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(jì)、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(jì)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(bào)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(jiǎng)，同時(shí)獲美國土木工程師學(xué)會榮譽(yù)會員和美國土木工程界最高獎(jiǎng)。2000年入選中國工程院院士，成為名副其實(shí)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(jì)杰出終身成就(OPAL)獎(jiǎng)，以及國際橋梁和結(jié)構(gòu)工程成就獎(jiǎng)等眾多獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)。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(gè)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(jiǎng)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(gè)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(jì)其數(shù)，但他只申請過一個(gè)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(jì)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(shí)。不但碰到了歐洲戰(zhàn)后的重建，美國的交通大興土木時(shí)期，又在改革開放時(shí)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(shí)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(jì)和審核工作。尤其自2003年起，他擔(dān)任重慶市設(shè)計(jì)菜園壩長江大橋的技術(shù)總監(jiān)，實(shí)現(xiàn)了多年要親自為中國設(shè)計(jì)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(yàn)，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(jì)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(yù)教授。

他是中國旅美科技協(xié)會的榮譽(yù)顧問。也曾任國際華人交通運(yùn)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(yùn)輸發(fā)展研討會，他出錢出力，積極鼓勵(lì)中國工程師與國際交通運(yùn)輸專家進(jìn)行學(xué)術(shù)和實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)。

推動(dòng)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?yàn)楣こ坛艘獫M足一座橋梁既定的功能外，也要加強(qiáng)對橋梁設(shè)計(jì)的多樣性。他說只有懂得綜合和創(chuàng)造性應(yīng)用設(shè)計(jì)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(lì)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(shí)也強(qiáng)調(diào)造橋務(wù)必堅(jiān)持安全、實(shí)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(jià)值。創(chuàng)新可以是發(fā)明、改進(jìn)或融合，增值獎(jiǎng)勵(lì)可以激發(fā)個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)創(chuàng)新者，也應(yīng)具備能力、勇氣和機(jī)會三個(gè)基本條件。一個(gè)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(gè)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(jià)”的觀感，鄧文中總結(jié)讀者的回響說，其實(shí)大家的意見他都同意，美有一定的價(jià)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(jià)值上，有的人要硬性規(guī)定一個(gè)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(fèi)納稅人的錢。他雖然同意這個(gè)觀念，不過卻覺得“浪費(fèi)”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(gè)標(biāo)準(zhǔn)來。

鄧文中引用一個(gè)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(diǎn)。不過他表示，其實(shí)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(gè)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(jì)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(shí)的抗震設(shè)計(jì)理念下，其實(shí)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(dú)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(fèi)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(shí)既有的結(jié)構(gòu)形式中，這個(gè)要求基本是不可能的。終于，在鄧文中團(tuán)隊(duì)反復(fù)研究下，突破了既有的觀念，發(fā)展了一個(gè)剪力鏈的構(gòu)思。

鄧文中指出，其實(shí)這是既有的門式橋塔的一個(gè)變體，把門式塔的兩個(gè)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?yàn)閮伤木嚯x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(shí)也具備了出色的抗震能力和滿足設(shè)計(jì)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(jì)的，這個(gè)理念設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)的，它的主塔上部是個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)，也增加了一個(gè)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(jì)的，設(shè)計(jì)以外傾塔柱來增加視覺效果。橋塔設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)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(gè)420米的主跨，在2007年通車時(shí)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(gè)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(jì)的重點(diǎn)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(gè)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(yù)工學(xué)博士,名譽(yù)文學(xué)博士。