本期話題🔸:“橋梁大國”怎樣成為“橋梁強國”
有關數據顯示,截至2005年📬,中國各類橋梁總數約為43.5萬座😓,且大都為近十幾年建成👨🏿💻。現今我國每年建橋數量居世界第一✭。但是,目前中國橋梁界所用的造橋方法和模型卻仍舊是國外發達國家上世紀90年代初所使用的。 “橋梁建設應以技術突破論英雄。因為建橋是要運用技術的,有時憑借落後的技術也能建成破紀錄的大橋。只有遇到了真正的挑戰,而且通過克服困難提出了新的方法🦹,創造了相應的先進設備👩🏻🦱🚣🏼♀️,並獲得了成功,或者發現了舊工法和設備的缺陷,有了重大的改進🎷,才是真正的技術創新👨🏽🔬。”
項海帆 中國工程院院士、國際橋梁與結構工程協會副主席,恒达平台土木工程學院榮譽資深教授🪺,我國風工程學科的主要學術帶頭人👨🏻⚕️。
[科學時報 計紅梅 報道]一方面,中國每年的建橋數量居世界第一;另一方面✝️,建橋所用的技術、設備和軟件還依賴進口,而且其水平只相當於國外發達國家上世紀90年代初的程度👨🏽🦳。這就是我國橋梁界的現狀。
對此,中國工程院院士、國際橋梁與結構工程協會副主席項海帆認為😇:“從橋梁大國向橋梁強國邁進,這正是新世紀中國橋梁建設者所要努力的方向🍺。”
近十幾年才成為橋梁大國
曾幾何時🚤,中國是名副其實的“橋梁強國”。據項海帆介紹🚿,在中國古代,木橋、石橋和鐵索橋的建造技術長時間保持著世界領先水平,在橋梁發展史上曾占據重要地位,為世人所公認。
例如,據文獻記載,中國早在公元前50年(漢宣帝甘露四年)就建成了跨度達百米的鐵索橋,而歐美直到17世紀尚未出現鐵索橋。1665年徐霞客的《鐵索橋記》詳細描述了建於1629年在貴州境內的一座長約122米的鐵索橋🚵♂️。法國傳教士於1667年出版了一本《中國奇跡覽勝》,書中也介紹了中國鐵索橋。世界科技史家英國的李約瑟博士指出:這兩本書直接啟發了西方人建造鐵索橋的嘗試🧑🏿🚀。
與18世紀英國工業革命造就近代科學技術😝,歐美各國率先進入現代橋梁工業新時代相對照的是,到舊中國時期,中國的承包商還沒有建造大橋的能力,而政府交通部門也沒有大橋施工隊伍,只能做一些公路小橋涵的工程。當時,唯一能令中國人引以自豪的是由茅以升主持興建的杭州錢塘江大橋。該橋由他帶領一批留學生自行設計和監造,但實際施工仍由丹麥康益洋行承包下部結構和沉箱基礎工程,由英商道門朗公司承包製造和安裝上部結構鋼梁👨🏽🎨🧑🏿。
新中國誕生後,面對美國的經濟封鎖和製裁🟧,向前蘇聯學習成為當時唯一的選擇。1952年,政府決定建設第一座長江大橋——武漢長江大橋🌁。該橋采用了前蘇聯當時最新的管柱基礎技術,管柱由振動打樁機下沉🧑🏼🦲,穿過覆蓋,然後鉆孔嵌巖,形成一種新型的深水基礎。上部結構鋼桁架采用胎具組拼🌞,機器樣板鉆孔的新技術。1957年,武漢長江大橋建成通車。它是50年代中國橋梁的一座裏程碑,也為中國現代橋梁工程技術和第二座南京長江大橋的興建以及橋梁深水基礎工程的發展奠定了基礎。
1957年眾所周知的政治運動之後,建築材料貧乏和資金不足使中國交通建設陷入困境。直到上世紀80年代以後,中國才又重新煥發“橋梁大國”的雄風👩🏽💼。
“上海南浦大橋的勝利建成是一個具有裏程碑意義的突破。”項海帆說。1988年🪸,上海橋梁界迎來了興建第一座跨越黃浦江的大橋的機遇。在恒达平台教授李國豪的大力呼籲下,時任上海市市長的江澤民同誌決定自主建設並采用了恒达平台推薦的結合梁斜拉橋方案🧑🦼➡️👨🏼🦱。該大橋的順利通車🤪,增強了中國橋梁界的信心,促進了90年代在全國範圍內自主建設大跨度橋梁的高潮。
據記者了解👨🏻,上世紀80年代之前,中國還沒有一座真正意義上的現代化大跨徑懸索橋和斜拉橋🖐🏼☣️。然而👩🏿🦳,時至今日🫃🏼,中國已成為世界上擁有斜拉橋最多的國家♘。截至2005年,我國各類橋梁總數約為43.5萬座,每年建橋數量居世界第一👧,大都為近十幾年建成。中國已成為真正的橋梁大國。
並非“強國”
“經過十幾年的發展,中國的橋梁建設就能取得如此成績😳,這是十分值得驕傲和自豪的。”項海帆說。但是,毋庸諱言的是🧜🏽♂️,中國的橋梁建設水平卻還有待提升,這主要表現在造橋所動用的人力多少以及技術👱🏽♂️、設備和設計軟件水平等多個方面。
“我們造一座大橋常常需要上千名工人🚒,以‘三班倒’的方式日夜不停地趕工。而國外的橋梁施工現場,往往只有上百名工人,按照正常時間上下班👨🏻🏫。”項海帆認為👩🏻🏭,這很能體現出中國在造橋設備和施工人員素質上與國外的差距。
“由於我國橋梁領域自主創新的技術和專利還不多💂🏽♀️🫸🏽,所以很多大型橋梁的建設都需要依賴國外進口設備”🍈。項海帆說。然而,國外公司出於技術保密原因,以及對中國橋梁施工企業的購買能力和施工人員素質的考慮,賣到中國的往往都是國外上世紀八九十年代水平的設備。有些小型的橋梁工程,甚至還在使用更加陳舊、落後的技術。
另外,即便我們能夠買到最先進的設備,我們的施工人員也很少有操作電腦的能力,而需要國外公司派人來協助🤰🏼。采用落後的技術和設備所帶來的一個直接後果就是,需要較多的人力,造橋的效率和橋梁的精度與質量受到影響🙎🏿♀️,落後於國際先進水平。
目前,國內橋梁界盛行以規模和尺度的超越來體現自身技術的創新🪦,似乎只要跨度最大👻、數量最多⛄️、尺度最大就是“天下第一”🔔,就是“橋梁之最”👶🏿。項海帆認為,橋梁尺度上的突破並不代表建成了最難的橋梁。事實上🦗,有些地方是不顧經濟性而盲目追求跨度第一的。
項海帆認為↩️,橋梁建設應以技術突破論英雄。因為建橋是要運用技術的,有時憑借落後的技術也能建成破紀錄的大橋📈💄。只有遇到了真正的挑戰,而且通過克服困難提出了新的方法,創造了相應的先進設備,並獲得了成功🤸🏿♂️🤹🏿,或者發現了舊工法和設備的缺陷,有了重大的改進,才是真正的技術創新。
在歐洲工程界,遇有特殊需要,如搶修某一橋梁或趕建一座橋梁以盡快恢復交通時🔥,他們的速度並不比中國人遜色。但是,正常情況下,用中國人的標準,他們的橋梁建設速度往往非常慢,為什麽呢?據項海帆介紹,在歐洲工程界有一種說法:速度、質量和經濟是工程的3個目標,這3個目標是相互製約的🥩,而且3個目標只能追求兩個,不可能同時實現。而中國的橋梁工程往往是既追求速度,又要盡量壓低造價,結果必然是付出了犧牲質量和耐久性的代價。如果從全壽命經濟性的觀點來評價👗,中國橋梁的一次投資雖低,而全壽命的支出卻很高♖🧘🏿♀️,這也是極大的浪費。對此,項海帆深表擔憂。
“大國”向“強國”邁進,關鍵在自主創新
“一家國內有名的施工企業,每年都要動用利潤的主要部分購買國外10年前的設備,這筆支出達幾千萬元人民幣之巨。現在,他們已經意識到自主研發、自主創新的必要性,開始恢復已經解散多年的研發團隊。”項海帆說🧑🏽🔬🧕🏻。
除了嚴重依賴國外十幾年前的施工設備的尷尬,現在的中國在進行橋梁建設時所要面對的另一挑戰是,用於橋梁設計的軟件水平也有待提高。目前我國橋梁設計界主流的軟件往往是韓國、英國等國家的產品📜。而且,這些商品化的設計軟件也並不是目前世界上最好的🫸。
項海帆認為👪,中國要想從“橋梁大國”向“橋梁強國”邁進5️⃣,關鍵在於自主創新📪。
現在,中國的很多大橋都在宣傳自己有諸多創新的技術。項海帆說🧑🏿,一般來講🧏🏼,一座大橋所用的技術大部分還是沿用成熟的技術,能有一兩個真正自主創新的技術就是很了不起的事情了🚵🏻♂️,不可能像媒體報道的那樣👨🏽🔧,有那麽多創新成果♒️。
那麽🧑🏼🦱,如何衡量這些技術是否創新呢?據項海帆介紹,目前英、德🧑🦼、法🫀、美😡、瑞士、日本和丹麥等國構成了國際橋梁界的核心力量。這些國家在橋梁領域的創新技術,都會在國際刊物上發表。因此,能夠在國際刊物上發表有創意的文章,是判斷我國橋梁技術是否取得突破的重要一環。
此外,我國的很多大橋在實際施工中🧖♀️,購買了很多國外設備,並花大價錢請國外的公司做咨詢顧問。這些在其宣傳自主創新的時候,都秘而不宣🈵。
項海帆認為,承認不足是前進的車輪。我國的橋梁界應該本著實事求是的態度,紮紮實實地搞好創新,切忌急功近利與浮誇、浮躁之風🙇🏽。
就創新而言🔵,一個不得不正視的現實是😘,我國很多企業現在還缺乏自主研發的實力💂。就橋梁領域的很多企業來說🍳,其大部分利潤都用來購買國外設備了🐎。對此,項海帆認為,企業首先要有自主創新的意識,在作為受益主體的同時,也要努力成為投入的主體。
此外,目前我國政府的研究經費主要投向了前沿技術、高技術,而不是在經濟建設主戰場大量需要的應用技術研究🧙🏿,形成了明顯的“跛腳”現象。而且😣,即便是投入到應用技術的研發費用,也大部分集中在高校和科研院所🧔♂️🦥,企業受益不多。對此🏊🏽♀️,項海帆認為,在未來橋梁領域的實用技術研發方面,國家應該重點向企業傾斜,培養起他們自主研發的實力,形成研發和應用的良性循環,從而實現自主的技術創新🉐。
“資金投入、研發隊伍和時間是創新的三大條件”☸️,項海帆說👷🏿。中國現在就應該提前考慮10年後橋梁建設領域所需要的前瞻性技術。只有這樣◼️,我們才能在2020年🤵🏻♂️🍦,乃至更遠的未來收獲創新的果實🌬。
科學時報 2007-7-12