九江长江大桥背后的故事

饶思源

　　1973年呱呱坠地的婴儿，现已年届半百。今年是2023年，恰逄九江长江大桥开工建设五十周年，暨建成通车（公路）三十周年。

九江长江大桥由正桥和两岸引桥组成，全桥铁路部分长7675米。公路部分4460米。

　　忆往昔岁月峥嵘，自1973年12月26日开工，历经艰难一波三折，1993年终于盼来大桥建成通车（公路)，二年后铁路通车。长江水道与京港铁路十字交汇，国家发展格局又增添交通大动脉，承东启西、连南接北战略意义非同寻常。长江大桥对促进两岸交流交往，加快当地经济合作共谋发展，都具有举足轻重的现实意义。

一、我国具有里程碑意义的三座大桥

众所周知，1957年我国建成武汉长江大桥举国欢腾，1968年又有南京长江大桥通车喜传捷报。及至九江，虽然工期长达二十年，但九江长江大桥在传承基础上创新、超越，为我国桥梁建设竖起第三座里程碑。

三座长江大桥都是连续钢桁梁结构，堪称同门三兄弟。如今桥型异彩纷呈，斜拉桥、悬索桥尽领风骚。若论应对极端状况（灾害、战争等)，连续梁桥的生存能力、抗破坏能力更胜一筹亳无悬念。

　　连跨多孔称连续梁，视水面宽度连续梁分为若干段（热胀冷缩等因素)，武汉桥、南京桥采用三段连续梁。

九江桥则分四段连续梁，（中间一段为梁/拱混合结构），自北向南为:两段（联)3x162m连续钢桁梁,一段（联)180m +216m+180m柔性拱加劲钢桁梁和一段（联)2x126m连续钢桁梁。

　　三兄弟各尽所能不辱使命。如同接力赛冲刺夺冠，团队荣耀彪炳史册。

起步——武汉，万里长江第一桥

成长——南京，我国自主建设第一桥

成熟——九江，传承与超越的桥梁经典。

二、九江长江大桥的传承与超越

1、新钢材——高强度低合金钢

钢材种类繁多，性能千差万别。武汉桥3号低碳钢，当初家底单簿工业落后，艰苦奋斗搞建设。南京桥采用16锰低合金钢，各项性能优于低碳钢。及至九江桥，研制出高强度低合金钢15MnVNq，名字有点长，钢材性能达到当时国际先进水平。

桥梁技术含量与科技水平首先取决于原材料——钢材，在九江桥建设期间，鞍钢、铁科院、大桥局、山桥厂等单位在大量试验基础上，进行优化研究、制定技术条件，通过各项科研、试制、生产完成课题任务。功夫不负有心人，桥梁钢材主要枝术指标满足九江桥设计要求。

　　至于大桥采用何种腹杆形式，主要与钢材性能及桁架高度等因素有关。

打个比方，商店有两种弹力外衣出售，菱形图案（大号、厚实)，以及三角形图案（中号、单薄)。

如前所述，我们将三座大桥比作三兄弟，老二、老三身高相同（桁高16米)，但体质（钢材性能)不一样。所以，南京桥穿厚外衣（菱形腹杆)恰到好处，九江桥因体质（钢材性能)强壮，只须薄外衣（三角形腹杆)，用料少经济效益更好。假设九江桥沿用菱形腹杆，将会多用钢材数千吨，可见钢材性能堪称效益之本。

钢材的性能，如同我们的身体素质，当缺乏某种维生素时，可以口服补充来维护健康。钢材也是这样，通过掺入微量元素来改善其力学性能、机械性能等等。

　　而大哥身材稍矮（桁高12米)，体质（钢材)较弱。也要穿厚实外衣（菱形腹杆)。

简言之，武汉桥、南京桥同为菱形腹杆系统，九江桥则为三角形腹杆系统——适合自己才是最好的。

2、新工艺——栓焊取代铆接

钢构件往往需要在现场连接。武汉桥、南京桥均用铆接工艺，九江桥以栓焊取代铆接，彻底完成钢梁连接的工艺过渡，成为栓焊技术在铁路特大桥梁上应用的成功典范。

　　武汉桥、南京桥在钢梁连接施工时，工人将铆钉加热后拋上作业面，另有工人手持锥形铁斗接住，刷去氧化皮再塞入孔洞内。这边紧紧顶住铆钉头，那边持铆钉枪“哒哒哒”，将铆钉墩粗密实已是汗流满面。热作业工艺落后效率低、劳动强度大施工环境差。

九江桥采用大直径高强螺栓，以及专用电动扳手，百万套高强螺栓施拧有序连接可靠。从此，铆接工艺被彻底淘汰出局，栓焊技术一展风采登上历史舞台。

3、新技术——厚板焊接

钢材焊接与强度、厚度有关，九江桥板材最大厚度达56亳米，超过国外铁路桥规范板厚50亳米极限值，焊接难度前所未有。九江桥通过试验研究，筛选焊材、优化工艺等等，通过对接焊、角接焊、断裂韧性等工艺试验，厚板焊接取得突破性进展。

4、新结构——三大拱

九江桥三跨连续刚性梁/柔性拱，实现主孔突破200米大跨度的新结构。

　　在钢性梁/柔性拱体系中，一般为简支梁/单拱或连续梁/中孔柔拱。而三跨均为刚性梁/柔性拱尚无先例，涉及到许多理论及实际问题需要解决。

　　连续钢桁梁与柔性拱的美妙结合，前者尽显阳刚勇往直前，后者凌空抛弧跃动自如。多亏设计师神来之笔，大江东去不尽流，谁持彩练当空舞？

　　优美的轮廓曲线、恰当的尺度比例。阳光下，钢梁与拱圈高低错落，结构与造型珠连壁合，成为九江桥无可替代的标识和印记。

　　南京桥、九江桥有别于武汉桥，在桥墩处的钢桁梁下带加劲弦杆，形成略呈微弧的钢弦杆架。在荷载传递过程中，有效避免截面急剧变化，防止应力集中及疲劳的产生。

5、新成果——基础施工

首创深水桥墩“双壁钢围堰大直径钻孔基础施工法”，荣获国家优秀设计金质奖；

在沉井基础中首次应用“触变泥浆套”及“空气幕”工艺；以及水上工作平台、浮式基础及无碴无枕预应力简支箱梁等等。

三、建设者之歌荡气回肠

潘际炎 江西瑞昌人，1924年出生， 1935年入九江同文小学。1937 年入九江同文中学。1945年入清华大学。铁道部科学研究院工程师、研究员、桥梁研究室主任，也是我国栓焊钢桥奠基人之一。

潘际炎担任铁科院“九江长江大桥采用新钢材15MnVNq钢建造大跨度栓焊钢桥”研究课题组组长，与设计、制造单位协作完成钢梁制造、56亳米厚板焊接等新技术研究（两项成果1996年获铁道部科技进步一等奖）。先后完成大桥钢梁各项设计参数制定，材料选用及其制造工艺。参入制定九江长江大桥钢梁用材的生产、技术标准（桥梁钢Q420）。

　　方秦汉 浙江黄岩人 1925年出生，1950年清华大学毕业，从事桥梁工程设计和研究，尤以钢梁桥见长。

1975年任九江长江大桥钢梁设计组组长，主持大桥钢梁设计和科研任务。推动开发应用新钢材，大跨度厚板栓焊梁、结合桁梁等新结构、新工艺作出突出贡献。

九江桥三大拱属结构创新前所未有，经中国国际工程咨询公司曾召集专家审查，铁道部组成问题论证组，多次大小会议最终结论安全。出于慎重考虑，后邀请中国科学院学部委员钱令希、程庆国等8位国内著名桥梁专家，对“文革”期间设计方案再作高层次论证。经过答辩、审核、论证及清华大学复算，最终作出权威认定：九江长江大桥是安全的。三大拱引起“京都大辩论”传遍业界，创新任重而依然道远。1997年12月，方秦汉当选中国工程院院士。

　　陈 新 江苏无锡市人 1932年出生，1953年同济大学毕业，分配在铁道部大桥局工作，从此开启桥梁建设职业生涯。

1972年出任九江长江大桥正桥基础施工设计组组长，针对现场水文地质条件，设计“双壁钢围堰大直径钻孔基础法”获得成功，也是深水桥墩基础施工的一项重大技术突破。1981年该项目获国家优秀工程设计金质奖，1994年陈新被授予中国工程设计大师称号，1995年当选中国工程院院士。

——大桥局桥科院青年汪正兴，在顾钧金带领下研发阻尼器，以解决三大拱H型刚性吊杆遇疾风易大幅振动问题。他们不畏严寒爬上32米高钢拱，绑传感器、测数据。接着画图纸、选材料，成功研发出多重调谐质量阻尼器（MTMD）。当100多根吊杆装上“小盒子”后，吊杆涡振奇迹般消失了。1996年，大桥局桥科院TMD专利技术荣获国家科技进步奖三等奖。

——武汉桥建成通车庆典时，大桥出现异常振动，经查桥梁结构并无异常。以后建南京桥时，则用钢梁进行加固处理，不仅耗費钢材而且桥面并未增宽。在九江桥建设期间，我国科技人员从理论到实践彻底解决困扰大桥的安全难题。

中南大学教授、我国桥梁动力学专家、中国工程院院士曾庆元，在九江长江大桥建设期间，验证由其创立的全套列车/桥梁时变系统横向振动分析理论。解决国内众多桥梁的横向刚度分析及桥梁加固计算等问题，经铁道部鉴定为国际领先水平。

1987年，曾庆元主持九江长江大桥拱-桁组合体系钢桥的动力特性及横向刚度的研究，结论为该桥具有足够的横向刚度。后因对该桥横向刚度出现异议，国务院责成国际工程咨询公司组织专家组审查论证，最终作出相同结论。1995年该桥进行列车试验，结果为该桥横向刚度优越，与其理论计算结果吻合。九江长江大桥通车至今三十年，列车运行中的安全性与舒适性均为优良。

四、九江长江大桥纪念碑

入秋后长江水位偏低、却也清澈。如今江边建成国家文化公园，江风习习游人渐多。出乎意料这里竟有一座纪念碑。其貌不扬但弥足珍贵，具有文物保护价值。

　　据说上合下分造型，隐喻人字腹杆（即三角形腹杆)——那是九江桥的特征，基座四周对应地理坐标。长江在这里划出一道优美的弧线，再与鄱阳湖握手言欢。纪念碑略显斑驳，默默守候着大桥，诉说那如烟往事……

正是数千建设者的奋力拼搏、无私奉献，凝聚智慧与心血，付出辛劳和汗水，换来钢铁丰碑遨然屹立。一座大桥走出两位院士（陈 新、方秦汉)，一家兄弟（潘际炎、潘际銮)解决厚板焊接传为佳话，他们创造奇迹攻坚克难，不愧为后人敬仰的时代楷模。

突发奇想，如果按预定六年完工，少不了赶工期、抢进度，后果难料……。常言道”坏事变好事＂，工期虽长“慢工岀细活＂，工期虽长“他乡变故乡”，留下两支建桥国家队，扎根红士地续写新篇章。

　　二十年磨一剑，精益求精未等闲；三十载车流急，飞舟击浪波未息。值此九江长江大桥开工建设五十周年，暨建成通车（公路)三十周年之际，抚今追昔正是

往事如烟 匡庐叠翠留青史

斯水长流 浔阳江畔写春秋

后 记

科普文章不太好写，门外汉更是难上难。怎样用通俗语言讲科技故事，反复折腾数易其稿，终究勉为其难，望读者指教直言不讳。 饶思源 2023-8-25

摘录微信留言:

——谢谢你告诉了我们关于九江长江大桥的许多知识， 虽然有些知识中如关于桥梁结构、金属材料、施工方法等较专业不甚了解，但并不妨碍阅读的兴趣。身为九江人，尽管大桥天天在自己身边，真正对大桥有所了解还很少。

——我有位小学同学，在建造九江大桥时，曾任过方秦汉总工的专业技术顾问，看了我推荐你的这篇大作后感到非常惊讶和非常钦佩……。并感谢你对九江大桥的关心。

——谢谢！饶思源先生撰写的文章！已拜读。写得非常精彩！我以原铁道部大桥工程第五桥樑工程处的老职工向你表达真诚的感谢！祝你身体健康！家庭幸福！

——1966年3月我在学校实验室帮忙曾为九江大桥用钢14锰钒氮钢做可焊性试验（鞍钢专为九江大桥研制的当时耐候性最强的低合金钢）。