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武汉长江大桥半个世纪的梦想  

2017-10-15 15:48:22|  分类: 趣味建筑学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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武汉长江大桥通车六十年:酝酿了半个世纪的梦想与实践

凤凰新闻 10-15 10:40

1957年10月,武汉长江大桥建成通车,并与汉江上的江汉桥、汉水铁桥一起,将京汉、粤汉铁路连接贯通为京广铁路,同时也将武汉三镇连为一体,在武汉城市格局和整个中国南北交通的发展史上都带来了划时代的变化。事实上,此前自晚清以来,中国人在武汉建设跨江大桥的梦想,早已酝酿了50余年。在最初的20余年里,历次勘测设计大桥主要是由一些外国工程师进行的。这一当时堪称世界级的宏大工程,在20世纪初曾是吸引各国桥梁工程界人士的一大挑战,同时也是中国本土工程人才逐渐成长的历程。

清末张之洞首倡修建武汉大桥

“江汉朝宗于海”,武汉地跨两江的三镇鼎立格局,在三峡以下长江沿岸绝无仅有。三镇之间的往来,曾长期依靠舟船摆渡。而近代工业革命后的技术发展,为在大江之上建造桥梁创造了可能。目前所见文献记载中,最早提出在武汉修建跨江大桥计划的,是清末湖广总督张之洞。

1906年,中国第一条南北铁路大动脉——卢汉铁路建成通车,汉口成为其南端终点。与此同时,向南通往广州的“粤汉铁路”,以及向西通往成都的“川汉铁路”也已在建设或筹备当中,这三条铁路干线,皆汇合于武汉。显然,在未来大清帝国的交通版图里,武汉将成为全国铁路的核心枢纽,四方交通的汇集点。而由三镇隔江分立的城市格局,显然已构成极大掣肘。在此形势下,张之洞便有了在汉修建跨江大桥的想法。

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清末的京汉铁路汉口大智门车站

1906年夏天曾有媒体报道:“鄂督张香帅近与司道提议,欲于大江中建一铁桥,由武昌接汉口;再于襄河建一铁桥,由汉阳接汉口……将来二桥落成,既可免风波之险,且汉口一端可接京汉铁路,汉阳一端可接川汉铁路,武昌之桥则可接粤汉铁路云”(《通问报·耶稣教家庭新闻》),这是目前文献所见关于修建武汉长江大桥的最早动议。虽然没有记载具体的大桥选址,但当时汉口沿江已有五国租界,若在武昌、汉口间直接建桥,则大致可以推测桥址应在武昌徐家棚——汉口分金炉一线以下。不过数月之后,经“日本工程师估勘工程,至少须一百七十余万金。鄂省以目下财政支绌,举行各项新政,在在需款,已决计将建桥之事暂缓,俟川粤两路告成再议”。(《江西官报》)

但是,张之洞对于建桥一事仍念兹在兹,不愿轻言放弃。半年之后的1907年春天,此事又再度提出。这次仍由日本工程师勘测设计,“测定省城白沙洲祁阳公所直达汉阳鹦鹉洲财神庙。该处江面尚狭,广仅五里,水势复缓,于桥工颇为合宜。已绘成图形,呈请张宫保鉴核,旋经批饬路政处,速将该桥工程应需若干,核实估计禀复,以便拨款兴修云”。(《北洋官报》)与半年前相比,这次筹备有了更加明确的选址:大桥改为建在武昌、汉阳之间,其具体选址大致在今武汉鹦鹉洲长江大桥附近。此外,日方工程师已“绘成图形”,表明这次工程已有新的实质性进展,进行了大桥的初步设计,并得到了张之洞的首肯。只是不久之后,张便离任湖广总督,这一由日方工程人员开展的武汉长江大桥初次选址设计工作,也就戛然而止了。

三年后的1910年,美国方面有关人员又有过一次修建大桥的动议,并积极向湖广总督瑞澂游说。据《广益丛报》报道:“近日美人拟在汉口龙王庙与武昌之汉阳门两地间为设大铁桥,其资需银三百万两,由美人兴办。兹已呈其计划书件及图件等于瑞总督。外间有业经允许之说。”由于武昌汉阳门与汉口龙王庙并不直接相对,这一报道所说的选址应是包含了长江、汉水两座桥,即由武昌汉阳门建桥抵汉阳,再北折至汉水建桥抵汉口龙王庙。汉阳门即在武昌蛇山西头黄鹤楼旧址附近,这一大桥选址已与今天的长江大桥基本一致。当然,以宣统年间湖北严峻的财政状况,建设耗资巨大的跨江铁桥,无疑是镜花水月。

此外据英文《大陆报》(The China Press)报道,在1911年9月初,时任清廷邮传部长的盛宣怀曾与德国银行签订协议,贷款100万美元,用于在武汉建设跨江大铁桥,这是清末关于修建武汉长江大桥动议的最后一次记载。不久之后辛亥革命爆发,清朝覆灭,在汉跨江建桥的梦想,被带进了民国时代。

1913年的两份大桥勘测设计方案

辛亥革命武昌起义,使武汉成为首义英雄城、民国诞生地。在此背景下,在汉建设长江大桥,在民初更被赋予了政治纪念的意涵。早在1912年初,蔡元培等人就明确提出应在武汉“建大铁桥,以为光复之纪念……诚革命纪念之壮观也”。作为革命领袖和临时大总统的孙中山,对于这一想法也更是明确支持,并积极推动。当年4月初他辞去临时大总统后,即应黎元洪的邀请访问武汉。在其抵汉的前一日,上海《新闻报》曾报道称:“孙大总统前曾电咨来鄂,拟与黎副总统筹商,欲于黄鹤楼通至龟山,修筑铁桥一道,既便行旅之交通,又可作民国之纪念。并由两总统各捐银元一万,以为民倡。今既得此伟人竭力维持,纵使工费殷繁,当不难指顾。而集建筑落成,其壮盛当不亚于伦敦也。”显然,数天之后当孙中山登上武昌蛇山,对众人发表演说时所提出建设跨江大桥的宏伟构想,并非一时心血来潮。此前他已经有了在汉建筑长江大桥的成熟想法,并且明确提出应选址龟山蛇山之间建桥。

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1912年4月孙中山访问武汉,与黎元洪等人合影

与此同时,北京政府任命詹天佑为汉粤川铁路督办,继续推进清末未成的川汉、粤汉铁路工程。汉粤川铁路的关键枢纽工程,便是连接三大铁路的武汉跨江铁桥。在伟人提倡以及革命后建设民国、荣耀武汉的时代背景下,民国初年的中外工程界,曾有过一次设计拟建武汉长江大桥的热潮。

1913年,粤汉铁路湘鄂线工程局总工程师英国人格林森(又译“柯林生”)在汉口进行了考察勘测,随即拿出了一版大桥的设计方案,这也是目前所能看到的武汉长江大桥最早的设计图纸之一。该方案继承了清末和一年前孙中山所提出的选址,将大桥桥址定在武昌蛇山至汉阳龟山之间,依托两山山势,在半山建筑引桥。大桥单设一层桥面,中央为上下行两列火车轨道,其两侧为城市有轨电车轨道,再外侧为马车等车辆行驶的道路,最外侧为人行道。在正桥的设计上,这一方案的桥身造型颇为复杂,显得气势雄伟,别具一格。主桥分为两跨过江,在江中设三座桥墩,其上的三座主塔,被设计为一种造型独特的“纺锤形”桁架。事实上,这一方案的主桥造型,是对此前英国一座著名的大铁桥“福斯桥”的直接移植。

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 格林森设计的武汉长江大桥方案图纸(残缺)

福斯桥是苏格兰爱丁堡福斯湾海峡上的一座铁路桥,1890年建成,全长1620米,是当时世界著名的钢铁桥梁工程。大桥主体结构采用了独特的“纺锤形”桁架,在获得了更大跨度的同时,也收到的良好的视觉效果。桥身体量恢宏,据称仅铆钉便用去800多万只,以至“Paint the Forth Bridge”(给福斯桥刷漆)成了一句形容一项工作永远无法完成的俗语。1897年李鸿章出访英国期间,曾参观该桥,对其大加赞叹。这一雄伟壮观的桥身造型,无疑也与“首义纪念桥”的政治意涵更加契合。

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英国爱丁堡福斯桥

与此同时,北洋政府还另外委派了北京大学的德籍教授米娄(Georg Müller),带领十数名北大工科毕业生南下武汉,也着手进行跨江大桥的勘测设计工作。米娄团队在大桥选址问题上,也认为在龟蛇两山之间架设大桥为最佳选址,但在大桥的具体设计上,则有不同看法。当时参与其事的北大学生夏昌炽曾在其所撰《武汉纪念桥勘测报告》中对格林森的“福斯桥”方案表达了不同看法,认为其不过是照搬多年之前英国的旧式桥形,“断不合于将来之用。且观其预算,亦仅就已成之同式之桥,比较桥身之长短,以定价值之多寡,似亦非适合于实际者也”。

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= 1913年北京大学米娄团队勘定的武汉长江大桥及汉水桥选址

对此,米娄团队根据考察勘测,设计出了新的大桥方案。该方案计划在靠近武昌一侧江水最深的主航道附近建设主跨,其余江面部分则以较为密集的连续简支梁架设。中央主跨部分,米娄给出了三种不同造型的设计方案,在经济实用和雄壮华美方面各有不同侧重。在桥面布置上,米娄认为从长远发展考虑,大桥应设两层桥面,“建二层路于铁路之上,专为街市交通,使铁路与道路运输两不相妨,至为便利……且此种双层桥面之计划,较之铁路道路同在一平面者,尤为工坚而费省也”。(李文骥:《武汉跨江铁桥计划》)这是最早提出武汉大桥应设双层桥面的设计方案。

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米娄设计的武汉长江大桥三种桥型方案

只不过,民初北京政府对于修筑武汉大桥,实为“叶公好龙”而已。1913年的这两个方案,在完成初步设计后,皆成为纸上空谈,而大江天堑,洪流依旧。不过,两次勘测设计积累了宝贵经验,也锻炼了一批中国青年技术人员。曾参与其事的北大毕业生夏昌炽、李文骥等人,后来也都成为民国时期著名的桥梁专家,并参与了后来的数次大桥勘测设计工作。

美国桥梁专家华特尔的武汉大桥勘测设计

10年之后的1921年,修筑武汉长江大桥一事再度被提出,这次乃是由交通部的美籍顾问华特尔(J. A. L. Waddell)主持其事。华特尔此次设计,充分借鉴研究了10年前米娄所编写的意见书,并在长江、汉水均进行了实地钻孔勘测。他也认为长江大桥应选址江面最窄的龟山蛇山两山之间,而汉水桥的选址则上移至硚口。

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华特尔方案的武汉长江大桥选址,依然位于龟山蛇山之间

跨江大桥部分,华特尔也依然采用江中主航道设主跨,其余部分以连续简支梁架设的方案,其中主跨计划采用升降式活动梁。他在计划书中写道:“在长江大桥之下,为航海巨舶之具有高桅者可以通行起见,华特尔于附图第二张,标识一可以升举之桥孔,长三百二十六英尺,升高后竖面净空一百五十英尺。此净空倘仍不敷,仍可酌量加高,所费亦不巨也。”华特尔在汉水桥的设计中,也计划将主跨设计为升降活动式。

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华特尔设计的武汉长江大桥主跨升降式桥型方案

升降桥是华特尔所偏好的一种桥梁形式,他在世界各地设计了许多这类桥梁,在具体的升降机械和钢梁结构设计上,也有许多独创的发明和专利。比较著名的案例有美国堪萨斯城北侧密苏里河上的阿莫·斯威夫特·伯林顿大桥(ASB Bridge),该桥主跨桥面通过上方的钢桁架悬挂,当下方轮船需要通过时,则将桥面上提,华特尔计划在汉水桥的主体结构上采用这一设计。此外还有纽约西部泽西市阿肯萨克河上的下哈克升降桥(Lower Hack Lift),该桥采用了主跨桁架整体升降的设计,华特尔计划在武汉长江大桥主跨上,采用这一结构。

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华特尔设计的美国阿莫·斯威夫特·伯林顿大桥(上)和下哈克升降桥(下)

然而,此次架桥计划依然被北洋政府束之高阁。至1929年,南京国民政府统一全国伊始,在建设上展现出了一些积极姿态。这年4月,蒋桂战争刚刚结束不久,不甘失败的华特尔便又一次来到武汉,向中国政府推销他的大桥方案。这次他的方案“与民十大致相同,不过稍有变更”,如修改了中央主跨的长度等,但总体上看,从大桥选址到桥型设计,都基本与1921年方案相同。

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20世纪初美国著名桥梁专家华特尔

华特尔是20世纪初欧美著名的桥梁工程师,其设计资历与能力自毋庸置疑。然而,当时的武汉乃至中国的实际情况,毕竟与欧美各国有很大不同。如1929年这次计划,武汉市工务局便有工程人员提出疑问,认为武汉当时的市政发电厂无力供应大桥主跨升降用电,需另建发电厂,且一旦发生停电故障,大桥控制和水陆交通调度都将面临问题。

更重要者,武汉大桥所跨越的长江,是中国南方东西向的主要航道,船只往来极为频繁,而大桥本身承载全国铁路南北干线京汉、粤汉铁路的连接,以及武汉三镇彼此交通往来的两大功能,无论铁路还是公路交通,也都极为繁忙。而升降式桥对于江面行船和桥上行车不可同时兼顾,且每次升降开合,皆须大量等待时间,这无疑极大降低了大桥的使用效率。且武汉大桥完全可以借助龟山蛇山之山势,将大桥架高,并无必须采用升降桥之必要。

1950年代新中国修筑武汉长江大桥时,曾对华特尔方案进行了一番批判:“直升活动桥系为该专家的一项专利,要采用必须归他造,另出钱买他的专利权,发生重大故障时还得找他修。这样美国钢铁企业既做了生意、赚了钱,又控制了中国南北交通的命脉。”客观而论,这一分析也并非全无道理。

从1930年代开始,国民政府又先后组织了多次武汉长江大桥的勘测设计工作,特别是在1937年和1947年的两次,已经着手准备动工建桥,但由于战争原因,最终也未能建成。这几次设计中,茅以升等中国本土桥梁工程师已担其重任,虽然建桥之梦仍尚未完遂,但在这几次勘测设计过程中所积累的经验和资料数据,也为1950年代新中国最终建成长江大桥提供了重要参考。

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