在江城武汉,桥梁不仅是连接江河两岸的通道,更是这座城市的灵魂与脊梁。它们如彩虹般绚烂,绘就了一幅幅流动的诗篇。熊永红科普工作室拟写一本有关桥梁的科普书,以桥洞悉武汉的历史变迁与时代发展。弘扬架桥人勇于创新的大国工匠精神和情怀。近日,我们带着问题采访了桥梁智能与绿色建造全国重点实验室副主任、中铁大桥勘测设计院集团有限公司梅大鹏教授级高工,一起探寻武汉桥梁背后的故事与奥秘。
(市科协吴宇明部长和彭海静主任、国家教学名师熊永红教授、科研处王俊副处长和科普工作室部分成员参观中铁大桥院)
武汉桥梁建设史承载着民族复兴的时代印记。1912年,孙中山到武汉考察铁路建设,提出了建设武汉长江大桥的设想,后在其《建国方略》中,又就此提出了规划。1913年,中国现代桥梁之父詹天佑首次提出在长江天堑上架设桥梁的宏伟构想,开启了国人的百年追梦历程。这一年,詹天佑融合英德先进桥梁技术,完成了武汉长江大桥的首套设计方案,却因时局动荡而被迫搁浅。1928年,桥梁专家李文骥亲赴武汉实地勘测,重新编制工程建设方案及预算,为武汉长江大桥建设奠定了重要基础。1937年1月,著名桥梁工程师梅旸春主持开展武汉长江大桥的初步设计工作,推动项目取得实质性进展。新中国成立后,在李文骥、茅以升等一代桥梁专家的不懈努力下,武汉长江大桥建设终于迎来历史性机遇,开启了我国现代桥梁建设的新纪元。
(武汉长江大桥建设构想史料图,由中铁大桥局提供)
1957年武汉长江大桥建成,终结火车轮渡历史,实现了毛主席"天堑变通途"的蓝图,大桥贯通南北铁路大动脉,推动南北经济文化深度交融,成为新中国工业化的重要标志。
(庆祝武汉长江大桥正式通车 图片来源于网络)
改革开放催生城市空间重构。1995年长江二桥以双塔斜拉桥连接汉口和武昌,结束了“三镇交通一线牵”的历史,它与武汉长江大桥相呼应,组成了28公里的武汉内环线,构建30分钟都市圈,有力地推动了武汉从工业重镇向现代都会转型。
高铁时代造就天兴洲大桥,世界首座四线铁路斜拉桥以504米主跨承载京广高铁。首创的三索面三主桁结构突破了多线高速铁路大跨度桥梁的技术瓶颈,使武汉跃升"中国高铁之心",见证中国从桥梁大国迈向强国。
2014年鹦鹉洲大桥以橘红悬索桥造型闭合二环线,日均分流10万车流。首创大跨度三塔四跨悬索桥结构,美学与功能的融合助力武汉跻身新一线城市行列。
四座大桥构成时代坐标:长江大桥打破地理封锁,二桥重构城市版图,天兴洲桥接轨国家速度,鹦鹉洲桥完善都市动脉。每代桥梁既是技术突破的里程碑,更是城市能级跃升的推进器,诠释着基础设施与城市发展的深度共鸣。
(梅主任介绍武汉桥梁发展史)
二、技术挑战与创新突破
新中国初期建设武汉长江大桥时面临巨大技术挑战,传统“沉箱法”因长江武汉段水深,工人易患沉箱病(气压病)而被淘汰,苏联专家西林提出“管柱钻孔”施工法,管柱钻孔通过预制管节逐步下沉解决深水施工难题,是当时国际先进技术,虽中国与苏联均未进行实践,但中国团队与苏联专家共同攻克难题。武昌桥头现存管柱纪念碑,记录这一技术创新。
(武汉长江大桥运用的管柱钻孔技术 图片来源于网络)
天兴洲长江大桥为世界首座重载高铁桥梁,四线铁路+八车道公路荷载极大,传统结构挠度过大,铁路存在高差问题。秦顺全院士大胆提出“三主桁”结构,解决30米桥宽重载铁路桥梁横向刚度和受力难题。高宗余院士团队运用自主研发空间有限元分析软件突破传统平面计算局限,验证了结构可行性,成果获国家科技进步一等奖。
鹦鹉洲长江大桥作为全球首创的大跨度三塔四跨悬索桥,设计中的核心挑战在于中间主塔刚度的合理取值。中塔刚度过大可能引发主缆滑移,导致结构失效;而刚度过小则可能引发桥面变形过大,影响行车安全。主缆抗滑移安全和桥梁结构刚度两者之间平衡协调这一世界级难题的攻克,使得千米级三塔悬索桥得以率先在中国建成。
桥梁建设的每一次跨越都是对技术的极限挑战与突破。正是这些勇于创新的大国工匠们,用智慧与坚守铸就了武汉桥梁的辉煌。
(梅主任讲解桥梁设计及受力分析)
二、智能化转型与未来展望
随着5G、人工智能等技术的快速发展,建筑业正迎来智能化转型的关键时期。梅主任表示,随着5G、人工智能等技术的深度融合,人工智能在桥梁建设中的应用将显著提升建造效率、降低成本,并推动绿色可持续发展,为行业转型升级和国际竞争力提升注入新动能。
梅主任向我们赠送了秦顺全院士编著的优秀科普图书《走近桥梁》,希望我们从该书获得有关桥梁建筑的历史、文化、类型、结构、设计、力学、美学等多方面的知识,早日完成与桥相关的科普立体书。
武汉的每一座桥梁都是一座跨越天堑的工程奇迹,更是时代精神的象征。从长江一桥的“天堑变通途”到鹦鹉洲大桥的智慧化创新,武汉桥梁的每一次跨越都凝聚着大国工匠的智慧与坚守。让我们共同期待,在未来的日子里,中国桥梁将继续“桥见未来”,架起更多连接世界的飞虹,在全球建筑市场树立中国建造的卓越形象,从“桥梁大国”迈向“桥梁强国”!
审核:梅大鹏、熊永红、王俊