我国桥梁工程史上的里程碑

我国桥梁工程史上的里程碑_工程创新突破壁

第二节　钱塘江大桥：我国桥梁工程史上的里程碑

钱塘江大桥是由我国著名桥梁专家茅以升设计和主持施工的第一座现代化的铁路和公路联合两用双层桥。该桥为上下两层钢结构桁梁桥，全长1453米，宽9.1米，是中国铁路桥梁史上的一个里程碑。钱塘江大桥的成功建造打破了外国桥梁专家“中国人无法在钱塘江上造桥”的断言，也结束了中国人无力建造铁路大桥的历史，展现了中华民族屹立于世界民族之林的自信和能力。《中国铁路桥梁史》这样评价钱塘江大桥：“20世纪30年代，在自然条件比较复杂的钱塘江上，以当时尚不发达的施工技术，用不到3年时间，由我国工程师自行设计并监造，建成了一座基础深达47.8米的双层公铁两用桥，这是旧中国铁路桥梁建设史上的一项重大成就，也是中国铁路桥梁史上的一个里程碑。”

钱塘江大桥的建设经历了重重磨难，1933年开始筹备修建，1935年4月正式开工，1937年9月和11月大桥铁路和公路分别通车，后仅三个月被迫炸毁，并在以后的十多年中多次被炸，直到抗战胜利后，1946年9月才开始彻底修建，并最终全部修复通车。

钱塘江大桥的建设时期正处于全面抗战前夕，战争形势变化莫测，在当时要想由中国人自己设计和主持施工在钱塘江上建造这样一座大型的现代化桥梁，其难度显而易见。首先，在此之前，我国几乎所有这类桥梁都是由外国人一手包办的，国内在这类桥梁建设方面的专家和技术人才相对比较缺乏，即使是主持人茅以升也只是在1920年担任过修建南京下关惠民桥的工程顾问，1928年参加过济南黄河桥的修理工程，修建大型的现代化桥梁的经验也不够丰富；其次，在钱塘江上建造这样一座大型的现代化桥梁，其所需要的资金是非常庞大的，当时正处于国家多事之秋，国内战争形势紧张，资金的筹集也非常困难；再次，钱塘江是一条著名的险恶大江，多年来杭州民间有“钱塘江无底”的传说，民间更有谚语用“钱塘江造桥”来形容一件不可能成功的事。

然而，茅以升以高超的领导艺术和卓越的工程管理思想通过网罗人才、优选施工队伍、积极筹集资金、科学选择施工方法、因地制宜、周密部署、严格要求、开展技术创新，用智慧和心血攻克了一个又一个壁垒，战胜了一个又一个陷阱，终于成功地完成了钱塘江大桥的建造。

一　肩负使命，网罗人才

钱塘江的水、风、土都不寻常，在这种险恶的大江上造桥，当然也非同一般，这是一项非常巨大的工程，需要投入巨大的人力，必将是凝聚众人智慧的结晶，但人力资源的缺乏正是钱塘江大桥建造的首要困难。因为在此之前，中国所有这类桥梁都是由外国人一手包办，从设计到施工甚至是修复，都由外国人主持。由国人首次主持设计和施工这样巨大的工程，如何优化配置管理人员和技术人员至关重要。茅以升毕业于美国康奈尔大学土木工程系，是加利基理工大学第一位工学博士，时任天津北洋大学教授，有多年桥梁工程理论教育经验，尽管此前也参加了一些桥梁的修理工程，担任了桥梁建设的工程顾问，但是大桥都由外国人主持施工，实际主持大型桥梁建设的经验相对还是比较缺乏。国内桥梁建设的技术工人也比较紧缺。

在这种前提下，茅以升走马上任钱塘江大桥工程处处长，开门第一件事就是组织建桥“班底”。他遵循“用人唯贤”的方针，知人善任，煞费苦心，多方物色，逐一请到杭州来。其中最要紧的是要物色一位非常得力的主要助手。好在茅以升平素就非常注意本专业的人才，通过相关学术社团和学校的活动，同他们有相当的交谊。茅以升首先想到他在美国康奈尔大学桥梁专业的同班同学罗英。罗英留学回国后，一直在铁路上工作，修过几座桥，担任过山海关桥梁厂的厂长，是一位富有经验的桥梁工程师。当时工程机关的首长一般都是兼任总工程师的，但茅以升为了建桥大业，出于对罗英的尊重，并为能取得他更为密切的合作，特请罗英担任总工程师。罗英自此成了他最得力的左右手。茅以升的这一决策是钱塘江大桥建成的一个重要保证。罗英从事桥梁工程，他和主管关键工程的四位资深工程师及四位工区主任与茅以升同心同德，密切配合，形成了坚强的领导层。凡属重大问题，无不共同商讨或负责向茅以升请示。茅以升和罗英这一领导集体历经风波，甘苦与共，生死相依，有力地推进了建桥工程的顺利进行。

茅以升还与罗英合力物色了副总工程师怀德，工程师梅旸春、李学海、李文骥、卜如默等，并先后吸收了29位刚从大学工科毕业的青年，指导他们深入第一线实地工作。茅以升还对培育人才极为热情，极有远见。他于1935年、1936年暑假分别致函国内设有工科的各大学，选派三年级学生来实习两个月，桥工处供应食宿，每年招收80人，作为工务人员等参与大桥建设。他在百忙之中挤出时间亲自讲课，传授有关建桥的基础知识，并指派骨干辅导，把工地视同培育人才的大学校。这样一来，对于桥工处来说，得到了一批懂桥梁建造技术的技术人员，解决了人力资源紧缺问题；对于实习生而言，他们能够将学校里所学到的造桥的理论知识与现实的造桥实践相结合，加强对于造桥技术的掌握和使用，是一个两全其美的办法。事实上，昔日桥梁工务处的很多工务人员、实习生后来都担任了桥梁工程师或总工程师职务。全国解放后，在多次新桥梁建设的巨大工程中，可以说大部分的领导人都是受到茅以升钱塘江“桥梁学校”陶冶而成长的。如任工程师的梅旸春后来任南京长江大桥总工程师，汪菊潜后来任武汉长江大桥总工程师，赵燧章后来任郑州黄河大桥总工程师，工务人员赵守恒后来任云南南盘江公路长虹石拱桥(世界跨度最长的石拱桥)总工程师，还有任南京长江大桥副总工程师的刘曾达、任铁道部大桥总工程师的王序森、任江西南昌赣江大桥总工程师的戴尔滨等，他们都曾直接或间接地受到茅以升的熏陶、培养和教育。

二　精心设计，既好又省

建造钱塘江大桥，茅以升的第一步工作从建桥方案的设计开始。他以工程设计坚固、适用、经济、美观为前提，经多方考察和反复研究，拟定了大桥设计原则：第一，钱江水浅，而沙滩变化无常，为顾及航行关系，桥墩以相等为宜；第二，钱塘江桥为铁路公路联合桥，应顾及各种运输的需要，而且桥长一公里，必须同时考虑运输的畅通，以节约时间；第三，钱塘江桥关系国防，应顾及军事上的防御；第四，设计务求简洁，以最大限度节约资金为目标。

茅以升组织设计了六种方案：

(1)40米之上托桁梁：共29孔，计长1160米，梁高4.7米，其优点在于布置上之经济。上为铁路，下为行人，两旁翅臂为公路，所有桁梁隙地均充分利用，而桥墩尺寸亦大为缩小。

(2)51米下承桁梁：共23孔，计长1173米，桥身系双层建筑，梁高8.3米，下为铁路，上为公路及人行道。此种式样于铁路及公路之交通最为便利。

(3)54.7米下承桁梁：共21孔，计长1148米，梁高9米，中为铁路，旁为公路及人行道，用翅臂梁支持，与铁路同层并列。

(4)61.3米之下承桁梁：共19孔，计长1165米，梁高9.3米，其布置与(2)相同。

(5)73.3米之下承桁梁：共16孔，计长1173米，梁高11.7米，其布置与(2)相同。

(6)103.3米之下承桁梁：共11孔，计长1137米，因径间甚长，两梁相距较阔，故采用铁路公路单层平列式，桁梁构造亦改为弯弦藉减重量。

这六种设计方案各有利弊，其中有很多种方案尚属首创(如方案1)，茅以升精密筹划，从技术的可行性和经济的有利性综合考虑，最终决定选择方案5作为最佳方案，把钱塘江大桥的位置设在已有千年历史的名胜六和塔畔。这里风景优美，气势雄伟，且正当钱塘江流为山脉所阻而转折处的下游，其地江面较狭，而江流为北岸所束，河身稳定，不致改道。其唯一缺点是离市区较远，行人要绕道，但对铁路和公路的联络都较为便利。这是铁路公路双用桥，上层为双线公路，两边有人行道，中间通汽车；下层为单线铁路。大桥的正孔16孔，每孔跨度相等，桥梁用的是合金钢，既保证了强度，重量也轻。此外南岸引桥有一孔钢拱桥，北岸引桥有三孔钢拱桥。桥墩形式多种多样，“长桥卧波”，显示了雄壮美。

此前，曾养甫聘请国家铁道部顾问、美国桥梁专家华德尔作了一套钱塘江大桥的工程设计。华德尔的设计采用“单层联合桥型式，铁路之旁为公路，公路之旁为人行道，三种路面同层并列”。茅以升提出来的方案与华德尔的设计方案相比较，从技术的角度来看，在运输能力和桥身稳定的要求上茅以升的设计都略胜一筹；从经济的角度来看，根据华德尔的设计，钱塘江桥经费共需当时银元758万元，而根据茅以升的设计只需要510万元。因此，根据原先拟定的大桥设计原则，茅以升的设计方案明显优于华德尔的设计，钱塘江大桥的建设也就采用了以茅以升为首的桥工处的设计。

三　艰难筹款，风波迭起

钱塘江大桥的建设时期正值资本主义世界经济危机的后期，当时物价非常便宜，同时进口材料的外汇比率也非常有利。尽管如此，按照桥工处的设计方案，钱塘江大桥全部经费仍然需要大约510万银元。510万银元，这在当时看来简直就是一个天文数字，特别是对于一个浙江省来说，更是大得惊人。因此，经费如何筹措就成了一只大拦路虎。

当时在国外，通常采取向银行贷款的方式来进行。具体来说就是先编制一个筹款计划，预定大桥建成后对过桥的火车和汽车征收“过桥费”，以此作为担保向银行借款，在一定的时间内偿还本息，而后过大桥不再征收费用。然而这种在国外行之有效的方法在国内却困难重重，银行家认为这种办法在政治上缺乏保障、利息较小，更怕货币贬值，对这种贷款方式非常冷漠。

如何筹措这笔巨额资金呢？茅以升与曾养甫商量，决定以“造福桑梓”作为宣传口号，游说财阀借款。他们先后从浙江兴业银行等五家银行筹款共计200万元；剩下的300多万元也是经多方奔走才筹到，其中100万元由当时的全国经济委员会补助，无需偿还，200多万元由当时的导淮委员会把他们分得的中英庚款董事会借款转借建桥，将来从“过桥费”中拨还。在向银行筹款的过程中，茅以升等人一开始都是宣称“根据美国桥梁专家华德尔的设计，略作修改”，利用铁道部顾问的招牌来筹款，直到经费有了着落之后才宣传“完全是我们国人自行设计的”。

钱江大桥建桥计划的成功引起了南京铁道部的大为不满，生恐将来沪杭甬铁路过钱塘江大桥时会遭受浙江省的挟制，认为所有铁路应该由中央统一经营，不能因钱塘江桥而受制于浙江，因此提出铁道部对钱塘江大桥工款负担70％，改作铁道部与浙江省合作。这样部、省双方表面上是合作了，但内部矛盾却有增无减，部方始终想把省方挤走。他们首先在建桥借款上突然袭击，由于浙江省和五家银行的借款合同已经把钱塘江桥的全部财产作为抵押，铁道部的借款没有了抵押品，筹款计划遭受重创。茅以升提出解决的办法，“对浙省银团的借款合同加以修改，把‘全桥抵押’改为按部、省经费担负的‘比例抵押’”^[1]。时间紧迫，茅以升怀着一线希望，尽力设法，尽快分头与五家银行接洽，日夜赶办修改合同的事，奇迹般地在两天之内与五家银行以及浙江省建设厅、财政厅修改好合同，铁道部最终只好答应把钱江大桥工程借款包括在其借款之内。至此，这场风波才算平息了。

建桥经费来之不易，经费的使用就更应是“好钢用在刀刃上”。钱塘江大桥的建造，其中工程费为4333000元，占总费用支出的90.3％；筹办费用为122691元，占总费用的2.6％；总务费用为268150元，占总费用支出的5.6％；等等。资金的集中流向为工程总费用，而在工程总费用当中，正桥和引桥工程部分占了91.9％，其中正桥工程所费最大。在材料的选择上，钢梁选用国外进口合金钢，每吨320元，钢筋每吨108元，水泥采用国产水泥，每桶2.8元，充分考虑到了建桥的经济性和大桥质量的可靠性。

四　运筹帷幄，缩短工期

钱塘江桥工程艰巨，工期极短，原定计划两年半内完工，后又缩短为一年半，在这极短的时间内完成这项巨大的工程，即使在技术高度发达、物资非常充足的今天，也有相当的难度。但是由于当时国际形势变化莫测，中日之间的局势已经日益紧张，大桥关系重大，愈早完工愈好，因此，如何从施工方法上进行改进，通过统筹安排，尽力缩短工期显得尤为重要。茅以升运筹帷幄，采用了优选统筹的科学管理方法和全新的桥梁施工方法，终于以高质量、快速度完成了大桥的建造。

1.招标优选

钱江桥工程处担负建桥全部重任，全处从处长、总工程师直到监工员和行政财会人员，先后总计仅64人，处以下仅设4个工区，各配备技术人员2～3人，全处技术人员连同工区的不过30来人，机构非常精简。桥工处没有自己的专业施工队伍，又缺乏现代化的施工机械设备，如何克服这个壁垒，解决这个大难题？茅以升采取的办法是招商承办，公开招标。将设计全图、工程规范及标单程式等文件在国内各大报登载广告，招请有资格的厂商来杭州投标。

1934年4月15日登报后，各地共有34家单位来领取标单图件。8月22日开标，收到标单17份，其中本国9家，外商8家。先由部省双方的监视委员将标单逐一拆封，当众宣读，然后将各标报价列表公布。经部省分别审查，会同批准，将正桥钢梁交由英国的道门郎公司承办；正桥桥墩交康益洋行承办；北岸引桥交本国东亚建筑公司承办；南岸引桥交本国新亨营造厂承办。

钢梁选用英国道门郎钢厂的铬钢合金钢，强度高而重量轻，既节料又经用。钢梁交给外国人办，是因为国内尚不能生产，且当时进口每吨只要320元，非常便宜。正桥桥墩交外商承包则主要是由于桥墩系水中工程，需要机械设备特别多，当时国内包商在这方面能力薄弱，难与外国人争衡。这样一来，施工队伍和机械设备问题就迎刃而解了。队伍是现成的，设备也是现成的，既简化了诸如管理等许多环节，加快了建桥速度，又大量节省了开支，不必专为这一桥工而置办一套施工所需的机械设备，可谓一举多得。

2.上下并进

上下并进法的使用主要是为了争抢时间，具体操作思想是：对能同时动工的工程，属于平面铺开的，都立即同时动手；对上下有关联的工程，通常总是先做下面，后做上面的(比如一座桥，总是先做下面的基础，后做上面的桥墩，最后才架设桥墩上面的钢梁)。茅以升打破传统，提出上下并进、一气呵成的新办法，要求基础和桥墩同时动工，桥墩与钢梁同时动工。即在做基础的同时筑桥墩，筑桥墩时造钢梁，基础完成时桥墩也筑好了，两个邻近桥墩筑好时，整个钢梁就可架上去了。^[2]木桩、沉箱和钢梁，不分上下，都是同时动工，这就是上下并进。木桩打完运沉箱，沉箱下落时筑墩身，墩身完毕后架钢梁，这就是一气呵成。

只有优化的施工方法还不能保证工程的顺利进展，在工程进展的同时，本着上下并进、一气呵成的原则，桥工处还采取了许多新措施，改善与承包商之间的关系。包括与各承包商约定，决不因材料不到或工具缺乏而延误工作。为此一些特殊的机械设备，在这里就成了关键问题。承包商的打算是不愿投资于建桥的特殊设备，以免积压资本。因为钱塘江大桥完工后，不一定再有类似的大桥工程可包，这些设备必定闲置。而为了赶工，承包商就非要使用特殊设备不可，比如沉箱和钢梁的浮运就必须借助于特别设计制造的机械设备，而且有的设备一套还不够，如沉箱下沉的气闸，一座桥墩一个，七座桥墩同时开工，就要七个。为了保证这些工具的到位，桥工处提出在适当时候给予承包商补贴，解决了这个问题。另外就是人力的问题。桥工处要求各承包商尽量夜里多加班，并且星期日和一切例假都不停工，设立提前完工奖金，来保证承包商的利益；而桥工处也日夜不停工作，特别是负责人员不易轮班，格外辛苦，主要负责人还需要额外加班，为大桥的建造付出了莫大的辛勤劳动。

3.水陆兼顾

水陆兼顾法的实施主要是为了保证施工质量。所谓“水陆兼顾法”即是除对水上一切工程全盘校核外，对于水下基础工程，由工程师进入沉箱工作室，对基础木桩逐一检查。^[3]为了保证施工的质量，茅以升和罗英也经常随着沉箱下到水里去工作，以便于现场观察施工作业，现场指挥。

茅以升第一次下沉箱就是为了检查正桥南面桥墩底下160根木桩的位置。他心中总有一个疙瘩：打木桩时全靠测量定位，桩打下后水面上一点痕迹也没有。如果沉箱入土，下到桩头，一检查，一排木桩不见了，这便如何得了？这是很有可能的。一是沉箱下沉时，只要歪了一点，到达桩头时位置就不正了；而打桩时，如果桩脚遇到什么东西挡路，只要稍微偏了一点，桩头就不在其位了。这沉箱和160根桩头，如何能恰巧“奇双会”呢？按照桥墩设计，每根桩都有它的承受力，少了一根桩，这负荷就转嫁到别的桩上，从而增加对石层的压力，而石层又不是很好的，茅以升经常为此事担心。他下了沉箱，边看边数，果然160根，根根俱在，这才完全解除了疙瘩。这九个桥墩的桩头位置图根据茅以升的要求，现在仍保存在大桥技术档案里。

质量是工程的生命。茅以升对每一个设计或施工的每一个部位、每个环节、每道工序都布置了应有设计图纸和监察检查要求，各工区浇筑混凝土时，甚至派人守在搅拌机旁，以便掌握其水泥比、配合比、粗细集料的细度模量。全桥用料派人检查试验。如与承包商康益公司所签合同中规定，混凝土所用的沙，必须从上游闻家堰以上河滩采运，否则细度模量过细，不准使用。一次桥工处练习工务员检查出该公司所用的沙不合要求，当即停止其浇筑混凝土的工作，挖来合格的沙，才准复工。钱塘江大桥就是靠这样认真的工作，才确保质量，得以完成。

五　因地制宜，技术创新

在建造钱塘江大桥的过程中，桥工处遇到了许多困难，有自然的，有人为的。茅以升为建桥日夜奔走，精神紧张，时而愁闷，时而开颜，经常废寝忘食。正当茅以升迭遭各种困难，满腹心事坐立不安时，他的母亲却十分豁达地说：“唐僧取经，八十一难，唐臣造桥，也要八十一难，只要有孙悟空，有他那如意金箍棒，你还不是一样能渡过难关吗？何必着急！”茅以升顿开茅塞：孙悟空就是全体建桥队伍，如意金箍棒就是科学里的一条法则：利用自然力来克服自然界的障碍。比如利用钱塘江的水来克服钱塘江的流沙。作为杰出的桥梁工程师，茅以升不仅善于团结技术人员，而且总是与广大建桥员工同甘共苦，不但高度发挥了自己的聪明才智，而且充分调动和激发建桥队伍的智慧，在技术人员和工人提供的不少技术改革的创造性意见和办法的帮助下，采用了许多新的技术方法，克服了重重困难。

建桥的最大困难是基础工程，最严重的问题是流沙，所谓流沙就是颗粒极细的沙子，遇水冲刷，就会漂流移动。江水在桥址处一般仅5米，最深时不过9米多，但是在江底被水流冲刷时，可下陷9米多。在一个桥墩围堰旁边，24小时内，可冲刷到7.6米的深度，甚至江中木桩旁边的细沙，水一冲就被刷深了。这样，一般的桥墩结构在钱塘江是不能适用的，因为桥墩阻遏水流，就会加剧水流对江底的冲刷，以致愈刷愈深，最后招致建筑物倾塌。对于钱塘江而言，流沙底下的软石层又是一个重大问题。此软石层很特殊，因石块浸水过久，软化成土块，故承载力不大。虽设法把桥梁等建筑物的重量减至最低限度，仍需有特殊工程，方能安全保险。

为攻克桥基难关，茅以升在建桥设计中计划建15个桥墩，有6个建在石层较高的地方，全用钢筋混凝土筑成；有9个因下面石层很深，就先打30米长的木桩，木桩上面再做钢筋混凝土的桥墩。为减轻石层的负荷，15个桥墩都是空心的，下面有墩座，上面有承托钢梁的墩帽。

因此，建桥最为艰巨的基础工程，其关键就在于解决如何打桩、如何建桥墩，然后再如何架设钢梁等问题。

1.“射水法”打桩

正桥桥墩是以木桩为基础的，因为钢桩谈不到，混凝土桩要建这样长有困难，而木桩确是最轻最便宜的最佳建材，系美国进口，每墩用桩160根，每桩长度大约30米，每根最大载重35吨。钱塘江底泥沙有41米深，而桩长是30米，桩脚到石层时，桩头就在江底下面11米之多，如何将这长桩打进江底，而且在桩头上还留有11米的泥沙覆盖层？同时江面上茫茫一片，江水滔滔，没有其他建筑物，打桩位置如何确定？当时包工康益特别制造了两只打桩机船，每只能起重140吨。第一只在上海造好，不料驶进杭州湾时即在大风中触礁沉没了。等到第二只机船开工后，不料打得很慢，因为沙层太硬，打轻了打不下去，打重了，桩就会断。当初几乎束手无策，一昼夜只能打一根桩，全桥九个桥墩有1440根桩，照此速度，光打桩就得花四年。

后来，茅以升领导桥工处研究出了“射水法”并改进了技术，一昼夜能打30根。所谓“射水法”就是通过使用特别强有力的射水机等工具和设备，射水冲沙、埋桩捶打的一种打桩方法。“射水法”打桩的具体程序是这样的：首先用射水机将43米长的水管以每平方英寸250磅的水压由射水管口射入江底，将泥沙冲成一孔，待水管冲至相当深度时拔起；然后将吊起的木桩校正位置从速插入江底，等到木桩不能再下的时候，将预先挂起的汽锤置于桩顶，开动汽锤机击打至桩顶恰没于水面；接着将准备好的送桩置于木桩顶部，开动汽锤机再次击打木桩和送桩，直至木桩抵达硬层。

茅以升同时还总结了“射水法”实施时需要注意的问题：(1)用射水管冲水，要深浅合度，太浅了桩不易打下；太深了，将泥沙全部冲垮，木桩不稳。(2)桩锤打下的高度要适宜，初打时高度宜小，以后逐渐增加，五六尺最为适宜。(3)进行的时候要小心木桩或送桩倾斜，随时设法纠正，若无法纠正，应拔出重打。(4)进行的时候要对落锤高度、捶击次数及每锤打入深度作详细记录，还要仔细观察木桩是否均匀下降，以便于计算木桩的载重力量。^[4]

2.“沉箱法”建桥墩

钱塘江大桥工程最艰巨的是正桥桥墩。按照原先的设计，是以钢板围堰法建造的。但是很快发现钢板订购费时，打入江底不容易，拔起来更困难。如果一个桥墩要用一套钢板，则费用更为昂贵，且钢板阻挡水流，增加冲刷，堰内打桩也很困难。凡此种种，表明钢板围堰法远不如沉箱法适用。

沉箱又有开口沉箱与气压沉箱，钢板沉箱与混凝土沉箱之分。从省工省时省费用几方面分析比较，茅以升集合群策群力，选择了最佳的方案——混凝土气压沉箱。这种用钢筋混凝土制成的箱子是一个庞然大物，长17.7米，宽11.3米，高6. 1米，重约600吨。“沉箱”是沉入水中，覆盖在江底上的一个箱子，分为上下两半，下部为中空的工作室，放入高压空气排水，工人在里面挖江底流沙；上部为“围堰”，四面隔水，以便中间筑桥墩。沉箱箱下挖沙，箱上筑墩，同时进行，等到沉箱沉到石层时，桥墩也将近完成了。这时沉箱下达石层，工作室内填满混凝土，便成桥墩的底座。这种方法有一个其他桥墩建筑方法所无法比拟的优势，那就是在施工期间，工程师可以亲自进入沉箱工作室，察看桥墩的基础状况，以便及时了解江底情形，采取措施，保证安全。

“沉箱法”建桥墩虽然是一个妙计，但真正操作起来却困难重重。重达600吨的庞然大物如何才能从岸上运到江中的木桩上去呢？最初的办法是在江边挖一船坞，关上闸门，将坞中的水抽干，在里面做好沉箱后开门放水，待沉箱浮起时拖出去。不料钱塘江边也是流沙，往下挖，流沙即和水涌入，越挖越多，即使船坞挖成，里面的水也休想抽干，这便是开工后的第一个挫折。后来改用“吊车法”，将沉箱排成一线，两旁筑轨道一条，临江的一头用木桩排架，将轨道伸出到江中深水处，形成一座临时码头，再制造“钢架吊车”在轨道上行驶，把沉箱整个吊起来，搬运到排架尽头，然后放入水中，以便于浮运就位。

开始浮运时，由于缺乏经验，又遭遇很多挫折。特别是有一次，一个沉箱从码头“出笼”后，才到桥址，由于控制不当，漂到了下游闸口，于是设法将之拉回；谁料正将它沉到江底，突然涨潮，铁链挣断，沉箱又浮起，一直漂到上游的之江大学边，待潮退又陷入沙土中；费尽心思再拖回来，正当装上设备开始下沉时，忽然又狂风暴雨接踵而至，沉箱竟然拖带铁锚往下游走，后来找了24只汽轮才把沉箱拖回桥址。由于潮水和暴风雨的原因，在四个月内，沉箱如脱缰野马，乱窜了四处之多。后来又改进技术，并使用十吨重的混凝土大锚代替铁锚，沉箱才不再乱跑。

沉箱的浮运问题解决了，然而沉箱下面的流水，因沉箱渐近江底而增加速度，加剧对江底的冲刷，所以沉箱就不能放平而容易倾斜。后来茅以升用树枝编成“柴蓆”，预先在江底铺上厚厚的一层，以防止冲刷，沉箱才能就位。沉箱通过泥沙层，就要和160根木桩的桩头相遇，有三个桥墩的沉箱，因江底冲刷过甚，需要比设计多下三米，但是木桩已经预先打好了，桩头顶住沉箱盖，这又是一个难题。后来不得已只能花费大量时间和人力，在沉箱内把这160根桩头逐一锯掉。原本在沉箱内挖土是人工挖，由于工作环境恶劣，工作效率非常低，后来茅以升想出使用“喷泥法”，经过多次失败终于成功，比原来的效率能提高八倍。

3.“浮运法”架钢梁

钢梁的整体制造是在英国完成的，关键的问题是如何拼装，如何架上去。由于在施工的时候采取的是上下并进、一气呵成的办法，传统的“伸臂法”(从岸边装好的一孔把钢梁拼好伸出桥墩，逐步伸到迎面来的钢梁)不能适用。因为要等桥墩先建好才能装梁，不能同时并进，而且桥墩完工要有一定的次序，钢梁才能从两岸逐步伸入江心，但在赶工时，各墩争先完成，这种次序就被打乱了。

钱塘江桥的钢梁用的是“浮运法”。所谓“浮运法”就是指利用潮水的涨落，将拼接好的整孔钢梁用浮船运送到两个桥墩之间，然后再降落就位。这样只要邻近的两个桥墩一完成，就可以立即架运钢梁，不管桥墩在什么位置。^[5]

“浮运法”遵循了上下并进、一气呵成的施工原则。在“浮运法”的实施过程中，仍然存在一些问题需要解决。首先，需要尽快将钢梁一孔拼装好，储存起来，一遇有两个邻近桥墩完工，就马上浮运一孔。这就需要一套既灵活而又高强度的机械设备以保证能将装配好的整孔钢梁抬起搬动，从装配场地搬到储放地，浮运时再搬到江边码头上船。搬运杆件组成的大型钢孔结构，最大的问题在于防止杆件的扭曲，为此特别建造了一种“钢梁托车”，可将钢梁托起，在轨道上搬运。其次，浮运时要趁每月的大潮，因为涨潮时不但能使船顶起钢梁，脱离支架，而且潮水顶托江流，也增加船行的平稳度。钢梁运到两墩之间，候潮一退，即可安然落在墩上。所有这一切动作都需要安排得非常准确，需要钢梁和桥墩两方工作队伍的充分合作协调，才不致错过这个潮水涨落的最大的机会。因此每月的潮汛便控制了施工程序，必须尽一切可能来保持这个程序，程序不误，工期才能得到保证。

从建造钱塘江大桥的实践来看，“浮运法”运钢梁需要注意以下几个方面的内容：首先，由于设备尺寸的限制，能够利用的潮水涨落的水位上下不过一米左右，因此江水的深浅必须时时刻刻实施监测；其次，潮水涨落的时间要推算准确，依此来配备人手和工具，以免错过机会；再次，桥墩上承托钢梁的支座和钢梁两端坐落在桥墩的地板，都有预留孔眼，以便钢梁落到桥墩时，可用螺栓扣紧，这上下孔眼全凭事前测量准确，才能一拍即合，可让螺栓通过；最后，浮运工作危险性非常大，如江面不是风平浪静，则有颤动、碰撞、侧倒、漂流、搁浅等事故的发生。

4.“套箱法”修桥墩

“套箱法”主要是战后修复桥墩时所使用的方法。由于桥墩的修复属于水下工程，而且又要维持大桥上的通车，因而想出了这种新的方法。

“套箱法”的办法是：从桥墩两旁的钢梁上吊下一个大套筒，将桥墩四面围住，下面落到墩底沉箱顶板，或卡在斜坡上，由深度决定，上面高出水面，在套筒围绕桥墩所形成的夹层里，将水抽干，让工人下去修理墩壁。这个大套筒分为两节，下面是八角形钢筋混凝土的套箱，上面是有支撑的木板围堰。套箱悬挂在桥墩两旁的钢梁上，就像一个吊在空中的开顶沉井，放松悬挂套箱的钢索，让它降落到江底，然后在箱内挖土，使它下沉，直到下面的沉箱顶板，同时在套箱上面接长木围堰，形成套箱的引伸部分，这样，整个大套筒就共重约800吨。然后用水下混凝土，封闭套箱的底脚，等混凝土凝结，抽干箱内的水，这套筒就成为挡水围墙，在围墙内就可进行修理工作，修理完毕，拆去套箱上的木围堰，就全部竣工了。^[6]

六　防患未然，预设桥洞

钱塘江大桥的建造，需要充分考虑各方面的因素，特别是对当时的国情即抗日战争形势的发展，必须有准确的预测。当时，日寇进一步入侵中国境内，战火逐渐蔓延到了浙江。在生死存亡的紧要关头，为了民族的利益，为了抵抗日本侵略者，为了不把新建成的钱塘江大桥拱手让给敌人白白使用，桥工处一致认为终有一天国家政府会决定炸桥御敌。为了保证钱塘江桥不会落入敌人手中，成为日本侵略中国的通路，同时也需要考虑到战后修桥的便利，对于如何炸毁也需要做充分的研究。在炸桥的同时还得考虑到以后修桥的便利，这在建桥史上是绝无仅有的。

首先，仅炸桥梁而不同时炸桥墩，敌人还是很容易设法通车。于是，在作大桥设计的时候，在靠南岸的第二个桥墩里，特别准备了一个放炸药的长方形空洞，以便在适当时候连这个桥墩一并炸去，做彻底破坏。其次，炸桥梁，炸药应该埋放何处？按照估计，炸这一座桥墩和五孔桥梁，需要一百几十根引线接到放炸药的各处，而完成这项工作，至少需要12小时，若等到敌人兵临城下，肯定来不及，但又不可能在12小时之前就准确知道必须炸桥。因此桥工处决定，先把炸药放进要炸的桥墩的空洞内以及五孔钢梁应炸的杆件上，然后将一百几十根引线从每个放炸药的地方通通接到南岸的一所房子内，为炸桥做准备。等到要炸桥时，再把每根引线接通雷管，最后听到一声令下，将爆炸器的雷管通电点火，大桥的五孔和桥墩就立刻同时被炸了，预计将所有引线接通雷管，至多只要两个小时的时间，这样才能保证不致贻误军机。^[7]

七　同仇敌忾，战起桥成

1937年7月7日卢沟桥事变，日本帝国主义对我国发起全面侵略战争，全国人民奋起反抗。桥工未完，抗战已起，这真急坏了所有人。铁道部和浙江省政府都严令加速赶工，桥工处全体职工在既痛恨日本军阀而又愤恨政府无能的情绪下，也都要贡献自己最大的力量，尽快将桥建成。工地上几家包商，除康益外，都是本国公司，而康益的职工也几乎全是本国人，大家心同此理，都愿意和桥工处同仁一道，加倍努力工作，表示爱国热忱。于是桥工处和各包商商量重新订立施工计划，争取一个月后通车，一切施工程序，以此为目标，即使多费工料，也在所不惜。

侵略凶焰很快就延及上海，“八·一三”战火燃起，杭州也大为震动。当上海抗战开始时，江中正桥桥墩还有一座未完工，墩上两孔钢梁无法安装。然而燎原战火，已迫在眉睫。8月14日，三架日机轰炸钱塘江大桥，整个大桥工地，已经笼罩在战时气氛当中。所有建桥员工都同仇敌忾，表示一定要让大桥早日通车，为抗战作贡献。

此后，日本飞机常来骚扰，有时是侦察，更多的是轰炸江中的大桥工程。但是，最后结果只是炸坏了岸上的一些工房，大桥本身始终未被炸中。这其中，我国军事部门的布置起了很大的作用。首先，我国军事部门沿着大桥过江轴线在北岸山上架设了高射炮，阻止日本飞机顺着轴线轰炸大桥，而飞机一旦换了路线，要想在飞行路线和大桥轴线的交叉点上正好投中就相当困难。其次，在大桥公路路面筑好后，本可通车，但军事部门禁止通行，还在桥面上堆积了很多障碍物，表示尚未完工的样子，迷惑敌人，火车过桥也限制在夜间，同时熄灭灯火，以防敌人侦察。

就这样，在桥工处全体同仁的努力和国家军事部门的保障下，1937年9月26日，钱塘江大桥终于完工并顺利通车，“钱塘江造桥”果然成功。造桥时间两年半！终于建成了这座“江无底”的大桥。钱塘江大桥是幸运的，因为大敌当前，是上海抗战将士为建桥赢得了宝贵时间，他们屹立敌前，坚决抵抗，不让侵略凶焰立刻蔓延到大桥工地。而其他像武汉长江大桥、南昌赣江大桥及长沙湘江桥等，虽然也在钱江建桥期间作出了勘探和设计，其中武汉长江大桥甚至都准备举行开工典礼了，但因抗战爆发全部不能上马。

八　众志成城，突破难关

钱塘江大桥的设计与施工是个十分复杂而艰难的过程。正如茅以升所言，“所经工程上、设备上及人事上之种种困难，无从罄述”。这里既有社会因素，如资金的筹集，技术管理人员的缺乏，材料的紧张，设备的落后等；也有自然界的壁垒，技术上难以克服的因素，如钱江地质、水文情况的恶劣，江底流沙被冲刷的现象严重，石层见水软化等，引起基础设计施工的一再变更；还有意料之外的陷阱，如一时事故，打桩机船沉没，60多人因翻船遇难；等等。特别是日本帝国主义对我国发动全面侵略战争，则是建桥接近尾声遇到的最大难关。

茅以升有一首短短的七言诗道出了建桥成功的关键：“钱塘江上大桥横，众志成城奇迹生。突破难关八十一，惊涛投险学唐僧。”他还言简意赅地总结了学唐僧突破难关的秘诀：“一切困难之解决，不外使用科学原理，加以人事设备。”而利用科学原理，则“以利用大地自然力，为第一要义。所筹工具及设备，皆因地因时，控制辅导此伟大之自然力，供我驱使而已”。

茅以升以非常的毅力，潜心研究，创新施工方法，改革施工设备，培训工人，大大提高了效率，有如下记载：

以施工方法而论，600吨沉箱平轨陆运，30米木桩打埋江底，7座桥墩同时用气压法挖土，不但在国内是首创，即使在国际上也极少有工程能与此相比。茅以升及其团队历经艰苦卓绝的拼搏，群策群力，终于成功完成了钱塘江大桥的建造。

钱塘江大桥是一部近代史书，记叙着中华民族历经沧桑磨难，始终坚强不屈的历程；是一部学术专著，吸引了无数中外专家学者侧目关注；是一曲催人奋进的歌谣，激励着每一个中华儿女热爱祖国，强我中华！