茅以升:中國現代橋樑建設第一人

茅以升是中國著名的橋樑專家,上個世紀三十年代主持設計並建造了中國第一座現代化大型橋樑——錢塘江大橋,五十年代又主持設計了武漢長江大橋,武漢長江大橋是中國在長江上修建的第一座現代化橋樑,被譽為“萬里長江第一橋”。

毛澤東曾以“一橋飛架南北,天塹變通途”詩句,描述了武漢長江大橋對溝通中國南北交通的重要作用,1962年4月,中國人民銀行發行的第三套人民幣,將武漢長江大橋作為正面圖案,印製在貳角紙幣上,更是讓武漢長江大橋的形象,深深地刻印在國人的腦海之中。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

第三套人民幣之一

茅以升(1896—1989)字唐臣,江蘇鎮江人,1896年1月9日出生於江蘇鎮江,祖父茅謙為清末舉人,曾創辦《南洋官報》,是鎮江的名士,父親茅乃登,母親韓石渠,茅以升是他們第二個兒子。

茅以升出生不久,茅家從鎮江遷居南京,茅以升自幼隨母親識字,跟祖父習毛筆字,並隨哥哥入私塾學習《論語》,7歲時入讀南京第一所新式小學堂——思益學堂。

“思益學堂”是晚清詩人陳三立於1903年在南京家中創辦的,教授四書五經,數學、英文、體育、音樂、繪畫等課程,先後延聘王伯沆、柳詒徵、周大烈等人教授國文,也延聘外國教師,教授英語等新式科目。

“思益學堂”在南京領風氣之先,深得時任兩江總督張之洞的讚賞,茅以升在“思益學堂”三年,不但接受了傳統的國學教育,也接受了現代教育的啟蒙,1905年,茅以升考入“江南中等商業學堂”,並在這所由張謇創辦的學堂求學五年。

1911年暑期,茅以升前往北京參加清華留美預備生考試,卻因消息閉塞而錯過考期,隨趕往天津參加“郵傳部唐山路礦學堂”的考試,被錄取為預科生,當時“唐山路礦學堂”只有土木工程科,茅以升沒有任何選擇的餘地,卻由此奠定了他的人生方向。

茅以升在“唐山路礦學堂”師從恩師羅忠忱學習了五年,羅忠忱曾在美國康奈爾大學學習土木工程,是中國當時最早的工程教育學家之一,主講材料力學、應用力學等應用技術學科及基礎理論。

羅忠忱在教學上培養學生嚴謹的科學態度,嚴格訓練學生的邏輯思維以及計算能力,而且計算結果要精確到小數點後三位,否則就被判為零分,以防止今後在工程設計中出現誤差而導致嚴重事故。

“唐山路礦學堂”深受西方教育思想影響,尤其是康奈爾大學的影響,當時教師全部用英文授課,教科書也為原版英文教材,老師只能用英文授課,尤其是羅忠忱英語極佳,講課引人入勝,為近代中國培養了一大批優秀工程技術人才。

1916年夏,茅以升從已經更名為“唐山工業專門學校”土木工程系畢業,適逢“清華學校”擬招收10名大學畢業生,公派至美國大學讀研究生,由全國各地大學保送畢業生應考。

因為茅以升在校期間成績優秀,每次考試都是全班第一,在學五年各科總平均成績為92.5分,實為該學堂歷史上所罕見,被學校保送到“清華學校”參加考試,茅以升自認為錄取無望,因為他認為“考試題太容易了,人人可錄取”,但等到發榜時,茅以升名列第一,被派往康奈爾大學土木工程系學習。

1916年9月21日,茅以升等人經過21天海上航行,在美國舊金山登陸,轉乘火車前往新澤西州,茅以升非常順利地通過了康奈爾大學研究生的入學考試,其考試成績之優秀,使得該校教授們都大為驚訝和讚歎。

茅以升進入康奈爾大學研究生院,師從橋樑系主任賈柯貝教授攻讀橋樑專業,導師賈柯貝教授是美國工程界著名專家,在美國橋樑學界具有很高的威望和話語權,著有《結構學》等著作,茅以升從導師身上看到了美國人注重實踐的精神,導師曾再三告誡他,“實踐對橋樑專業至關重要,沒有實際工作經歷和工作經驗,你等於什麼也沒有學會。”

1917年,茅以升僅用一年時間就獲得了康奈爾大學碩士學位,就是因為茅以升出類拔萃的緣故,康奈爾大學決定以後免試接收“唐山工業專門學校”畢業生來本校讀研究生,茅以升為母校在美國贏得了極大的聲譽,被譽為“東方的康奈爾”。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

留美時期的茅以升

當時康奈爾大學雲集了一大批中國留學生,並創辦了《科學》雜誌,1917年4月該刊發表了茅以升撰寫的《中國圓周率略史》。

這一時期,凌鴻勳在哥倫比亞大學組織發起成立了“中國工程師學會”,茅以升很快就成為“中國工程師學會”會員。

經導師賈柯貝教授介紹,茅以升到“匹茲堡橋樑公司”實習,他牢記導師的教導,一定要到工廠去實習,要儘快學會和掌握繪圖、設計、金工、木工、油工等一切與造橋有關的技術和施工。

茅以升身穿工裝與工人師傅一起摸爬滾打,一開始他還有些顧慮和委屈,認為自己是一個碩士研究生,拉不下臉面,但他很快就發現,工地上與他身份一樣的人很多,茅以升為美國人的實踐精神和務實作風所折服,當時匹茲堡是美國工業中心,這段匹茲堡的實習經歷,讓茅以升終生受益。

當茅以升發現匹茲堡卡耐基理工學院招收夜校學生,而且能夠授予博士學位,這讓茅以升異常興奮,他一邊在工廠實習,一邊開始利用業餘時間攻讀博士課程,但攻讀博士學位是有條件的,一是要有一篇有建樹的論文,二是要選修一門主科,二門副科,三是除英文之外,還要精通兩門外語,茅以升選擇橋樑作為主科,副科選了經濟工程和高等數學,外語則選了中文和法文。

茅以升用一年時間完成了博士學位的積分,只待完成博士論文寫作,但他很快就發現,工廠實習和論文寫作不能兼顧,便辭去工廠工作而專心論文的寫作,自茅以升碩士畢業之後,他的公派留學金就已經被停發了,生活陷入比較窘迫的狀態,茅以升此時唯一的經濟來源,就是來自於實習工廠微薄的補助金。

茅以升省吃儉用,將全部的精力都用來撰寫博士論文上,其博士論文是《橋樑桁架的次應力》,全書共計30多萬字,提出了一些新的力學理論,茅以升這些獨立的科學創見,被國際橋樑界稱之為“茅氏定律”。

茅以升很順利地通過了校方組織的答辯,該領域內的教授們一致認為,茅以升的博士論文達到了世界水平,《橋樑桁架的次應力》在美國發表後,立即在美國土木工程界引起轟動。

導師賈柯貝還把這篇論文介紹給了康奈爾大學,康奈爾大學為此把一枚“斐蒂士”金質研究獎章頒發給茅以升,“斐蒂士”曾擔任康奈爾大學土木工程系主任,他捐款設立了“斐蒂士”獎,專門用於獎勵在土木工程領域有傑出貢獻的人。

1919年,茅以升從美國匹茲堡卡耐基理工學院獲得工學博士學位,他是該校歷史上第一位工科博士,當茅以升60年之後應邀訪問母校卡內基·梅隆大學時,校長授予茅以升“卓越校友”獎章,以表彰茅以升對世界工程技術方面做出的傑出貢獻。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

茅以升60年之後赴美留影

1919年12月17日,茅以升從美國乘火車抵達加拿大溫哥華,乘“昌興號”郵輪啟程回上海,又乘火車回到南京家中。

茅以升回國之前,曾接到“唐山工業專門學校”的聘書,邀請他回母校擔任教授,茅以升對此頗為躊躇,他在美國時曾定下“三不主義”即“不當洋奴,不做官,不教書”,只想在國內經營橋樑實業,但在妻子戴傳蕙的勸說之下,茅以升於1920年8月獨自北上履職,24歲的茅以升成為當時國內最年輕的工科教授,他每週授課在20節以上,教授結構力學、橋樑設計、橋樑基礎、土木力學等課程。

1921年,北洋政府交通部交通總長葉恭卓建議組建交通大學,把總部設在北京,在北京、唐山、上海設三個學校,“唐山工業專門學校”更名為“交通大學唐山學校”,任命羅忠忱出任交通大學唐山學校校長,茅以升出任副校長,但羅忠忱對校務不大過問,全權交給自己的學生茅以升主持。

茅以升開始組織修建校舍,裁減不合格教員,整頓和破除學校的陳規陋習,茅以升對學校實施的改革,儘管受到學生們的歡迎,但也觸動了一些人的既得利益,告狀到葉恭卓處,葉恭卓見到茅以升之後,表示他很欣賞和信任茅以升,送了茅以升八個字:“磨礱砥礪,以備大用”。

1922年5月,“直奉戰爭”兵禍乍起,波及唐山,交通大學唐山學校解散,學校更名為“交通部唐山大學”,並派來了新的校長,羅忠忱和茅以升則繼續留校任教,不再過問學校事務,新來的校長表明要接替茅以升的任課,茅以升深知其意,隨辭去教職,攜家眷返回南京。

1922年7月,茅以升應郭秉文之邀,到新成立不久的國立東南大學擔任土木系教授,當時的國立東南大學是國內最好的工科大學,彙集了一大批理工科方面的學者和教授。

1923年3月,國立東南大學正式組建工科,由茅以升出任第一任工科系主任,當時工科只有機械工程系,茅以升聯合一些工科教授向學校建議增設土木工程系和電機工程系,以擴大工科辦學規模,茅以升開設了結構力學、橋樑設計、土木工程學、建築學等課,1924年4月,國立東南大學董事會因經費困難決定停辦工科。

1924年秋,國立東南大學機械、土木、電機三個系劃出,與“河海工程專門學校”合併,組建了國立河海工科大學,“河海工程專門學校”是由時任北洋政府實業總長、著名教育家張謇於1915年在南京創辦的,是中國歷史上第一所培養水利技術專門人才的高等學府。

國立河海工科大學設水利、土木、機械、電機等系科,由茅以升出任第一任校長,康奈爾大學電機系畢業的楊孝述擔任教務長,一年以後,茅以升辭去校長職務,由楊孝述接替茅以升出任第二任校長。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

茅以升校長

1926年1月,茅以升回母校出任交通部唐山大學校長,期間應北洋大學校長劉仙洲之邀,前往位於天津的北洋大學擔任教授。

1928年7月,茅以升出任北平大學第二工學院院長,國民政府教育部推行大學區制實施後不久,北平大學第二工學院又更名為北洋工學院,茅以升繼續擔任院長。

茅以升的一生中,曾有過幾次短暫為官經歷,1930年6月,茅以升在時任江蘇省建設廳廳長孫揆伯遊說之下,出任江蘇水利局局長,主管全省水利事務,茅以升因當過國立河海大學校長,與水利有過淵源,再加上老朋友的熱情相邀,不好意思推辭。

茅以升在妻子戴傳蕙的反對聲中赴任,茅以升原本想在水利工程建設上有所作為,卻正遇上淮河洪水導致堤壩潰決,茅以升被撤職查辦,這件事對其整個家庭都造成很大的影響,尤其是其妻子因此受到驚嚇而患上了憂鬱症。

1933年,時任浙江省建設廳廳長曾養甫邀請在北洋大學任教的茅以升速往杭州面唔,洽談籌建錢塘江大橋一事。

曾養甫畢業於北洋大學,曾獲得美國匹茲堡大學碩士學位,1928年出任“中華建設委員會”副委員長並主持工作,他依據孫中山《建國方略》,提出一系列國家建設規劃,最早萌發建設錢塘江大橋設想。

時任浙贛鐵路局局長兼總工程師杜鎮遠來信力促茅以升接手建橋項目,杜鎮遠為茅以升的同學,畢業於唐山路礦學堂,又獲美國康奈爾大學碩士學位,當時正在建設浙贛鐵路,如果錢塘江大橋建成,浙贛鐵路將全線貫通,對中國國防和經濟將大有補益。

針對這一難得的造橋機遇,茅以升辭去北洋大學教職南下,就任浙江省錢塘江建橋工程處處長,全權負責建造錢塘江大橋的一切工程技術事宜,此前中國的所有鐵路橋樑都有外國人承包,而錢塘江大橋則將由中國人自己承擔設計和建設。

1934年8月8日,錢塘江大橋開始動工興建,11月11日,錢塘江大橋建設委員會舉行了開工典禮,大橋位於杭州西湖之南六和塔附近的錢塘江上,由茅以升主持設計。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

錢塘江大橋開工典禮時情景

錢塘江大橋全長1453米,寬9.1米,高71米,為雙層鋼鐵橋樑,下通火車,上駛汽車,橫貫錢塘江南北,連接滬杭甬鐵路和浙贛鐵路,是中國人自行設計建造的第一座雙層鐵路、公路兩用現代化鋼鐵大橋,也是中國橋樑史上一座不朽的豐碑,1937年9月26日,錢塘江大橋建成通車,歷時三年零一個月,總投資540萬銀元。

歷時記住了茅以升,卻遺忘了曾養甫。當年曾有許多人質疑錢塘江大橋建設時,時任鐵道部次長的曾養甫專門將茅以升叫到南京,正顏厲色地說:“我一切相信你,如果橋造不成功,你得跳錢塘江,我也跟你後頭跳。”

如果沒有曾養甫,錢塘江大橋的建設必將會延遲很多年,但如果沒有茅以升,錢塘江大橋的建設必將委託外國人設計建造,這是毋庸置疑的,因此歷史不但要銘記茅以升,也要銘記曾養甫,對於錢塘橋大橋的建設,曾養甫和茅以升的作用都是不能缺失的。

建造一座現代化大型鋼鐵橋樑,無論在什麼歷史條件下,都不是一件容易的事情,何況是在抗日戰爭前夕。

建橋首要問題是資金,沒有資金一切都無從談起,建橋資金由浙江省自行籌集,中央政府鐵道部甚至不同意建設錢塘江大橋,地方與中央的協調,承建方與銀行財團的協調,大都由曾養甫斡旋解決。

茅以升主持設計了幾套錢塘江大橋建設方案,又延攬了一批工程技術和施工精英,成立了錢塘江建橋公司,茅以升為董事長、總經理,總管全面事務和籌款、籌料等工作。

茅以升的同窗羅英擔任總工程師,負責解決設計、建造過程中的一切具體事務和技術問題,梅暘春也發揮了不可替代的作用,羅英和梅暘春在錢塘江大橋建設中的作用,不亞於茅以升,但他們的名字只是留存在歷史的檔案中,現代人卻鮮為人知。

建橋過程中遇到的技術問題,更是一個接著一個,猶如唐僧取經歷經八十一難。第一個困難是打樁,為了使橋基穩固,需要在9個橋墩位置打入1440根木樁,打樁要穿透40多米後的泥沙層,泥沙層又厚又硬,打輕了樁下不去,打重了則容易斷樁,茅以升從澆花壺水把土衝出小洞中受到啟發,採用射水法,將泥沙層衝出深洞之後再打樁,提高了工作效率,原先一晝夜只能打一根樁,提高到可以打30根樁,大大加快了工程進度。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

打木樁時情景

第二個困難是水流湍急,難以施工作業。茅以升又發明了“沉箱法”將鋼筋混凝土做成箱子,口朝下沉入江底,再用高壓氣擠走箱裡的水,工人可在箱中作業,使沉箱與木樁結為一體,在沉箱上再澆築橋墩。

第三個困難就是架設鋼樑,工程技術人員利用水的浮力,漲潮時將鋼樑運至兩個橋墩之間,潮落時鋼樑便穩落在橋墩上,省工又省時。

錢塘江大橋施工現場,成為當時中國最大的實習工廠,全國許多土木工程技術人員在這裡學到了造橋技術,也培養了一大批技術工人,為中國儲備了造橋技術資料和技術人才,此後中國的橋樑建設,大都以錢塘江大橋為藍本進行規劃、設計和施工。

1937年12月23日,為了阻止日軍進攻杭州,茅以升又被迫將剛剛建成兩個月的錢塘江大橋炸燬,大橋建設者們在靠近南岸的第二個橋墩預設了一個長方形的空間,以備不時之需,但卻沒有想到,剛剛誕生的錢塘江大橋,卻要親手炸燬在自己手中,這是一件多麼殘忍的事情,但在殘酷的戰爭面前,誰也無法把握自己的命運,更何況關乎軍情大勢的橋樑呢?

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

錢塘江大橋被炸燬時情景

1938年2月,正是抗日戰爭最為艱苦的年代,茅以升又回到了大學校園,出任國立交通大學唐山工程學院代院長、院長。

但此時的唐山校址,早已落入日寇的鐵蹄,學校被迫南遷至湖南湘潭覆校,隨著戰局惡化,學校又遷址貴州平越辦學,這裡是茅以升親自選定的辦學地址,學校在這裡堅守了整整七年。

1944年,學校又遷址四川璧山縣的丁家坳,直到抗日戰爭勝利後,才遷回唐山覆校。茅以升的母校經常易名,局外人根本搞不清楚,不是專門研究這所學校歷史的人,恐怕也是理不清楚的。

1942年至1943年,茅以升赴貴陽出任交通部橋樑設計工程處處長,籌備創建中國橋樑公司,為國家聚攏和培養人才,他將建造錢塘江大橋時工程技術人才,全部吸收到中國橋樑公司,培養他們成為中國橋樑建設的技術骨幹,為抗戰勝利後的國家建設儲備工程技術力量,1943年至1949年,茅以升出任中國橋樑公司總經理,在大後方進行橋樑建設。

1941年,國民政府教育部頒佈《部聘教授辦法》,實行“部聘教授”制度,茅以升當選第一批“部聘教授”,第一批為30人,第二批部為15人,能夠當選為“部聘教授”者,常被稱之為“教授中的教授”,是當時中國教育界的最高榮譽。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

茅以升

1948年3月,茅以升又被評選為國立中央研究院第一屆院士,首批院士人數為81人,是國家給予科學家的最高榮譽。

1949年7月,時任中國人民革命軍事委員會鐵道部部長滕代遠簽署命令,決定將國立唐山工學院、國立北平鐵道管理學院、華北交通學院合併組建中國交通大學,學校校部設在北京東交民巷34號,毛澤東主席親自頒發任命書,任命茅以升為中國交通大學校長。

1950年,為了區分上海的交通大學,中央人民政府政務院令中國交通大學更名為北方交通大學,1952年,全國高等院系進行調整,一些綜合性大學被裁撤,改設專科性高校,北方交通大學分別被改為唐山鐵道學院和北京鐵道學院。

自1951年開始,茅以升擔任鐵道技術研究所所長、鐵道科學研究院院長,並且長達30年之久,1955年,茅以升被選聘為中國科學院學部委員。

1955年至1957年,茅以升出任武漢長江大橋技術顧問委員會主任,主持設計了武漢長江大橋,這是中國第一座跨越長江的大橋,也是一座鐵路公路兩用的雙層鋼桁橋樑,這座跨越長江的大橋,將京漢鐵路和粵漢鐵路銜接起來,成為貫通中國南北之交通大動脈。

茅以升:中國現代橋樑建設第一人

武漢長江大橋通車時情景

1959年,為慶祝中華人民共和國成立10週年,中央政府集中全中國的力量在北京建設了十大建築,時任國務院總理周恩來親自指定茅以升擔任人民大會堂結構審查組組長。

1977年,已經80高齡的茅以升,又主持設計了重慶石板坡長江大橋,1982年,又當選了美國國家工程院外籍院士。

1989年11月12日,耄耋之年的茅以升在北京走完了他93年的人生旅途。


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