摘要：钱塘江桥是我国自主设计并主持施工的第一座现代化铁路、公路两用桥梁，它在设计、施工过程中充分考虑了地理、造价、美国以及国防等因素。研究钱塘江桥对今天的工程建设依然具有重要的价值。
关键词：钱塘江桥；设计；启示
近代工程科学技术与现代化的桥梁、铁路、公路工程密切相关，而近代科学技术来源于西方，也是中国所薄弱的。近代以来我国兴建的大型工程，多为西方承包建设的重要原因之一就在于此。钱塘江大桥之前我国修建的大型桥梁工程毫无例外也是由西方国家公司承包了从设计、施工的所有工序。钱塘江桥的设计和施工打破这一现象，开启了我国自主设计并施工建筑现代化桥梁的序幕，它是我国近代历史上第一座由中国自主设计并管理施工的现代化大桥。钱塘江建桥有着实际的需要，浙江通常被分为浙东和浙西，而出现这一现象的原因之一就是因为钱塘江天然地将浙江分为东西两部分。此外，南京国民政府成立之后，加强了对全国经济和交通的建设，沪杭甬铁路、公路，浙赣铁路都被钱塘江阻断，南北交通不便，密切的经济文化交流和人口流通给交通造成了大量的压力，传统轮渡已经不能满足实际需要了。
时任浙江省建设厅厅长的曾养甫为了改变“铁路、公路往往是‘遇河而断',或遇河而止，以致城乡交通极其不便，特别是南北交通困难万状”的状况，提议建桥并积极谋划。1933年夏曾养甫找到茅以升并多次与他讨论建桥事业，表达了建桥的决心。茅以升，中国着名桥梁、土木工程专家，1916年考取庚款公费留学生到美国康奈尔大学留学，主攻桥梁，获土木工程硕士学位，后又入卡耐基理工大学夜校博士班，并于1919年通过博士论文答辩，成为卡耐基理工大学第一位工学博士。1920年回国后，于唐山交通大学、东南大学等校任教，是我国当时屈指可数的桥梁和工程专家之一。双方对建桥事业很快达成共识。1933年8月成立钱塘江桥工程委员会，1934年4月1日成立“钱塘江桥工程处”接替钱塘江桥工程委员会主持建桥工作，以茅以升为主任，聘请罗英为总工程师。经过一年的的设计、策划，钱塘桥于1934年10月正式开工建设，历时两年半，在1937年铁路、公路均实现通车。全桥总长1453米，内江上正桥16孔，每孔跨度67米，南北两岸上引桥共381米。桥分两层，下为铁路，上为公路，铁路火车载重50吨，公路汽车载重15吨。公路两旁为人行道，造价法币540万法币，当时约合165万美元。
钱塘江桥，作为我国第一座自主设计并管理施工的桥梁，在我国桥梁史上具有重要的地位。其设计、施工的经验值得我们借鉴和思考。
一、做好前期的调查工作
桥梁工程属于大型工程，大型的工程需要做大量统计、测量、计算工作。钱塘江桥亦然，在钱塘江桥建设之前，浙江等地一直流传着“钱塘江无底”的说法。一方面说明钱塘江环境之恶劣，另一方面也是江底泥沙厚，容易受水流冲刷，对施工影响比较严重而言。这一句话一定程度上也反映了当时人们认为钱塘江建桥并不可行。一方面是为了论证建桥的可行性，同时为建桥的设计、施工做准备，设计和制订出可行而且高质的方案，浙江省建设厅组织钻探队对钱塘江江底进行了长达六个月的勘探，钻探江底五处，“深入河底一百四十尺”,通过钻探得知“并非无坚固之河底，建桥亦非十分苦难”,有坚固的河底意味着河基稳固，这是钱塘江能建桥所必须的地理条件保障。充分调研和详细的资料收集是进行设计、施工的基础，可以保障工程的顺利完成。
二、选择最优设计在准备建桥初期
浙江省建设厅曾找铁道部顾问华德尔设计施工图纸和施工方案，桥工处成立之后拟定了四条设计原则：（一）钱塘江水浅，而沙滩变迁无常，为顾及航行关系，桥墩距离以相等为宜；（二）本桥为铁路公路两用桥，应顾及各种运输之需要，且桥长一公里，须谋运输之通畅，以节时间。（三）本桥关系国防，应顾及军事上之防御；（四）杭州为风景胜地，本桥设计应顾及两岸观瞻。根据设计原则桥工处设计了六套方案，加上华德尔设计的方案一共有7种方案供选择。[1]据茅以升先生透露，之所以找华德尔设计，是出于政治考虑，一方面是方便建桥经费的获得，另一方面也是为了获得铁道部的支持，方便审批。桥工处、建设厅、铁道部经过多方考虑，最终确定了“钱塘江控制线1公里以内，设置双层钢梁桥16孔……采用华伦式构造，接触处用铆钉，上层公路桥面，用钢筋混凝土箭镞，厚7寸，承托在横钢梁之上，与桁梁之上弦相接；下层铁路桥面，由钢轨木枕及纵横梁组成，链接与桁梁之直杆，上下两弦均有御风梁架，采用铆钉链接式”的方案，全桥15座桥墩，用钢筋混凝土箭镞，墩内留置空穴，以便减轻重量。[2]根据华德尔的设计，公路铁路采用单层联合桥型式，铁路和公路平行，公路旁边为人行道，铁路和公路均为单行道，面对长达一里的里程，极易导致交通拥堵，通行不便，随着经济、社会的发展，将不能满足需求。于此同时，华氏设计的方案造价高达780万银元，然而根据桥工处的设计，桥采用双层联合桥型式，只需要510万元，最终花费540万元，节省了将近三分之一的开支。同时桥工处在设计时，将公路设计成双行线，公路两边为人行道，不易造成交通堵塞，也方便桥上避车。同一个工程项目，不同的设计师有不同的考虑，即使是同一个设计师，出于不同的考虑以及不同需求会设计出不同的方案，但是造价方面工程界有一个共识，即同一条件，同一市价，无论如何建筑，如为合理设计，其经费不能相差过远。华氏设计和桥工处设计在造价上相去甚远，自然不应该是最优的设计方案，最后被否决也是情理之中。
三、设计要因地制宜
钱塘江独特的地理环境决定了我们不能采用通行的设计施工方案，必须有所变通、因地制宜。设计时将大桥位置定于杭州市区西南的闸口，在钱塘江流为山脉所阻而转折处的下游，其地江面较狭，而江流为北岸所束，河身稳定，不致改道，其唯一缺点是离市区较远，行人要绕道，但对铁路和公路的联络，都较便利。钱塘江江面宽度，平时为1200米，大潮时达1500米。为了整治堤案，约束江流，将北岸推出约200米，南岸推出约300米，使江面宽度缩为1000米。虽然全桥长1453米，但是在江面上距离减少了近三分之一，降低了施工难度，便利了施工。钱塘江还有通航的要求，为了保障钱塘江的通航，设计时根据钱塘江的情况，将桥墩距统一设置为67米，设计桥下可以通航船只的高度为10米，保障铁路、公路的建筑又保障了钱塘江桥政策的通航。
四、设计要与周边协调一致
钱塘江位于风景名胜，每年到杭州来游览参观的人数不胜数。在桥工处拟定的设计原则中有“应顾及两岸观瞻”一条，在设计之中充分考虑到桥的美观要求，使全桥各部分方圆配合，色彩调和，主次分明、浑然一体。说明桥工处在设计之初就已经考虑到桥建成之后的美观要求并注意保护钱塘江周边生态环境。充分考虑了钱塘江桥如何与周边环境合二为一，充分融合的问题。为了将桥与两岸景观融二为一，桥工处在设计之时，鉴于北岸引桥背山面水，附近还有六和塔等名胜，所以规划在钱塘江桥北岸桥头两侧进行绿化，建筑钱塘江主提公园，一方面纪念这次建桥，一方面是为了在钱塘江桥的建成之后不会显得突兀，破坏两岸的人文景观。
五、要有长远的眼光和预见性
建桥不仅仅是建立一座桥的简单，他的意义，不仅仅停留在是我国自主设计和主持施工的第一座现代化铁路、公路两用桥梁，这是民族自豪感和桥梁史上的意义。更重要的是在设计钱塘江桥之时就将人才培养纳入了工程规划之中，为我国培养了一批桥梁人才。1935和1936两年的暑假，桥工处分函国内有工科的大学，要求他们选派三年级肄业的大学生到杭州桥工处实习两个月，由桥工处供应食宿，每年招收80个。实习生在桥工处每天除上课一两小时外，均分派在各个工地，轮流实习，给他们实地接触工程的机会，了解施工的每一个环节，讲学习的理论运动于工程实践，实习期满由桥工处发给证书，这个计划得到了圆满执行。
六、设计要创新
创新是一个民族的灵魂，钱塘江桥虽然是我国自主设计和主持施工的第一座较大的现代化桥梁桥梁，但是当时人们的智慧在桥梁设计和施工过程之中得到了充分的展示。钱塘江桥建设过程中使用了“沉箱法”、“搭架法”“伸臂法”、“吊运法”“浮运法”等施工方法，第一次将标准化定做和流水线施工引入钱塘江桥的建设。传统的造桥程序分三步走，被称为造桥“三步曲”,首先造桥墩基础，再造桥墩，最后在桥墩上架桥梁，按照基础-桥墩-桥梁这样的顺序依次建筑。因而桥墩等基础，桥梁等桥墩所费的时间，总是无法避免。钱塘江桥建设时日本帝国主义侵华迫在眉睫，在东部地区建设这样一个既有经济效益又有国防作用的现代化桥梁难免会引起日本的注意，1917年抗战爆发后，淞沪会战时期更是如此。所以尽早建成钱塘江桥对国防和经济都更为有利。所以钱塘江桥在设计和建设时一反传统的“三步曲”模式，“在沉箱下沉时，基础工程与桥墩同时进行，江中进行桥墩工程时，岸上进行钢梁装配工程。有两个相邻桥墩完工时，岸上整个装好的钢梁，即用船承载浮运，利用潮水涨落，安装上桥墩。形成一个”生产线“不分水中岸上，一项工程接一项工程，紧密衔接，一气呵成。”[3]在此应该特别说明的是，沉箱是长方形钢筋混凝土结构，长18米，宽约11米，高6米，重600吨，陆上组装，然后用“吊运法”运到江中施工地点。沉箱分为两部分，江底挖沙和建筑桥墩可以同时进行，当底泥沙挖到岩石之后，就在挖沙一部分沉箱里填上钢筋混凝土，成为了桥墩的底座，一举两得，节约和有效推进了施工的进度。沉箱还有另一个优点，沉箱是一个密闭的空间，工人可以在里面施工，总工程师也可以下沉箱之中了解情况。1937年日军曾多次空袭钱塘江桥，虽然没有造成重大损失，但是战乱时期。处于战争考虑，日方空袭企图炸毁钱塘江桥的可能还是存在的，标准化的生产制造，在国防上的一个重要作用就是，每一孔钢梁长度一致，在制造可以预先制造一孔或者多孔钢梁，做到有备无患，只要桥墩不被炸毁，工程处就可以迅速对桥梁进行抢修。
钱塘江桥的建设，虽然作为我国第一座拥有自主知识产权的现代化大桥难免存在很多问题，施工过程之中也遇到了许多问题，包括出现了袁明祥、王贤良等60余名施工人员在施工过程遇难的事故。[4]但是钱塘江充分考虑到了造价、造价、美观、国防等多方面因素，从工人到工程师等，再到为工程提供资金资助的银行家们在钱塘江桥施工过程之表现出来的强大的爱国之情和高昂的士气是值得我们敬仰的。新中国成立之后，我们先后建设了，武汉长江大桥、南京长江大桥等一系列大型桥梁工程。钱塘江上，也新修建了二桥、三桥等10座大桥。我国桥梁技术从传统走向现代化，从弱小走到今天的强大均是因为站在前人的肩膀。今天我们回到1934年那特殊的年代，回到我国自主建设的第一座现代化桥梁，思考她的设计、施工，对我们今天进行桥梁等大型工程的设计、施工依然具有重要的意义。桥梁的建设不仅仅是为了解决交通，还有国防、经济等多方面的作用，在桥梁设计是应综合考虑各方面的因素，因地制宜、注重整体性、加强预见性和创新，将桥梁技术的进步和桥梁专业人才的培养纳入到桥梁的建设之中去（图1,2）。
参考文献
[1][民国]钱塘江桥工程处：钱塘江桥开工纪念刊，书林书局，1934年。
[2][民国]钱塘江桥工程处：钱塘江桥开工纪念刊，书林书局，1934年。
[3]茅以升：通往现代化之桥，科学出版社，2012年，第5页。
[4]茅以升：钱塘江桥，中国科学图书仪器公司，1950年。