科学家的故事——桥梁学家茅以升

古代神话中把雨后彩虹比作能上天的“人间天上桥”，文人墨客把拱桥比作天上彩虹，常称之为“卧虹”“飞虹”和“长虹卧波”。

课文《中国石拱桥》以赵州桥、卢沟桥两座桥梁为例，运用科学数据阐述了石拱桥在人类文明中的历史地位及其科技含量。其作者茅以升，字唐臣，江苏镇江人，我国著名的土木工程学家、桥梁专家和工程教育家，中国科学院院士，美国工程院院士，中央研究院院士。

茅以升的一生都和桥有关。在他10岁时，家乡举行端午节龙舟赛，由于站在文德桥上的观众太多，导致桥被压塌了，砸死、淹死了不少人。这一不幸事件极大地触动了茅以升幼小的心灵，他暗下决心：长大了一定要造出最结实的桥。从此，茅以升只要看到桥，总爱去细心观察。从书本上看到有关桥的文章和图画，也会摘抄或剪贴到本子上，日积月累，足足积攒了厚厚的几本……

茅以升20岁时被清华学堂官费保送赴美留学。他在康奈尔大学和卡内基梅隆大学工学院专攻桥梁专业并获博士学位，他在论文《桥梁桁架的次应力》中的科学创见，被称为“茅氏定律”。毕业后美国人请他当工程师，他拒绝聘请，决心回国。有人劝他说科学是没有国界的，科学家的贡献是属于全人类的，中国条件差，留在美国对人类的贡献会更大。茅以升回答说：“科学没有国界，但是科学家是有国界的，我的祖国更需要我，我要回国为国效力”。

回国后，茅以升克服重重困难，不辱祖国重托，完成了一个又一个艰巨的任务，为铁道科学技术进步作出了卓越的贡献。其中，钱塘江大桥就是他设计的代表性建筑之一。

1934年兴建的浙赣铁路需要在钱塘江上架设一座大桥与沪杭铁路衔接。钱塘江是著名的险恶之江，地质结构复杂， 江底的流沙厚达41米，素有“钱塘江无底”之说，加上江水汹涌异常，造桥的确非常困难。旧时杭州有“钱塘江上架桥——办不到”的俗话，用来比喻不可能成功的事。工程技术界也认为在钱塘江上架桥是一件十分困难的事情。茅以升看到祖国江河上的钢铁大桥均为外国人所建，颇为痛心，决心为中国人争气，架设中国人自己的大桥。于是迎难而上，慨然受命，自任桥工处处长，寝馈于斯，志在必得。建桥遇到的第一个困难是打桩。为了使桥的基座稳固，需要穿越41米厚的泥沙在9个桥墩位置打入1440根木桩，让木桩立于石层之上。沙层又厚又硬，打轻了下不去，打重了木头桩会断。茅以升从浇花壶水把土冲出小洞中受到启发，采用抽取江水在厚硬泥沙上冲出深洞再打桩的“射水法”，使原来一天一晚只打一根桩的速度，提高到可以打30根桩，大大加快了工程进度。建桥遇到的第二个困难是水流湍急，难以施工。茅以升发明了“沉箱法”，将钢筋混凝土做成的箱子口朝下沉入水中罩在江底，再用高压气挤走箱里的水，工人在箱里挖沙作业，使沉箱与木桩逐步结为一体后，再在沉箱上筑桥墩。但是放置沉箱很不容易，一会儿被江水冲向下游，一会儿又被潮水顶到上游，上下乱窜。后来把3吨重的铁锚改为10吨重，才使得沉箱难定位的问题得以解决。第三个困难是架设钢梁。茅以升巧妙利用自然力的“浮运法”，潮涨时用船将钢梁运至两墩之间，潮落时钢梁便落在两墩之上，省工省时，进度大大加快。

建桥末期，淞沪抗战正紧，日军飞机经常轰炸。有一次，茅以升正在6号桥墩的沉箱里和几个工程师及监工员商讨问题，忽然沉箱里电灯全灭了，原来是因为日军飞机轰炸，工地关闭了所有的电灯。历经艰辛，钱塘江桥冒着敌人的轰炸，终于在1937年9月26日建成通车。钱塘江大桥全长1453米，桥身用钢梁建造，分上下两层，上层是公路，下层是铁路，其规模比当时所有的桥梁都大得多。

在钱塘江大桥建成仅89天，日军逼近杭州，为阻滞日军南下，茅以升受命炸断了亲手建造的大桥，这是何等悲壮的义举。抗战胜利后，茅以升实现其“抗战必胜，此桥必复”誓言，又主持修复了大桥。建桥、炸桥、复桥，茅以升先生始终其事，克尽厥责。钱塘江大桥建成于抗日烽火之中，再生于和平建设之世。他不仅在中华民族抗击外来侵略者的斗争中书写了可歌可泣的一页，也在国家经济建设中发挥了重要作用。他使沪杭与浙赣两条铁路相连接，使钱塘江两岸由天堑变通途，为我国交通事业的发展和当地经济的繁荣建立了不朽的功勋。

钱塘江大桥既是我国桥梁建筑史上的一座里程碑，又是我国桥梁工程师的摇篮。茅以升把工地办成学校，吸收大批土木工程专业的学生参加工程实践，为国家培养了一大批桥梁工程人才。我国一些重要桥梁工程，如武汉长江大桥、南京长江大桥的一些负责人都曾经历过钱塘江大桥建设的洗礼。钱塘江大桥不仅向全世界展示了中国科技工作者的聪明才智，也展示了中华民族有自立于世界民族之林的能力。

时光荏苒，茅以升已经离开了人世，但钱塘江大桥还屹立在钱塘江之上。茅以升先生伟大的爱国主义精神和敢为人先的科技创新精神，以及排除一切艰难险阻、勇往直前的奋斗精神，永远激励着人们奋勇前进。