鄧文中：屢跨世界紀(jì)錄的橋梁大師

呂傳彬

鄧文中：屢跨世界紀(jì)錄的橋梁大師

呂傳彬

橋梁專家鄧文中在世界五大洲設(shè)計、施工或監(jiān)管超過百座大橋，全世界1/10、北美洲1/5的斜拉橋是他設(shè)計的，其中有六座橋梁的跨度曾創(chuàng)世界紀(jì)錄。因此，他被美國《工程新聞報導(dǎo)》(ENR)評選為過去125年對建筑工程最有貢獻(xiàn)的125位頂尖人物之一。

鄧文中以卓越的成就，1995年入選美國國家工程院院士，獲克林頓頒發(fā)總統(tǒng)獎，同時獲美國土木工程師學(xué)會榮譽會員和美國土木工程界最高獎。2000年入選中國工程院院士，成為名副其實極為難得的雙國院士。2010年獲美國土木工程師學(xué)會的工程設(shè)計杰出終身成就(OPAL)獎，以及國際橋梁和結(jié)構(gòu)工程成就獎等眾多獎項和榮譽。他發(fā)表研究論文一百余篇，對世界橋梁工程的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。

個性謙虛淡薄名利

鄧文中1938年出生于廣東省肇慶市，后赴香港苦讀，1959年獲香港珠海學(xué)院土木工程學(xué)位。他后來拿到了全額獎學(xué)金到德國達(dá)姆施塔特大學(xué)留學(xué)，師從著名鋼結(jié)構(gòu)大師克倫伯爾教授，1965年得到工學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司董事長和技術(shù)總監(jiān)。

熟悉鄧文中的朋友都認(rèn)為，他是一個平易近人、謙虛且謹(jǐn)慎的橋梁工程藝術(shù)家。40年來，他發(fā)明創(chuàng)造的成果不計其數(shù)，但他只申請過一個專利。他認(rèn)為專利阻礙了發(fā)展和扭曲競爭，此后再也沒申請過專利。

一位與他共過事的美國橋梁公司副總裁Ron Crockett指出，鄧文中是斜拉橋世界級的權(quán)威之一，卻不剛愎自用，總是耐心傾聽別人的意見和看法。他知識淵博判斷力敏銳，總是從施工的角度進(jìn)行思考，他的設(shè)計從一開始就考慮承包商如何施工的問題。

鄧文中表示，他從來不覺得自已有什么大的成就，只是憑自已的興趣多做了些事情。他所以能比別人造的橋多一些，可說是生逢其時。不但碰到了歐洲戰(zhàn)后的重建，美國的交通大興土木時期，又在改革開放時期回到中國，因此有大展身手的機(jī)會。

華裔專家關(guān)注祖國

鄧文中非常關(guān)注中國的發(fā)展，尤其致力于海外華人對社會的回饋與貢獻(xiàn)。鄧文中在1979年改革開放時期第一次回到中國，先后參加了多座大跨橋的決策、咨詢設(shè)計和審核工作。尤其自2003年起，他擔(dān)任重慶市設(shè)計菜園壩長江大橋的技術(shù)總監(jiān)，實現(xiàn)了多年要親自為中國設(shè)計大橋的愿望。

鄧文中認(rèn)為，中國建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，必須從其他國家學(xué)習(xí)經(jīng)驗，避免重蹈他人的覆轍。他希望藉創(chuàng)立的公司，來培養(yǎng)更多掌握先進(jìn)設(shè)計理念和技術(shù)的工程技術(shù)人員，為中國的橋梁建設(shè)做出貢獻(xiàn)。他曾兼教于美國哥倫比亞大學(xué)，近年更獲中國清華、同濟(jì)、東南、浙江、重慶交通、大連理工等著名大學(xué)榮譽教授。

他是中國旅美科技協(xié)會的榮譽顧問。也曾任國際華人交通運輸協(xié)會(ICTPA)副會長，以及ICTPA紐約分會會長。林同棪國際重慶分公司于2012年承辦ICTPA在中國重慶召開的亞太地區(qū)運輸發(fā)展研討會，他出錢出力，積極鼓勵中國工程師與國際交通運輸專家進(jìn)行學(xué)術(shù)和實務(wù)經(jīng)驗交流活動。

推動創(chuàng)新藝術(shù)橋梁

鄧文中很重視橋梁的藝術(shù)性。在他2014年出版的《橋梁話語》一書前言中提到，工程是一門藝術(shù)。因為工程除了要滿足一座橋梁既定的功能外，也要加強(qiáng)對橋梁設(shè)計的多樣性。他說只有懂得綜合和創(chuàng)造性應(yīng)用設(shè)計理論、新型材料和施工技術(shù)，造出最適合的橋，才稱得上造橋藝術(shù)家。因此他鼓勵橋梁工程師，不斷努力提升自己的修養(yǎng)，以期達(dá)到自成一家的大師境界。

他認(rèn)為，橋梁工程的工藝，就是創(chuàng)新穩(wěn)妥和藝術(shù)化，同時也強(qiáng)調(diào)造橋務(wù)必堅持安全、實用、經(jīng)濟(jì)和美觀的宗旨。創(chuàng)新就是以新的方法或理念去創(chuàng)造新的價值。創(chuàng)新可以是發(fā)明、改進(jìn)或融合，增值獎勵可以激發(fā)個人對創(chuàng)新的興趣，孵育締造和提供培育創(chuàng)新的環(huán)境。

他也提出創(chuàng)新的三個步驟，即以“為什么”、“為什么不”，和“假如...又如何”來進(jìn)行創(chuàng)新的思維。“為什么”這個問題會啟發(fā)人們對現(xiàn)狀的挑戰(zhàn)。“為什么不”的問題，是引進(jìn)新的概念和突破約束的機(jī)會。“假如...又如何”是要保證新觀念的可行。而要成為一個創(chuàng)新者，也應(yīng)具備能力、勇氣和機(jī)會三個基本條件。一個人的能力可以通過學(xué)習(xí)或?qū)嵺`獲得。創(chuàng)新者在提出“為什么不”之后，要有勇氣來面對挑戰(zhàn)，不斷反覆思索“假如...又如何”來完善創(chuàng)新過程。

建設(shè)橋梁多聽意見

《中國橋梁雜志》之前在“橋梁會客室”提供一個平臺，讓其他橋梁工程師發(fā)表對鄧文中所提有關(guān)“美觀何價”的觀感，鄧文中總結(jié)讀者的回響說，其實大家的意見他都同意，美有一定的價值，也同意橋梁要造的好看，不同的只是程度上的問題。在美觀價值上，有的人要硬性規(guī)定一個比例數(shù)字，有些人則趨于彈性處理。

他說，大家都同意我們不該浪費納稅人的錢。他雖然同意這個觀念，不過卻覺得“浪費”和“求適當(dāng)”不同，也就是儒家所謂的中庸。怎樣才是中庸，當(dāng)然因人因事因地而有所不同，因此很難定出一個標(biāo)準(zhǔn)來。

鄧文中引用一個學(xué)者的話為例，在比例上，小橋可以多花一些，大橋要嚴(yán)謹(jǐn)一點。不過他表示，其實真正的大橋，只要比例得當(dāng)，就會很好看。如果納稅人愿意多花錢建一座比較好看的橋，工程師就應(yīng)該尊重他們的意愿。因此工程師和領(lǐng)導(dǎo)都應(yīng)該深入社會 (如參照美國舉辦公證會等)，才能了解納稅人究竟要什么，才能正確地為人民服務(wù)。

橋梁創(chuàng)新例子很多

以下我們舉幾個鄧文中為人所津津樂道的美國舊金山奧克蘭海灣橋創(chuàng)新成功的例子，以及近十年來在中國所設(shè)計的橋梁。

舊金山海灣新東跨大橋處在美國地震最嚴(yán)重的地區(qū)，灣區(qū)的地質(zhì)很不好。業(yè)主要求用單柱式橋塔，單柱式橋塔屬于非冗余結(jié)構(gòu)，在當(dāng)時的抗震設(shè)計理念下，其實是不允許的。

但是灣區(qū)的居民要求建一座與舊金山環(huán)境相配的優(yōu)美的橋，且獨鐘情于單柱式橋塔的方案。在政府不愿額外花錢的基礎(chǔ)上，他們愿意自掏腰包，同意把過橋費由1元增加到3元，拿2.3億美元來美化外觀。又因業(yè)主要求大橋在大地震后能立即恢復(fù)交通，以及地震后的維修不得妨礙交通，在當(dāng)時既有的結(jié)構(gòu)形式中，這個要求基本是不可能的。終于，在鄧文中團(tuán)隊反復(fù)研究下，突破了既有的觀念，發(fā)展了一個剪力鏈的構(gòu)思。

鄧文中指出，其實這是既有的門式橋塔的一個變體，把門式塔的兩個塔柱緊密結(jié)合排在一起，由于塔上的梁很短，就成了剪力鏈。又因為兩塔柱的距離很短，多加幾根剪力鏈也沒有問題，不但加強(qiáng)了橋的安全，也增加了美觀。又因塔柱被分成四條腿用剪力鏈連起來，外觀看似單柱塔式，同時也具備了出色的抗震能力和滿足設(shè)計要求。既創(chuàng)新又穩(wěn)妥，而且安全耐久，壽命期達(dá)150年。

沈陽三好橋是第一座正式采用了“索輔梁橋”的理念設(shè)計的，這個理念設(shè)計可以充份利用主梁和拉索的承載能力，從而達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益。同時讓它的主梁可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土，而不需要鋼箱梁。雖然混凝土主梁很重，但是三好橋的鋼橋塔僅承受主梁一半的荷載，而不是像一般的斜拉橋，要承受全部主梁的荷載，所以很經(jīng)濟(jì)。由于三好橋兩岸已建成河濱公園，它的美觀要求是確定橋型的第一要素，它的造型像一朵綻開的百合花。

福建三明臺江大橋也是以“索輔梁橋”理念設(shè)計的，它的主塔上部是個拱的造型形成橋塔的方案，由斜拉的兩根柱子支撐。雖然這個組合并非承受豎向力最有效的結(jié)構(gòu)體系，但是鄧文中說大家都鐘情于拱的造型，因此他就問，拱本來是很有效的結(jié)構(gòu)，為什么這個橋塔形式不夠有效呢？這是由于較柔的斜柱不能限制拱的橫向位移，拉索的豎向分力就在橋塔中產(chǎn)生了過大的彎矩。因此他又問，為什么不通過一根系桿來限制這個變形呢？這樣就解決了問題，改進(jìn)的橋塔可以看做是由兩根柱子支撐的系桿拱。他們增加系桿的同時，也增加了一個豎向拉索，就可以通過調(diào)整豎向拉索的內(nèi)力，進(jìn)而調(diào)整水平系桿的內(nèi)力，然后通過不斷地“假如...又如何”的提問來確保橋梁的安全。

重慶嘉悅大橋也是采用“索輔梁橋”的理念設(shè)計的，設(shè)計以外傾塔柱來增加視覺效果。橋塔設(shè)計必須考慮不同水位條件下船舶撞擊的影響。當(dāng)?shù)睾樗谒骷保驳目赡苄院艽螅虼艘曰炷翗蛩容^適合。同時為了配合主跨的橋塔造型，邊跨的橋墩也采用雙柱的形式，看起來很苗條和漂亮。

重慶菜園壩長江大橋連接渝中半島的菜園壩和南岸，設(shè)計要求橋面為雙層結(jié)構(gòu)。上層有6車道和雙側(cè)人行道，下層為雙線輕軌車道。這個420米的主跨，在2007年通車時是世界最大跨徑的公軌兩用拱橋。主梁高近12米，主要是讓乘坐輕軌列車的乘客也能看到江面。由于以椼架結(jié)構(gòu)，讓整個結(jié)構(gòu)顯得通透和清爽。梯形主粱的橫截面和無立柱的邊跨，讓橋的外型看起來輕盈，不致破壞長江秀麗的風(fēng)景。

重慶兩江大橋（東水門長江大橋和千廝門嘉陵江大橋）為雙層橋面結(jié)構(gòu)，上面為道路，下面為軌道交通。大橋主梁采用正交異性橋面板鋼椼梁結(jié)構(gòu)，橋塔采用混凝土結(jié)構(gòu)。由于兩江所處的地標(biāo)性地理位置及其周遭環(huán)境，橋的外觀是方案設(shè)計的重點考慮要素。部分斜拉橋能夠充分發(fā)揮主梁以及拉索承載能力，是一個經(jīng)濟(jì)的選擇。而且單索面的布置使得大橋更為通透，也更能為重慶增添一道新的亮麗風(fēng)景。

鄧文中(Man-Chung Tang),美籍華人,美國國家工程院院士,中國工程院外籍院士,國際著名橋梁建筑工程大師,工學(xué)博士,名譽工學(xué)博士,名譽文學(xué)博士。