)重的就是1966年的邢臺(tái)7.6級(jí)大地震,距離趙州橋只有40公里,但是大橋卻沒(méi)有被破壞。所以說(shuō),我們中國(guó)古代的工匠,在那種簡(jiǎn)陋的物質(zhì)條件下,能修出這么堅(jiān)固的大橋,可見(jiàn)水平非常高超。 演講嘉賓賈界峰:《發(fā)現(xiàn)一座懶洋洋的橋,或一座有愛(ài)心的橋》 橋梁的基本功能是:跨越障礙,跨越天險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)人們現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的通達(dá)。但其實(shí),通過(guò)交通的方便,也會(huì)增進(jìn)人與人之間心靈的互通和連接。橋梁之美,是由內(nèi)而外、由古到今,是跨越歷史、通向未來(lái)的。我們不想再看到孩子們溜著索道去上學(xué),我們要修建有愛(ài)心的橋梁,我們要做有愛(ài)心的中國(guó)土木工程師,這是我的一個(gè)初心,也是我所有同行們的初心,謝謝大家。(編輯:麥芽楊) |
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