院士：中国是桥梁大国却非桥梁强国 输在了软件上( 二 )
武汉鹦鹉洲长江大桥也发生过晃动/图片来源：汉阳政务2 ， 中国拱桥耐久能扛 ， 寿命长 ， 是瑰宝《科学大师》：是不是可以理解 ， 拱桥是目前桥梁界最安全的桥型？郑皆连：中国赵州桥是在1400多年前建立的 ， 这是世界上第一个敞肩拱的石拱桥 。 至今这个赵州桥还屹立在河上 。 拱桥为什么寿命如此之长 ， 这是它受力合理的一个结果 。 我们桥梁有四种桥型：有梁桥 ， 有悬索桥 ， 有斜拉桥 ， 也有拱桥 。 我说它是受力结构极为合理的一种桥梁 ， 就是它把结构物理自重或者说荷载通过这个弯曲的拱圈 ， 把它转化成了拱圈上的轴向受力 ， 就是把垂直荷载变成拱圈上的轴向受力 。 如果我们拱轴线选的好的话 ， 它就在小偏心受压 。 正因为它是以受压为主 ， 所以它就耐久性非常好 ， 因为没有疲劳问题 。如果说赵州桥是不走汽车的 ， 那北京的卢沟桥也800年了 ， 它是走汽车的 ， 跨越永定河 ， 而且它还走过400吨的平板车 ， 它的超载能力非常强 。 所以我们现在讲古桥 ， 中国的古桥绝大部分指的就是拱桥 。 因为其他桥 ， 它的耐久性是扛不住各种人为的或自然灾害影响的 。另外 ， 所有受压材料都可以用来建桥， 我们拱桥有砖的、有石头的、有铁的、也有钢的 ， 这是其他桥不可能具备的 。
有天下第一桥美称的中国拱桥鼻祖赵州桥/图片来自网络《科学大师》：从原创性来讲 ， 拱桥是中国原产 ， 悬索桥是国外引进 ， 可以这样讲么？郑皆连：拱桥是历史非常悠久的一种桥型 。 敞肩拱式的拱桥 ， 我们老祖宗是第一个做出来的 ，距今1400多年 ， 大概比欧洲早了500年 。 这种敞肩拱式 ， 使石拱桥的跨径可以加大 。 什么是敞肩拱式?原来的拱桥是实腹式的 ， 没有挖孔 ， 所以它的跨径就做不大 。 而空腹拱 ， 它是把恒载减轻了 ， 所以它跨径才可以做的大 。 石拱桥30米以上跨径的基本都是空腹拱 ， 这是我们祖宗的一个很大的贡献 。 我们现代拱桥 ， 围绕着特别是钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥 ， 这些主要工法 ， 我们都有它的主要知识产权 ， 都把它用专利保护起来了 。过去大家把拱桥看作是落后的东西 ， 现代化的悬索桥和斜拉桥 ， 斜拉桥是二战以后才有的 ， 德国人发明的 。 实际上 ， 我们建设的跨径575米的平南三桥 ， 它和斜拉桥和悬索桥比 ， 几乎把所有的优点都占完了 ， 在全国还有好多地方都适合建（据中新网称：平南三桥为目前世界最大跨径的拱桥 ， 其科技含量之高、制造过程之精密、设计施工技术之尖端 ， 均是世界同类型桥梁之最） 。 拱桥是传统 ， 但实际上蕴含着许多中国哲学 。 我把它称为中国的一个瑰宝 ， 影响是非常深远的 。 虽然在这方面我也做了一些科普 ， 但是做得还不够 。《科学大师》：您在拱桥工程方面代表性的科研贡献是实现了无支架建设 ， 这个无支架技术为什么那么重要？郑皆连：一千多年以来 ， 拱桥都没摆脱一个问题：拱圈施工非常困难 ， 必须搭支架 。 我大学毕业三年 ， 在工地转了三年 ， 就发现搭支架不行 ， 洪水一来把支架冲跑了 。 能不能不搭支架 ， 我当时就有这个逆向思维 。现代化的拱桥 ， 跨径要修大 ， 第一步就必须不搭拱架 。 如果我们还持续搭拱架 ， 跨径再大也大不到哪里去 。 1968年推广双曲拱桥的时候 ， 我首次提出不用搭支架修拱桥的方法：钢丝绳斜拉扣挂 ， 松索合拢形成拱圈 ， 就是把下面的支撑变为上面的悬吊 ， 包括悬拼 ， 包括转体来建设拱桥 。 因为有了无支架施工、转体 ， 我们拱桥的跨径就从石拱桥的最大跨径146米 ， 发展到现在是575米 ， 我们想做到700米 ， 但是还没有实现 。
建设中的平南三桥 ， 以575米的跨径成为目前世界最大跨径的拱桥/图源：广西交通设计集团公司3 ， 我们不能因为桥梁数量多、跨径大就满足了《科学大师》：您说到拱桥有可能首先完成大国向强国突破 ， 桥梁方面也存在大国和强国的提法么？郑皆连：说我们是桥梁大国 ， 因为我们建的桥梁最多 ， 专利也最多 ， 除了悬索桥第一跨径在日本 ， 其他所有大跨径桥都在我们中国 ， 全世界15座超过430米跨径的拱桥 ， 大概有3座在国外 ， 其他12座在中国 。 1990年开始 ， 30年我们建桥的跨径从110米发展到575米 。 跨径增长之快 ， 在桥梁史上罕见 ， 数量也发展到近500座 。 广西正在建跨径600米的拱桥 。 所以称为大国是毫无疑问的 ， 是大家认可的 。但为什么我们还没有成为强国呢 ， 一个计算软件不是我们的 ， 我们现在用的软件都是国外的 ， 我们自己编的功能还不如国外 。 第二个就是桥梁的耐久性 ， 我们还有一些短板 。 为什么这个耐久性可以在拱桥方面得到突破 ， 那是祖师爷李春的赵州桥带了头 。 我们现在完全可以搞到最好 ， 耐久性最好 。 当然在软件上我们还要努力 ， 应该组织国家队来攻坚 ， 搞一些比较好的软件出来 。《科学大师》：对于一个国家来讲 ， 成为桥梁强国的意义是什么？为什么必须要成为桥梁强国？郑皆连：我觉得也是基于我们基建部门的短板而言 ， 我们不能因为桥梁数量多、跨径大就满足了 ， 我们还要不断追求技术的升级或者优化 。 实际上我觉得 ， 从大国向强国过渡 ， 也是一个过程 ， 是一个前进的过程 ， 激励我们能解决更多问题和难题 ， 对我们发展技术 ， 推进这个事业更上一层楼 ， 是有好处的 。
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