論橋梁建設的經(jīng)濟、耐久和創(chuàng)新理念
2014年5月,我在21屆全國橋梁學術(shù)會議上發(fā)表了一篇論文,題目叫“基于經(jīng)濟、耐久和創(chuàng)新理念的城市橋梁”。承蒙讀者喜愛,拙作被網(wǎng)上評為“中國橋梁橋頭堡式”的學術(shù)論文。其實,這一理念,是同濟大學項海帆院士在無錫橋梁學術(shù)討論會上提出的。
項海帆院士認為,橋梁建設應以技術(shù)突破論英雄。因為建橋是要運用技術(shù)的,有時憑借落后的技術(shù)也能建成破紀錄的大橋。只有遇到了真正的挑戰(zhàn),而且通過克服困難提出了新的方法,創(chuàng)造了相應的先進設備,并獲得了成功,或者發(fā)現(xiàn)了舊工法和設備的缺陷,有了重大的改進,才是真正的技術(shù)創(chuàng)新。在歐洲工程界,遇有特殊需要,如搶修某一橋梁或趕建一座橋梁以盡快恢復交通時,他們的速度并不比中國人遜色。但是,正常情況下,用中國人的標準,他們的橋梁建設速度往往非常慢,為什么呢?據(jù)項海帆介紹,在歐洲工程界有一種說法:速度、質(zhì)量和經(jīng)濟是工程的三個目標,這三個目標是相互制約的,而且三個目標只能追求兩個,不可能同時實現(xiàn)。而中國的橋梁工程往往是既追求速度,又要盡量壓低造價,結(jié)果往往是付出了犧牲質(zhì)量和耐久性的代價。如果從全壽命經(jīng)濟性的觀點來評價,中國橋梁的一次投資雖低,而全壽命的支出卻很高,這也是極大的浪費。對此,項海帆深表擔憂。
中國工程院院士鄭皆連也表示,在當今世界上名列前茅的橋梁中,一半是在中國,中國的橋梁技術(shù)已經(jīng)位于世界前列。但我們也要清醒地面對“創(chuàng)新”二字,橋梁技術(shù)創(chuàng)新是手段而不是目的。要用較少的建設資金,較短的建設工期,安全地建設一座高質(zhì)量、耐久、美觀的橋梁,除充分使用既有技術(shù)外還離不開技術(shù)創(chuàng)新。創(chuàng)新是根據(jù)橋梁建設實踐的需要提出來的,是針對現(xiàn)有技術(shù)存在弊病進行改造的過程,不能為創(chuàng)新而創(chuàng)新。尤其是一些特大型橋梁,設計者要深入了解環(huán)境,構(gòu)思出的橋梁融入環(huán)境,甚至為環(huán)境增色,力求每做一個工程有一個進步。這個艱苦的過程就是創(chuàng)新。 鄭皆連院士同時指出,橋梁尤其是城市橋梁要重視美觀,美觀主要體現(xiàn)在功能美與環(huán)境協(xié)調(diào)上,突顯力量和健康。一般通過線型、尺寸比例來實現(xiàn),幾乎不花錢或花很少的錢,如蘇通長江大橋、杭州復興大橋等。近年來,出現(xiàn)了一種為滿足局部人群感官沖擊,不惜犧牲結(jié)構(gòu)合理性,追求新奇、怪異、雕塑化的傾向,不但增加施工、維護難度,影響耐久性,也大幅度提高了工程造價,陷入了創(chuàng)新的誤區(qū)。
中國工程院外籍院士鄧文中曾提到目前我國橋梁創(chuàng)新中的一些誤區(qū)。鄧文中用一個形象的比喻告訴了大家,人不是機器,在我們生活和成長的過程中,常常會在心里輸入一些不大合理的意識。正如許多股民常常把一些整數(shù),例如3000點、5000點作為拐點。其實,從數(shù)字上說,2999與3000的差別并不大。在橋梁工程歷史上也發(fā)生過類似的事情。當年舊金山的金門大橋在設計時,許多人都認為1000米是一個神圣的數(shù)字,認為橋梁跨度不應該超過1000米,所以把金門大橋的設計擱置了好一段時間。今天聽起來會覺得很無稽,但當時卻是煞有其事。今天世界上最大的跨度,330米的石板坡梁橋,552米的朝天門拱橋,1088米的蘇通斜拉橋和1991米的明石懸索橋,還遠遠低于工程技術(shù)上可能建造的最大跨度。今天的跨度限制,不是技術(shù),而是造價,所以,花大價錢創(chuàng)造一個世界紀錄是無意義的,在合理的技術(shù)上有所突破,才是真正的創(chuàng)新。
盡管從技術(shù)上說,我們可以修建超大跨徑的橋梁,但這并不表示我們可以任意追求建造跨徑更大的橋梁。跨徑越大,造價也越高。經(jīng)濟性作為判定一個橋梁設計是否成功的基本標準,決定了我們必須將造價保持在一個合理的范圍內(nèi)。造價是我們在橋梁設計中必須考慮的問題,如果一座橋梁的經(jīng)濟性不合理,是不可能修建的。
我認為,關(guān)于橋梁建設“經(jīng)濟、耐久和創(chuàng)新理念”的討論僅僅開始,看法上有分歧,認識上有誤區(qū),這些都很正常。通過討論和爭論,特別是認真總結(jié)以往的討論和爭論,譬如有的專家提出,為什么我們的橋梁建成不足20年就要加固和維修?明石海峽大橋為什么要建十年 在我們運用過時和落后的技術(shù)修建所謂破紀錄的大橋時,是否也應關(guān)注,國際重大工程的設計競賽和施工競標中為什么沒有中國人的身影
由此引申一些思考:縱觀前些年由外國建筑師設計的建筑作品在我國比比皆是,如北京的國家大劇院、國家體育館 鳥巢 、央視新大樓等,這些建筑大作品都是城市建筑的重要標志,占據(jù)著城市的主要地段,我們?nèi)绾卫斫膺@些令人耳目一新的建筑作品,如何吸取其建筑藝術(shù)精華,成為前些年中國建筑界爭論的焦點。我以為,還應在建筑界引入“經(jīng)濟、耐久和創(chuàng)新”的理念,繁榮建筑創(chuàng)作,創(chuàng)作出的優(yōu)秀的建筑應對周圍環(huán)境有積極呼應,它不僅能優(yōu)化所在地塊的環(huán)境(如留出活動場地,廣場,綠地等)、合理組織人流車流,還能與周圍的建筑及環(huán)境一起形成良好的城市界面。此外,優(yōu)秀的建筑還要有合理的布局和優(yōu)美的形式。古今中外的建筑盡管在形式處理方面有極大的差別,但都遵循一個共同的準則——多樣統(tǒng)一,并體現(xiàn)多樣統(tǒng)一的原則。
作為橋梁設計者,我認為一是不要單純追求跨度和橋梁規(guī)模的突破;二是要向韓國學習,將橋梁的使用壽命定為世界上最高的標準——130年;三是在確定橋型方案時,應將經(jīng)濟性作為一項重要的指標,不要刻意追求奇特的橋梁外型設計。總之,應辯證認識和把握在城市橋梁建設中“經(jīng)濟、耐久和創(chuàng)新理念”的有機聯(lián)系和相互制約的作用,努力實現(xiàn)我國由世界橋梁建造大國向世界橋梁強國的目標邁進!
作者:穆祥純,北京市市政工程設計研究總院有限公司副總經(jīng)理、教授級高工。