我要做什麼樣的土木人(2/4)

虞兆中

關於泥土工，我國歷史上亦有一位重要而今日鮮為人知的人物一傅說(讀悅) 。他是殷商時代夯士築牆的發明人。我國北方一帶許多城垣，包括長城的大部分都是用夯土版築的方法建造。最近我在電視看到福建客家人所居的一處圓樓，是三層的樓房，外牆也是夯土版築的成品。這位傅說不僅是卓越的能匠，且是聲望崇隆的賢相。他曾在殷高宗(武丁 )時為相，當政期間政事清明國家大治。由於為時已遠，大家對他不免生疏了。

鐵的作為主體的建材是在工業革命之後。英國於1772年曾在利物浦的一座教堂用鑄鐵的柱作為嘗試。不過工程界將鐵在結構工程上的首次使用之功給Thomas Pritchard所設計，Abraham Darby所營建的那座供火車行駛， 跨度100呎，全部用鑄鐵築造的半圓拱橋。該橋被命名為「Iron Bridge」，位在英國Shrospshire的Coalbrookdale，於1777年興建，1779年落成，至今保存完整。

鋼筋混凝土的問世，使金屬的鋼和非金屬的混凝土結合為兼俱兩者性能的建材，影響營建工程的發展是劃時代的。它是由巴黎花匠Joseph Monier所發明。他異想天開的用鐵絲網放進混凝土中來製造花盆，果然發現成效奇佳。於1869年獲得專利。至於鋼筋混凝土的用於工程構造，法國工程師Robert Maillart 在1898 年所建的Pont de chatel1erault 起了決定性的作用。那是一座52公尺跨長的鋼筋混凝土拱橋。它彰顯了鋼筋混凝土值得信賴使用的優越性能，也就開啟了鋼筋混凝土成為建材主流的峙代。

第二次世界大戰的鋼筋混凝土的使用受阻。主要是由於鋼料的缺乏，鋼筋的供應不繼，而製造鋼筋混凝土所需的模板也常因木材欠缺形成施工的瓶頸。為克服這些困難，法國工程師Eugene Freyssinct 首先用預力法在突尼西亞造橋。他把先已鑄就的混凝土塊集合，用鋼絲貫串連接並將鋼絲拉緊，再灌漿使凝結成整體。所謂窮則變，這個克難的辦法經學理的研究和施工方法的改進，竟成為戰後的一項工程技術的奇葩，大放異彩。這方面，我國旅美學人林同炎教授曾有卓越的貢獻。

3 . 土木工程一些耀眼的成就

下面報告幾件中外古今工程建設所顯示的人類智慧與才能，堪以作為文明紀錄的點點滴滴。

(1)都江堰的六字訣
前面講到戰國時代李冰修建的都江堰工程﹒他曾留下歲修準則「深淘灘，低作堰」的六字碑。意思是河床要淘得深，排沙的堰要築得低。這是原則，明確的內容見於他的治水三字經。要在三年一小修，五年一大修，必須認真執行，不可荒怠。後人信守不渝，果然、使這項工程的功效歷久不衰。

(2)潘季馴的治黃理論
潘季馴是明朝嘉靖進士，四度出任總理河道御史，負則整治黃河，前後二十七年自他的治河思想和措施在他所著「河防一覽」內有詳細具體的描述。所創「築堤束水，借水攻沙」的理論和落實的做法是：藉築堤束制河道寬度後，快速的水流將水中大量的泥沙沖走，不使停留淤積，穩定了河床。致有黃河二百年未見改道的紀錄，成就不凡。

(3)福建石板構建材的極限使用
宋朝時代福建泉州漳州一帶建有洛陽橋、五里橋、虎渡僑等多座多跨連續簡支石梁橋。所用整條石材有長度超過70呎，重量超過200噸的。Fugl-Meyer於1937年所出版的「中國的橋梁」書內，載有他使用那時上海濬浦局的設備，將這些古老橋梁的建材做強度試驗。依據所得的強度核算作為簡支梁的最大跨長是74呎，證驗當時材料的運用竟達到應力極限的程度。

(4)埃及大金字塔的施工管理
早在百元2500年代埃及人所建的大金字塔，高146公尺，正方形的底邊長230公尺，約計用2,300,000個石塊築成，石塊平均重2.5噸，有重達15噸的。從留下的紀錄得知，當時一天平均處理285個石塊，包括採石、運輸、加工、安裝等作業。並據一處採石場的工頭報告文件，該場以沒有工人和驢子死亡的記述，來強調對人畜安全的重視。由這些訊息可見他們這項動員四千人，歷時三十年，僅能使用若干原始工具的龐大工程已有相當完善的管理制度。

(5)古羅馬人道路的講究
古羅馬人造的高級道路深厚堅實，分四層組成：面層是堅硬的火成岩石塊，厚約15公分。其下是混凝土層，用細碎石粒、粗砂、熟石灰拌和而成，厚約30 公分。接著是碎石層，厚約25公分。底層亦即基層是石板，厚度25至80公分不等，總厚95公分至150公分﹒以現在的水準來看，仍不失為超級的工程。就此一端， 可見古羅馬人開疆拓土的赫赫功勳，得來決非偶然。

(6) 布魯克林橋的纜索造法

紐約市東河上的布魯克林橋是一座造形優美的懸索吊橋，於1869年動工，1883年落成。橋塔間跨長1600呎，是當時的世界紀錄。係由John Roebling和Washington Roebling父子克服種種困難，相繼主持興建。整個工程就技術而言以懸索的製造最具特色。懸索是大束的平行鋼線捆紮而成。鋼線的安裝則用一種特製的梭子牽引著鋼線來往穿梭於兩端錨座之間來達成。這樣，不僅每一鋼線的品質易於把握，進而能充分確保了懸索整體的品質，更重要的是這種施工方法才使粗重懸索的建造成為可能。於是布魯克林橋這座十九世紀的世紀偉構開啟了二十世紀懸索吊橋蓬勃發展的輝煌時代。

(7) 紐約市帝國大廈建造的驚人速度
自1931年挺立於紐約市曼哈頓的帝國大廈， 以102 層1,250呎的高度保持42年的世界最高建築紀錄，當然有它多方面傲人的技術成就﹒它的建造進度的快速便是其中十分突出的一項表現。這座可以容納850家公司，15,000人員辦公的巨型高樓於1930年3月17日開始興建，在410天內完成。施工最快時每週能築造四層半。這項而今已鮮為人知，難以想像的驚人速度，現在談起，仍不免令人讚歎不已。《請接頁3》

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