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中国科学家发明家的故事-第21章

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步搞清了点燃的蜡烛和走马灯旋转的关系。茅以升的这种好奇心,陪伴了他
一生,成为无休止探求大自然奥秘的动力。

他9 岁那年的端午节,发生在秦淮河上的一件事,影响了他的一生。按
习惯,这一天要吃粽子,划龙船。秦淮河上也举行了划龙船比赛。有成千上
万的人站在河两岸及桥上观看,大家兴奋异常,助威呐喊,充满了欢乐的气
氛。突然,不幸的事情发生了!河上的文德桥轰隆一声栏断桥塌,许多人掉
进河里淹死了,其中还有他的小伙伴。

这消息使他难受极了,久久站在文德桥旁,心想:我长大了,一定要造


桥,一定要造更结实、永远不垮的桥!

坚实的基础

茅以升7 岁入小学,10 岁即以优秀的成绩考上了当时在全国知名的“江
南商业学堂”。学校开的课程,对一个10 岁的孩子,是很深很难的。但是凭
着奋斗的精神,他却成为学校的佼佼者。数学、物理是他的拿手好戏,历史、
地理更不在话下。他对古文、古诗、书法也有浓厚的兴趣。夏天的南京,是
个大火炉,他却能在屋里背古诗,练书法,一呆就是半天。一个暑假过去,
上百首古诗、十数篇古文即可出口背诵。

茅以升的英文、法文进步极快,时间不长就可读外文书籍了。《鲁滨孙
漂流记》、《孤星血泪》等成了他的常读之书。

他特别喜欢做各种实验,把这当成最大的乐趣。他还经常把坏了的钟表、
留声机打开看个究竟,并把它修理好。在他看来,每做成一件事,就多知道
了一个奥秘。

茅以升的奋斗精神,还表现在对体育的爱好上。在常人看来,酷爱读书
的人,都是书呆子。用这个眼光来看茅以升可就错了。在足球场上,这个小
个子像游鱼一样穿插奔跑,总能找到机会破门得分;在骑马场上,他又是一
个技术不错的骑手。他还在那时养成了洗冷水澡的习惯。这个习惯,一直坚
持到晚年。他认为体育活动是构成男子汉性格的重要组成部分。

茅以升成长的年代,祖国正处于灾难深重之中。甲午海战(1894 年),
小国日本打败了泱泱大清帝国;本世纪初(1900 年),八国联军的铁骑又踏
遍了北京城。腐败的清王朝,成了帝国主义的帮凶。但是中国人民的反抗也
从来没有停止过。继义和团之后,民主革命的伟大先行者孙中山,成立同盟
会,提出革命纲领,在全国各地发动武装起义。

茅以升深受影响,幼小心灵已深深播下救国救民的种子,萌发出强烈的
反抗精神。在纪念秋瑾、徐锡麟两位民主革命志士遇害的集会上,他慷慨陈
词,泣不成声;在慈禧太后、光绪皇帝“驾崩”举行“国哀”之时,他和伙
伴们学鸡叫,学狼嚎,大闹祭堂,并在此后毅然剪掉了脑后的长辫子。

少年时的奋斗,给他打下品德、身体、学识的牢固基础。

苦学

15 岁那年,茅以升抱着“以詹天佑为榜样,为中国人争气,造一流大桥”
的志向,考入当时有名的工科大学——唐山路矿学堂。入学仅三个月,伟大
的辛亥革命爆发了,两千年的帝制被推翻,茅以升在高兴激动之余,打算弃
笔从戎当一名革命军人,但母亲劝阻了他。特别是孙中山到路矿学堂对师生
的一次演讲,又使茅以升安下心来读书。孙中山先生认为:国民革命需要举
行起义建立民众政权,也需要学习世界先进科学技术。并说:同学们学习采
矿、筑路、造桥,也是为了革命。孙先生的话,成为他奋发学习的不竭动力
源泉。

那时,学校讲课,全用英语,没有正式课本,讲一节课,就要看10 多本
参考书,还要自己整理笔记。不少同学在困难面前毫无办法,而茅以升却有
条不紊。5 年时间,共整理出工整的笔记200 余本,约900 万字。摞起来,


足以高过屋顶。这样多的字,就是每天抄4000 个字,也要抄7 年啊!

1916 年茅以升以破格的120 分最高成绩毕业,紧接着以考试第一名的资
格,成为当年清华学堂(即清华大学)招收的10 名留美研究生之一。这年他
仅20 岁。

他进入美国康奈尔大学时,校方怀疑这个小个子中国青年,要他重新考
试。令他们惊异的是他当场考核的结果,比最优秀的美国学生还好。使人更
惊异的是仅仅一年,他就取得了硕士学位。以至校长发毕业证书时当场宣布:
“以后唐山路矿学堂来读研究生的一律免试!”紧接着,他又投入了极度紧
张的实习。在某桥梁公司,他先绘图,搞设计,后在工厂做工。金工、木工、
油漆工,造桥的全部工种技艺,他都装在心里。同时他又报考了加理基工学
院夜大学。

仅仅两年,他不但完成了实习,还写出了具有世界水平的论文《框架结
构的次应力》,成为加理基历史上第一位博士生。在美3 年,他以超人的奋
斗精神,完成了常人需要六七年才能完成的学业。

1920 年1 月5 日,24 岁的茅以升学成博士回国。

丰碑

1933 年3 月,正在天津北洋大学教书的茅以升,忽然接到担任浙赣铁路
局长的老同学的一封信,告知他“浙赣铁路已由杭州通至玉山,一两年后即
可通至南昌。。钱塘江一水,将浙省分成东西,铁路公路无法贯通。。兴建
钱塘江大桥,时机已成熟,拟将此重任,寄诸足下,务望即日来杭,面商一
切。。”

见到此信,茅以升兴奋得彻夜难眠!这是他回国后苦苦等了十几年的事
啊!近代以来,在中国的大地上,尚少有中国人自己设计建造的大桥。外国
人曾断言:中国人自己造不了现代化大桥。在历史上曾是世界造桥技术最发
达的中国,怎不为此感到耻辱!茅以升想:洗刷耻辱打破偏见,在此一举!

一座现代化大桥,一般由三个主要部分组成:桥梁、桥墩、桥基。

桥梁,是桥最显眼的部分,人来车往均从桥梁上面通过。桥梁的设计建
造关键,是要符合力学原理,能经受住火车、汽车等重物通过而不会断裂,
跨度越大,要求越高。桥墩,是用来支承桥梁的,它把来自桥梁的压力传给
下面的桥基。桥基,深深埋在河水下的泥沙之中,人们是看不见它的。然而,
它却是建桥的关键。它承受着大桥自身和人马车辆的重量,稍不稳固,上面
的桥墩、桥梁,不是歪,就是裂。因此,桥基不能建在河底的泥沙上,必须
穿透厚厚的泥沙,牢牢建在泥沙底部的岩石之上。如果从河底岩石算起,桥
的高度,往往比我们实际所能看到的桥的高度要高得多。(见图)

在钱塘江上建桥困难非常大。因为这里地处世界有名的钱塘江大潮所在
地,再加上常遇台风,所以风浪特别大。另外江底泥沙层深达40 多米。

茅以升带领全体科技人员和工人,依靠科学技术和大家的智慧,战胜了
一个又一个困难,把工程推向前进。

江底泥沙太厚,必须穿过泥沙打30 米深的桩,以达到把压力最终传到江
底岩石上的目的。打桩谈何容易!劲小了不进;劲大了断桩。一天只打进三
根,照这个速度,全桥1500 个桩,就要打一年半!这决不行。茅以升想出了


“射水法”,用高压水猛冲打桩的地点,不长时间,就把泥沙层层剥离,形
成一个深深的洞穴,再把桩子放进去打,工效一下提高10 倍。当把在岸上做
好的沉箱(参见图)浮在水面拖向墩址时,遇到了更大的困难。江面风大浪
高,沉箱像一匹脱缰的野马,一会儿被冲到上游,一会儿又被荡到下游,挣
断了铁链,撞坏了码头。整整4 个月,也没使一个沉箱就位。茅以升又带领
大家出主意想办法,研究大风和海潮的规律,找出定位失败的原因。他们终
于想出了在涨潮时浮运,落潮时就位,然后用10 吨重的大混凝土锚代替3
吨重的铁锚定位,解决了这个难题。

在建桥总体施工组织中,茅以升创造了基础、桥墩、钢梁三大工程上下
并进、一气呵成的方案,使工程进度大大加快。

经过两年多的艰苦奋战,钱塘江大桥终于在抗日战争的隆隆炮火中建成
了!茅以升创造了两个之最:工期最短——两年半,费用最低——160 万美
元。钱塘江大桥达到了当时的世界水平,超过了所有外国人在中国建成的大
桥。

新中国成立不久的1955 年,党和政府又把建设武汉长江大桥技术顾问委
员会主任的重担压在他身上。这个在长江边上长大的专家,那时已是60 岁的
老人了。

长江,无论从宽度、深度、水量、流速,都远非钱塘江可比,建桥的难
度也远远超过以往中国建的任何一座大桥。中国当时所有大河上都已建了大
桥,唯独剩下这道“天堑”,还阻碍着南北的交通。长江上建桥,最困难的,
仍然是水下基础工程。原来所有的方法,在这里都不能用。必须寻找新的方
法。这个方法,被充满智慧和创造精神的茅以升找到了。他提出用“大型管
柱钻孔法建大桥基础”。这方法是“在每个桥墩墩址,用30 多根直径1。5
米的大型空心水泥管,穿过江底泥沙直触岩层,再从管内放入钻机,在岩石
上钻孔,使管柱深深插入岩石;然后在管内注满钢筋混凝土,将管柱与岩石
紧密联成一体;最后,把这30 多根管柱联在一起,围成一个更大的圆柱体,
这就形成了一个坚不可摧的牢固基础,好像从江底岩石上长出一个擎天大
柱,把大桥稳稳托起。这一技术,获得了巨大成功。其它十几个关键性技术
难题,也都一一得到解决。仅两年时间,万里长江第一桥正式通车!武汉大
桥建造成功,标志着我国建桥技术跨入了世界先进行列。

钱塘江大桥、武汉长江大桥,是茅以升的两座丰碑,也是中国现代建桥
史上的两个里程碑。

良师益友

茅以升不仅是建造过许多桥梁的工程专家,还是
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