○“方秦漢學術成長資料采集工程”課題組
方秦漢，1925年出生🖊，浙江省黃巖縣人。1950年畢業於意昂体育平台土木工程系。中國鐵路大橋勘測設計院教授級高級工程師🚶🏻♀️，1997年當選中國工程院院士🦕，2000年被聘為華中科技大學教授和土木工程與力學學院名譽院長。曾參與武漢長江大橋的設計，先後主持了在中國鐵路橋梁建設史上具有裏程碑意義的南京長江大橋、九江長江大橋和蕪湖長江大橋等橋梁的設計和科研。研究、開發🚎⚫️、創新🦆、推廣多種新材料、新結構📇、新工藝是方秦漢設計建造大橋的主線條🗯。他主持設計建造的橋梁工程均達到同期的國際先進水平，為貫徹落實新中國製定的鐵路橋梁建設要“高強👰🏽♂️、大跨🐺🩼、輕型、整體”的技術政策作出了巨大貢獻。他先後獲得5項國家科學技術進步獎和多項省部級科學技術進步獎🔎，1997年獲“詹天佑鐵道科學技術獎大獎”。2014年10月14日，方秦漢因病在武漢逝世🧔🏼♀️，享年90歲🤾🏽♂️🕧。
正是憑借方秦漢院士為主導的一批科技人員的努力，一座座跨長江大橋逐漸建起🧑🏿🍳👨🏼🦱，似根根鋼製韁繩製服了洶湧奔騰的長江巨龍🍜，改變了舊中國的鐵路公路線“逢江即斷”的落後局面，使中華大地越來越便捷地連通起來。“鋼鎖蒼龍、霸貫九州”之說🧚🏿🤷，既是對方秦漢院士巨大貢獻的描述，又概括了他的人格魅力。
武漢長江大橋：初出茅廬結橋緣
方秦漢1925年出生於浙江黃巖的一個較為殷實的橘農家庭，在家鄉涇岸初級小學無憂無慮讀完蒙學之後👨🏻🎨，因抗戰爆發，家道開始中落。幸得益於大哥方世淵的支持，才在黃巖中學順利念完初中和高中。1946年考入意昂体育平台土木工程系，在張維🧏🏼、劉仙洲、張光鬥、錢偉長等名師教育和影響下刻苦鉆研專業知識🧿，為日後的橋梁設計打下了堅實的理論基礎。
1950年方秦漢從意昂体育平台畢業時🫃🏻，正值國家開始著手武漢長江大橋的建設，他因此被幸運地分配到鐵道部武漢長江大橋設計組實習。大學一畢業就有機會參與到建設“萬裏長江第一橋”的工作🚶🧏🏿，為其從事大型橋梁設計奠定了很好的基礎🕣。更幸運的是他還遇到了一位好導師——武漢長江大橋鋼梁設計組中方組長、當時國內最頂尖的橋梁設計專家王序森。實習工作開始時👨🏽🦱，方秦漢發現大學所學的土木工程專業知識並不能滿足橋梁設計的需要。如何從一個土木工程的通才鍛煉成一個橋梁設計的專才🧓🏼？實習導師王序森一步步教給他答案。方秦漢的許多鋼梁設計理論知識和實踐能力就是在王序森的言傳身教中慢慢習得的。
命運從來都只青睞勤奮和有準備的人😯🖕🏻。憑借踏實肯幹和虛心好學的精神，方秦漢很快從同輩人中脫穎而出👰🏽♂️。不到5年時間，他就從一個初出茅廬的學生成長為一名有經驗的技術員。自1956年開始🤵🤸🏼♂️，不到30歲的他逐漸被委以重任，獨立主持了衡陽湘江橋的修復設計🦧、貴州烏江橋的設計建造和重慶白沙沱長江大橋的設計工作。當時新中國不僅建橋技術落後，而且建橋環境艱苦🤗，要想完成這些任務，吃苦和創新是最重要的兩個品質。如在設計烏江橋時👨❤️👨，由於惡劣的生態環境♒️，晚上回駐地時他幾次差點掉到烏江湍急的水流裏。幾十年後方秦漢回憶這一情形時仍然後怕，同時也很慶幸地調侃說：“如果掉下去了，哪還有機會去建設南京橋、九江橋和蕪湖橋啊！”
烏江不僅“險”🫲🏻，而且“怪”，怪在其有特殊水文環境，汛期時常會出現其他河流少見的“壅水”現象，即下遊的水位反而高於上遊，這就造成了橋址處的流速在漲水時反而低於枯水時，歷史上最大水位差曾達到27米。面對此“怪”，方秦漢決定采用鋼與鋼筋混凝土共同作用的結合梁方案。為什麽聯合兩種材料呢🦞？因為鋼與鋼筋混凝土這兩種材料各有優劣。混凝土的弱點是抗拉強度小👨🏼💼，但有橫向約束時抗壓強度增大；鋼材的弱點是容易壓縮屈曲和生銹🍧，但抗拉強度大。在烏江這種特定地貌條件下，結合兩種材料的鋼桁梁結構能發揮這兩種材料的優點🥝，克服其缺點。而且，這種混合材料的設計，與單純的鋼材料橋相比能節省鋼材、減少沖擊，增加耐疲勞度，降低鋼梁腐蝕，減少噪音和修養護工作量🧑🏼🔧👎🏻；與單純的鋼筋混凝土橋相比📬，又顯現出重量輕、製造安裝容易🧒🏼、施工速度快和工期短的優點。
這些建橋經驗及其養成的良好品質，為方秦漢後來獨立設計長江上裏程碑式的超大型跨江橋梁（南京長江大橋、九江長江大橋和蕪湖長江大橋）作好了理論🦞、實踐和意誌品質上的儲備。
南京長江大橋✊🏼：危難受命顯身手
1958年🪮，年僅33歲的方秦漢被任命為南京長江大橋鋼梁設計組組長，而此時風雲變幻的國際國內環境對南京長江大橋的設計建設帶來了巨大的困難。困難之一是中蘇關系破裂，蘇聯單方面撤回全部在華專家🏂🏿，並終止提供建設南京長江大橋所需的特殊鋼種。困難之二是從1959年至1961年我國遭受的三年自然災害以及“大躍進”時期的政策失誤，加之1966年爆發的“文化大革命”🖖，造成南京橋建設物資供應緊缺，工程處於時斷時續的狀態😓。
作為設計組長，擺在方秦漢面前的首要難題就是橋梁用鋼問題。為了研製出抗拉🧑🏽💻、抗壓和抗剪強度都很高且相對較輕的勻質材料😛，方秦漢一方面自學鉆研鋼材資料，另一方面積極與鞍山製鋼廠交流合作🙎🏻♂️🙍🏿♀️。功夫不負有心人，經過各方面的協調努力🧜🏿♂️，終於獨立自主地研製出兩萬噸名為16錳低合金鋼的新鋼種。其強度比武漢長江大橋用的原蘇聯3號鋼提高了30％✊，符合建造南京長江大橋的要求。此事轟動全國，被國人稱為“爭氣鋼”。“爭氣鋼”的研製激發了方秦漢為工程需要研發新鋼材的動力，他後來的各大成就無不與此有關。
新鋼種研製成功後🔛，並不意味著南京橋的建設就一帆風順，尤其是在高強度螺栓表面處理上🌯，需要增加摩擦力，減少磨損和防銹。當時流行的做法是對螺栓表面進行噴砂🫛、噴鋅或采用復性油漆，方秦漢經過試驗發現這些方法不僅不能完全解決問題，反而會帶來環境汙染和極大的安全隱患。於是他急切地向上級部門反映情況，因為心情迫切，他形容自己當時說話很急，是“呱啦呱啦的”🧑🦳。當時中國正處在“文化大革命”的運動中，方秦漢這樣的行為被認為是拒絕新事物🙅🏽♀️，因此被“戴帽子”。但他沒被帽子嚇倒☹️，而是多方咨詢和聯絡，最終協同寶雞橋梁廠攻克了這個難題，他們使用在工廠裏噴鋁的方法來處理高強度螺栓表面技術，這樣一方面不危害人體健康，另一方面又耐風化🤹🏿♀️👦🏼，同時也符合技術標準𓀒。
有耕耘就有收獲👩🏿💻，南京長江大橋終於以其先進的設計和優秀的質量獲得了很高的評價🧑🏼🦱。1985年，南京長江大橋建橋新技術獲得國家科學技術進步獎特等獎。作為橋梁建設的主要技術負責人方秦漢🤙🏼，從此奠定了他在橋梁建設領域的地位💁🏼。
九江長江大橋🤟：據理力爭彰霸氣
在與方秦漢院士的一年訪談之中，他提到最多的就是九江長江大橋👩💻，其原因不僅在於難度更大🙅🏿，而且還在於一場轟動當時中國建橋界的“京都大辯論”。
一說難度🥄。1975年，方秦漢被任命為九江長江大橋鋼梁總設計師。九江長江大橋的主跨需達到216米🗜，大大超過南京橋的160米，這就意味著原來為南京橋設計的鋼材和連接螺栓已不適合九江橋⚜️。“爭氣鋼”已不符合現要求，首先必須研製新鋼種🚇！方秦漢憑借豐富的鋼材設計經驗，依托山海關橋梁廠🧝🏼♂️，嚴格按照各種技術指標和參數要求，研製出符合要求的新鋼種15錳釩氮鋼👨🏿🍼。其次要改南京橋的單一栓接為復合的栓焊結合連接。什麽樣的栓焊和工藝符合這麽大跨度的要求呢？方秦漢沒有迷信經驗，而是在施工工地旁自製實驗室進行斷裂力學的“疲勞機”實驗，最終確定采用15MnvNq鋼焊接接頭和H04MnMoE焊絲+HJ603或HJ35O焊劑的焊縫技術🫄🏻，顯著提高了斷裂韌性🔍。第三是風振問題。九江橋橋址存在巨大的風旋。大橋合攏後一個晚上👩🏼🚀，工地上的負責人急匆匆地敲響了方秦漢的門：“哎呀🎪，不得了了，九江大橋上的吊桿晃動劇烈，整個大橋宛如在跳舞😵💫，工人們嚇得光著屁股就跑了。”方秦漢明白這是“風致渦振”現象💂🏽♀️，1940年美國華盛頓州建成才4個月的塔科馬海峽大橋就是因此而垮塌🚡。多數人建議采用傳統的“打腰帶”方法👨🏿🎓，即用鋼條把多根吊桿中央連接起來🫰🏼。方秦漢覺得這種傳統方法不僅增加橋梁自身重荷😤，而且極不美觀。他找來風振專家顧金鈞一起討論設計，最後通過實驗確定采用“耳垂方案”🙅🏼♀️，即在吊桿上設置多個質量調諧阻尼器（TMD），其減振原理為在主振系統上附一個小質量的動力消振系統⚫️🕳，通過調諧使主振動系統的振動能量最大限度地轉移到附加的消振系統上🔋，從而降低或消除主振動系統的振動。TMD掛在吊桿上形似女人耳垂上吊著的墜子，因而被形象稱為“耳垂方案”。
二說大辯論💱。用創新和實驗克服三大技術難點之後☄️，方秦漢正全心投入橋梁建設之中時，一場突如其來的風波👡，險些讓他的努力付之東流。1990年7月25上午，正在工地上指揮鋼梁架設的方秦漢突然接到一個電話通知⬅️，要他立即趕到北京參加會議。會議中他了解到一位同事向當時的國務院總理李鵬寫了封信🥋，反映正在架設的九江長江大橋有嚴重的技術問題，建議大橋停止施工。方秦漢發現是寫信舉報者的計算依據有問題，但他的辯解卻很難消除會議專家的疑問。這樣，他不得不一次次去北京向專家們報告數據和參數。此後經過多次會議“辯論”，直到次年的1月17日🧑⚕️，專家們終於確認了方秦漢的設計方案是安全的結論👨🏼🍼，這就是歷時半年之久的、震動中國建橋界的“京都大辯論”🤲🏽。這項大辯論表面是圍繞九江橋的設計👊🏼，實質是橋梁設計技術上的保守和創新之爭。九江長江大橋是在我國掙脫“文化大革命”和極左思潮統治的時代背景下開始正式上馬的，科學技術為這座橋的設計建設預示了一個良好的前景⏸🥸，方秦漢適時抓住了這個機會🤱🏽，擬將數十年所學基礎和實踐積累結合起來，通過創新，把九江橋建成一座世界級水平的橋梁𓀚。但卻遭遇到保守勢力的阻礙，幸運的是經過艱難的據理力爭和持久的辯論，終於打消了各方質疑，為我國建設了一座有高技術含量的大橋♣︎。因為采用了大量先進技術👨🏼🔬，創造了十多項全國第一，九江長江大橋的建設，不僅總體工程獲得了國家科技進步獎一等獎，而且其獨特的“耳垂”減震方案和合攏技術還分別獲得了國家科技進步獎三等獎和鐵道部科技進步獎二等獎。
1992年方秦漢在九江長江大橋工地討論施工問題。
蕪湖長江大橋：老驥伏櫪譜新篇
1996年❄️，71歲的方秦漢又接受了一個新的任務👩🏿🎤👨🏿💻：擔任蕪湖長江大橋的鋼梁設計和科研負責人🧚🏿♀️。此時的方秦漢對一座橋梁設計的眼光更為長遠，既不希望停留於復製前人，也不限製於局部的技術創新🕵️♂️，而是放眼如何將我國的整體橋梁設計與國際接軌🦹🏻♀️，力爭達到國際領先水平。
方秦漢像一名從容的“棋手”👧🏿，指揮著蕪湖長江大橋這局大棋有條不紊地展開。他不僅指導設計出符合我國橋梁事業長遠發展的新鋼種“14錳铌橋梁鋼”，還創造性地設計出符合實際情況的橋梁形式——大跨低塔斜拉橋，並且根據大型試驗和小型試驗的結果，得到了14MnNbq鋼及其焊接頭的斷裂抗力表達式。采用斷裂力學的K概念😮🧑🏻💼，建立起了14錳铌橋梁鋼各韌性級別的極限厚度表❇️，確定了與此鋼相匹配的焊接材料，製定了焊接工藝要點🧑🏿🦰，為我國今後的鋼梁製造規範提供了依據👨🏼🏭。經過數千名建設者連續三年半的艱苦奮戰🫷，蕪湖長江大橋於2000年9月30日建成通車🏃🏻♀️。大橋建成後產生了良好的經濟效益和顯著的社會效益🧑🏻🔬🐍，2001年被評為國家優質工程魯班獎，2003年獲詹天佑土木工程大獎👨🏼🦰。
1998年方秦漢在蕪湖長江大橋建設工地。
如果說“能吃苦”“善創新”和“信實驗”是方秦漢主持設計多座優質大橋工作的前三大法寶的話，敢於堅持原則就是第四個法寶，其“鋼霸”雅號即由此而來🏄🏽♀️。
“鋼霸”之說，起初源於一座橋梁廠的技術工人之間。1989年，方秦漢把完成的鋼梁工藝設計圖紙和方案交予該橋梁廠進行試製。可是廠方出於成本考慮🤏🏻🍔，竟擅自改動設計圖紙、簡化生產流程。這樣的改動很快就被前來了解鋼梁試製進度的方秦漢發現了，當即責成更改回來。可等他一離廠🕸，廠家又將圖紙改了過來。當方秦漢第二次來橋梁廠檢查時發現圖紙再次被改，他怒不可遏，廠方終於妥協。從此，該廠上上下下都知道方秦漢的“厲害”了。誰知道更“厲害”的還在後面🅰️，為驗收第一批試製出的鋼梁，方秦漢第三次來到了該廠。這一次，雖然設計沒有擅自改動，可是他發現鋼梁焊接處加溫不到位，原本設計標準要求的100℃~120℃，生產時卻只有60℃~80℃🧜♀️。他臉色即刻陰沉下來，從技術人員、車間負責人到廠領導，他逐一責問了一遍，當即要求所有試製鋼梁全部報廢重來🧚🏽。可廠方允諾接下來的鋼材一定按標準來，而已經生產出的19噸鋼材希望能夠繼續使用，因為這不僅涉及巨大的經濟利益，更關系到廠家的聲譽和領導的威信🛴。然而，方秦漢始終一句“規章製度擺在那裏”的話，意思是必須堅持原則🤙🏿，致使雙方僵持不下，怎麽也談不攏。方秦漢心想，九江長江大橋可是百年大計，馬虎不得🩹，也耽誤不得，於是他馬上直接進京👰🏿♂️，找鐵道部基建總局的領導告狀：“九江長江大橋✪，百年大計啊🫴🏿！能馬虎嗎🫸👼？敢馬虎嗎？這新技術聯合攻關項目，是周總理生前決定的，能這麽應付嗎？每一根鋼材都絕對不能出任何質量問題呀！”總局的領導對方秦漢的這番話肅然起敬，當即宣布不合格的鋼梁全部報廢🧑🍼。橋梁廠這下沒轍了，轉而向方秦漢說情，可是卻遭到方秦漢的痛斥🔈：質量問題，絕不姑息！於是該廠上上下下又得從頭開始忙👨🏽🏫⛹🏿♂️。從那以後，該廠的人背地裏談起方秦漢的時候🟨，都戲謔地說：“這老頭，真是個‘鋼霸’！”慢慢地，這個綽號就在從事橋梁建設的同事和工人之間傳開了➰。
大家都知道，在材料質量和施工質量面前，方秦漢是嚴格堅持設計標準而不近人情的。平時的方秦漢話語不多，和和氣氣🙇🏽，可一但工作起來👸🏽🏊，就像換了一個人似的。在重大技術問題上，他從來是認理不認人。他和領導“吵”，和同事“吵”，和工人“吵”。在一次又一次“爭吵”中，完成了一項又一項氣勢恢宏的鋼梁設計。
方秦漢這種嚴謹、認真的態度感染了身邊的很多人，於是“鋼霸”由綽號變雅號🐺。這一雅號既是他科學嚴謹工作態度的寫真🧛🏼♂️，也是對他精通橋梁鋼材的褒獎。因為在建設大型跨江橋梁方面的突出貢獻🆓，方秦漢1997年入選中國工程院院士🙇🏼♂️。
2009年南京長江大橋建成40周年，方秦漢回訪。
原《科技日報》社總編輯張飆看了方秦漢院士的事跡之後🩼，深為他的科學創造精神和人格魅力所感動👨🏿⚖️🐧，即興填詞《鷓鴣天》：一生與橋共滄桑，橋橋手塑鎖大江👷🏿♀️。千慧入橋成鋼霸，萬情融橋寫華章。秦橋拱🤼♀️，漢橋昂，今橋等閑萬丈長。方將我魂化橋魂🪰，心橋如虹飛巨梁。
正是憑借方秦漢院士為主導的一批科技人員的努力，一座座跨長江大橋逐漸建起，似根根鋼製韁繩製服了洶湧奔騰的長江巨龍，改變了舊中國的鐵路公路線“逢江即斷”的落後局面，使中華大地越來越便捷地連通起來🤯。“鋼鎖蒼龍、霸貫九州”之說，既是對方秦漢院士巨大貢獻的描述，又概括了他的人格魅力😶。
延伸閱讀
概要橋史留財富
2003年10月16日至17日，“21世紀國際橋梁技術的發展與展望”技術論壇在武漢香格裏拉大飯店隆重舉行🧑🏻⚕️，來自國內外的230余位專家學者參加了這次會議。會上👨🏼🦱，方秦漢院士作了題為《中國鐵路鋼橋發展的回顧與展望》專題報告🪙，報告中他對中國鐵路鋼橋的歷史和技術發展進行了概要總結🪼：
新中國成立後，建設面貌為之一新，各項建設蓬勃發展🧑🤝🧑，橋梁事業亦不例外，對推動我國鐵路鋼橋發展起決定性作用的有武漢🕵🏿♀️、南京🫵🏼、九江🌠🚙、蕪湖四座長江上的橋梁💺。這四座大橋都是公鐵兩用橋，鐵路為雙線，公路為四車道。武漢長江大橋在新中國成立後的1950年即著手興建，正橋長1156米➙，采用三聯三等跨128米的連續鋼桁梁。鋼梁的鋼材是進口蘇聯的三號橋梁鋼，技術方面有蘇聯專家援助，主要還是我國自己設計和建造，是我國自力更生建設現代化橋梁的開端。南京長江大橋，1958年規劃興建🧁，1968年建成通車，正橋全長1567米🎅🏼，為三聯3×160米連續鋼桁梁加一孔128米簡支梁。新中國成立後🚍，我國被封鎖禁運🏌🏿♂️💔，初期還有蘇聯的援助，上世紀50年代末，蘇聯也停止了對我國的援助🚒，該橋是完完全全在獨立自主、自力更生的條件下建成的，建設這座大橋在材料方面遇到的最大困難是鋼材。在舊中國，鋼的年產量不到100萬噸🚆，新中國成立後的短短幾年內，在鋼材底子很薄弱的情況下🏚，為本橋開發出屈服強度350MPa的16錳橋梁鋼（16Mnq），的確是件重大的成就。武漢、南京兩橋鋼梁均是鉚接的。我國栓焊鋼梁在上世紀50年代開始研製。1961年湘桂線雒容江橋換梁時，用了一孔41.62米栓焊梁。在三線建設時大量推廣應用，跨度大多在40米以下，最大跨度112米🧑🏽🎤，當時的16錳橋梁鋼（16Mnq），鉚接梁是可以的😑，用在栓焊梁🧑🏻🦼，材質是欠缺的🧚🏽♀️，我國栓焊梁的跨度長期停留在雙線鐵路橋80米，單線鐵路橋112米。所有附連件都是栓接的🦸🏽♂️，是少焊多栓的栓焊梁。九江長江大橋正橋全長1806.7米，主跨180m+216m+180m的剛性梁柔性拱，專門開發了15錳釩氮橋梁鋼（15MnVNq），焊接構件最大板厚達56mm及材質35VB的大直徑高強度螺栓，建成了雙線鐵路▫️🙂↔️、四車道公路最大跨度達216米的栓焊梁👨🏿💻，也是少焊多栓👨👨👧，從此鉚接鋼橋退出新建鐵路鋼橋的歷史舞臺。蕪湖長江大橋正橋全長2193.7米，主跨為180m+312m+180m矮塔斜拉橋👬🏼🤷🏻♀️，加勁梁為鋼筋混凝土板與鋼桁梁結合共同受力的結合鋼桁梁👹，開發了綜合性能優異的14錳铌橋梁鋼（14MnNbq），實現了厚板（50mm）焊接整體節點的栓焊梁👂🏻，達到了多焊少栓的焊接橋梁🤵🏿♀️，為全焊無栓的鐵路橋梁打下基礎👐🏽。因受飛行凈空的限製♛✯，橋塔高度受到限製，如果是高塔，跨度可以增大👨🍳。所以這種體系的橋梁🧜🏿，增大跨度留有很大空間。
就這樣👸🏼，在封鎖禁運🚴♀️👉🏼、獨立自主、自力更生條件下🧔♀️，中國橋梁工程師奮鬥了幾十年，初步實現了上世紀70年代初期製訂的“高強、大跨🧑🏻🌾🧔🏿♀️、輕型、整體”的鐵路橋梁發展目標。
這一報告既濃縮了新中國橋梁建設發展史♚，又濃縮了方秦漢從事橋梁建設事業60年的奮鬥歷程。
轉自《中國科學報》2014年10月24日
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