市政工程小故事（1-10） 来源：《中国给水排水》 作者：冯生华

个人简介：冯生华，1937年生，江苏常熟市人，原天津市市政工程设计研究院总工程师，教授级高级工程师。1953年，上海中华职业学校土木科毕业；1956年，上海城市建设学校给排水专业毕业；1961年，北京建工学院给排水专业毕业。先后在北京给水排水设计院、天津市政工程设计研究院从事给水工程、桥梁工程、排水工程设计。曾任副院长、总工程师等职。曾3次获天津市“劳动模范”称号，1988年获中国土木工程学会授予“优秀中青年科技工作者”称号，1990年获“七五”立功奖章。1991年国务院批准享受政府特殊津贴，1992年天津市政府授予给水排水工程专家称号。

工程小故事 (1)

应网友之邀，写几段小故事，试试，希望有人喜欢。老冯我当年在上海华东师大附中毕业，廖康民老師做伯乐，令我可直升高中。然家境故，不願给家中增负担，想早日自立。考了上海中华职业(华罗庚張闻天母校)土木科，后学校迁天津掛甲寺，退学。(很有意思，命中注命，必住天津38年)重读上海城建校上下水道，1957年又进北京建工夜大修本科。自命基礎理论修读三次，应在工程中可不会发难。谁知，在与外商关于进口鼓风机的技术会谈中，要把标准状态下36000m³/h 气体換算成夏季气温40度，湿度80%的空气量为41850m³/h 时触了礁 ! 我们中方无人能算出与外方等同的空气量，调动我院采暖通风专业权威，院副总工，也无济于事。把我急得团团转....只能先确认外方数字....经再次深入学习，反复验算，我终于弄清了原因，我们在一大堆气压、阻力、温度、湿度等物理计算中，独漏了一項大气中蒸气产生的分压，而这才是造成冬天鼓风机的电机运行中电流大大超过夏天，並因超负荷而 "跳闸" 停机。计算表明，在天津地区，冬天比夏天大气容重高出20%以上。空气中有水，水体中有气。这道理也让我出过丑，等下回再讲吧。关于风量分析计算可见 "给水排水" 刊物中我的短文。

工程小故事 (2)

关于空气中必含水的教训对我是很深刻的。今天我想告诉大家，一次我惨痛失败的经历：1979年，设计天津紅旗路地道桥，当时我已名声在外，尤其在铁路工务系统。因该桥当时是全国最大型的顶入法建桥工程。决定选用我们自行开发的气垫顶进工艺，以大量减少顶力，节省大型后背的工程量。依照气垫工艺要求，框架箱形桥底板下需佈滿气垫所用的细小管道，箱形桥在铁路边工作坑内预制完成后，进行了气垫顶进试验，获得成功。当时气垫效果特好。各地工务部门参观的、媒体宣传部门的、市局有关的领导都亲来现场视察。估计如即时顶进，将很快成功。会作为特大喜讯报导。但由于当时市政局有关部门没有重视铁路局方面的联络，而铁路加固 ( 吊軌、扣轨等设施) 是天津铁路分局负责的。天津分局强调工程太大，加固方案不敢批，需由工務段报北京铁路局等理由，箱形桥不能开顶，停工！一停三个多月，再次起動时，已是寒冬腊月，发现气垫全部失效，顶力疾增，后背工程难以承受……。令各地来客，各方人士，大失所望。施工中，不得已，后背上下前后顶柱顶梁需全部堆土，增加抗力。狼狈不堪……。最后十分艰难地把桥体总算顶进就了位。此次气垫失败的原因是全部高压空气管线没有设冷凝水排除装置，高压热空气进入系统后因气温在零下，散热后结露，冷凝水结冰，不能随气排出並最后堵死管路……。气管必有水，水管必有气！是我终生的教训！

工程小故事 (3)

工程强度设计有时相对简单，而稳定设计往往較为复杂，且还易被疏忽。肇生大禍。五十年代，我在城市建设部北京给水排水设计院工作。当时的领导和恩師沈大年今已90多岁，我与他常经电邮通信。日前见到他上学时的钢桥设计功课，其钢结构鉚釘等詳图的精美，令我十分吃惊。现摘一段我写的文字如下:1978年，我领导一设计组，完成了宁河县芦台公路钢桥设计。地震后芦台桥垮坍，上级决定拆一铁路钢桥拆改成公路桥，跨度50米。所以一看你的图，好佩服！此等桥梁计算画图工作量很大，那时没电脑。你的基本功令我吃惊!关于芦台桥，因急等通車，搞现场设计。我在此桥关鍵问题上曾立了一功： 事情是钢桥在现场大桥引路上拼装，全桥纵向对着对岸桥台。钢桥加宽拼装完成后，计划先通过桥台推出一段，搭上河内浮体，再浮运前进，再搭上对岸桥台支座。形成单跨50米简支桁梁后，再舖装桥面系。问题是施工单位交通部公路一局，其施工设计之浮体，是用公路局钢浮箱拼装而成的。在工程进行中，钢桥一端搭上浮体正要起运时，我不放心施工设计。因根据我的浮桥设计经验，感到浮体有点小。故向一局要浮体尺寸后现场核算。結果，发现浮体浮力满足，但吃水面积不足。即当大桥桁梁浮运至河心，浮体出现最大负荷时，必将失稳翻船 ! 我立即要求停工，要求他们重新核算稳定性。並报告设计院于总和市政局计划处（抗震救災紧急项目）。交通部获悉后连夜派一局总工赶至现场，确认计算不足。避免了一场桥毁人的大事故。由此，我第三次获市劳模獎励。实际，工程设计中有时强度设计相对简单，而稳定设计往往較为复杂。尤其是浮体稳定，其重心，浮心，吃水面积互相作用，一旦忽视，翻船的事，时有发生。决不能马虎从事 !美国911世贸大厦，突然倒塌，一层一层连续失稳，一塌到底。失稳原因再说了......

工程小故事 (4)

感谢各位支持 !小故事是前些年，建设部在各地办班，邀我去讲课。为理论联系实际，我插了些工程实例，提高了大家学有所用的兴趣。今天，我还要说一下鼓风机，因它的耗电量占污水厂全厂用电量50%以上。同济老教授胡家骏，看了我写的鼓风机短文后曾专程来津同我切蹉设计问题，他认为应把拙文编入教材。由于污水厂实际运行中水量水质每日24小时是在不断变化，而且全年气温气压也是不断在变化，也都要求改变运行工况。所以风机风量的调节成为必不可缺的装置。而为了便于调节风量，又不降低风机效率，从流体力学的动力学方程上可知，选用单级高速 (一般为8000转/分) 风机是最优化的设计。我国国内第一台用于污水厂的设备(875kw) 就是1985年从英国引进的。而1992年，在设计东郊污水厂时，风机为1000kw，法方提供，法方出于对高速风机性能保护的需要，要求鼓风机房的厂房基礎，建成一个钢筋混凝土大船塢，厂房和风机都置於塢式结构中。这当然是保险得很。但工程量翻翻，遠遠超出了原初步设计概算。我们根据已经运行多年的原875kw风机，仍按原初步设计完成了施工图设计，並建成了厂房。但想不到，法方到现场后拒绝安装，要求重建塢式结构厂房，理由是独立基礎不能满足高速风机的动力要求。这就一下把我推到了十分尷尬的位置上，上下左右，都等我解决。我当然压力很大。实际上，我们与法方的矛盾早就存在，我想，土建设计我们负责，动力要求问题我们认为独立基础有理论依据，可以满足。如出问题我方負责。但法方认为出问题将影响法方，故坚持拆厂房。七天后，双方复会。我拿出一本英文原版  Foundation analysis and design  ( 基礎分析与设计 ) 一书，同老外( Mr.T ) 商量是否按此美国设备基礎设计权威著作試算一下。老外见书，先说此书作者是我老師，我上学就念的这本书。好哟，试一试吧。其实，会前，我们已算过了，不考虑地基土壤阻尼作用，就能满足法方所提最大振速，最大振幅及共振频率等要求。又过七天，再次复会，老外表示计算满足要求，但他要请示巴黎......这里要指出，设计院有一好传统，每年有经费买新版外文版图书，是这本外文版的权威著作救了我......

工程小故事 (5)

毛里塔尼亚投标中标1990年，毛国有一给水厂和一污水厂係非洲发展银行项目，中国路桥公司在当地有注冊，同时因我国加入了世行，所以有权投标。其中污水厂指定用SBR工艺，该公司找多家设计院合作，都因不懂SBR而被拒。我说我明白，就合作投标了。而水厂参加国际投标，这在我国是首例。而用传真机是当时重要工具!掌握国外设备信息也是关键所在!该项目由毛国委托著名的荷兰DHV公司负责技术咨询。其招标规定，设5000m³水塔及送水泵房，我国1000m³水塔也少见。且确定了泵房的装机容量。问题来了，编投标书时，我们的泵房水泵设计容量总是大幅超过规定的千瓦數，这是在许多设计中的通病。我查看设计，送水泵是把清水池水送往水塔，水量不能变，可泵的扬程就有学问了。我们设计習惯是把水塔最高水位减去清水池最低水位，再加上水头损失，老師教的，再加上一米。这与实际工况严重脱离!水塔补水应在夜间用水量低峰时进行。此时，水塔不是高位；水池不是低位；水头损失计算有误差也不用加一米之多!水泵最大扬程要考虑，但此时流量可以很小喲!我指出如此错误后，设计很快符合要求了。在中国驻毛大使馆，当我们在同法、意等国公司竞争中连中二标时，大使和我们都欢腾了......出国投标，与DHV打交道，学到不少。先说这一些吧，我们学校的教材要改进!

工程小故事 (6)

解决要砍2000棵樹的难题天津40万吨/日污水厂，实际是48万吨，40万吨是早期编项目建议书时的水量，大型污水处理项目总是迟迟上不了马，到后期水量变了，有经验的领导决定，40万吨已广告多年，不能改，否则，弄不好会被砍! 所以，说真話真不易。号称40，设计按48......污水厂进水泵房设在排污河边的厂区最西侧。进水两大系统，一条早有马蹄管，並建有多年，可直接入泵房。另一条则需新建直径1.5米管线进泵房即可。但就这条管线却犯了难，因按规划路由，管道走向在排污河大堤下，目的是减少拆迁。但要砍樹 2000 棵，需申报市绿化委員会，委员会几经协調，有权批准的领导都避而不介入。一拖几年，全厂地上地下都将全部建成，独缺这条进水管线了。市有关领导急了，招集有关单位商讨此事，我提出不走大堤，走新建的污水厂专用道路入厂。有领导说，此建议早就有研究，行不通。因管线到厂门口还距泵房600米，厂内各种管早已布满，无路由可通! 除非在厂区外再征农田，难度更大。哈! 我说，我建议拆新建之厂区围墙，墙外有排水沟，用地都在厂区红线内......話未说完，大家齐声:你不早说!就这样，少砍了2000 棵樹，做点绿化天津的贡献。所以，现在进水管线是埋在厂区南侧围墙下面的....

工程小故事 (7)

某桥断梁落水，我提出简便方案，将大梁吊起，得以断臂再植某桥 (因此桥断梁事故虽已42年，已成历史。但其事故有意无意被遗忘了。我任总工后多次想把工程事故汇成专冊，供设计人员吸取教訓，不犯重复错误，但你懂的!很难。)在1974 年出事，我接电話。1998年9月25日上午，另一大桥，又是我接电話；昨晚桥断了......历史，很怪。不管你願意否，总是重复发生。今天说1974年大桥，在施工中是用预应力钢束把一段段混凝土空心梁拼接成跨河大梁，全桥三跨，中跨另加吊梁連接。施工中，大桥分东西二个半桥，半桥是单跨悬臂梁，两边半桥的图纸相同，最后在两悬臂端加接吊梁，即成三跨静定结构。施工方，先修东半桥，小心翼翼，精心施工。顺利完成。但是在西半桥的施工中，感觉预应力技术掌握熟練了，然而施工误差却不知不觉扩大了。那年代我们都现场设计，大桥设计组的工棚离大桥约仅200米。施工人员见误差自动扩大，不敢再动，来到工棚说：范工，请你去看看预应力钢束不断漂浮升高....设计人员跨出工棚门，眼看桥断梁落....嚇得話也說不出来了....此后，一組分析原因，一组抢救，我奉調到了抢救组。现场情况是大梁断后，断开部份落水，但预应力钢束未断，浮在水面，藉浮力暫时平衡，而悬臂端像大炮已翘入高空....还随水面高低而升降。抢救方案集中到一点，吊起大桥，断臂再植 (此乃上海外科医生当时成功的名句)。而吊起近千吨大桥谈何容易，浮吊汽車吊无法靠近，並且起吊力量也不足。最后集中到孔总和老冯二个方案上，交施工人员讨论。尤其听取起重工人的意见。结果，几乎一致推举我的方案，表示二个月内完成 (实际20天) 。我的方案是用厚钢板焊出一根上有不少钢牛腿的钢吊掛。再用起重队现有的钢柱钢梁加四台300或500吨千斤顶，交替起動吊升大梁。全部设计，我在现场用白纸复写纸画出，发送施工方，争取时间。另回院描图晒制归档备查。所谓牛腿是专用名詞，就是柱上突出的短梁。此事件的成功抢救，令我在市政系统名声大振。时年37岁。

关于工程小故事 (7) 的说明谢谢各位支持!有网友对此桥頗为关注，有兴趣了解细節。現回答三个小问题 :

(一) 图示半桥，为三跨静定结构，河内设二个中墩。中跨吊梁应最后吊装。未吊装前，东西两侧是二个单跨悬臂梁，吊梁将支撑在二个悬臂端上。此乃静定结构，无超静定问题。即中墩落在河床下軟土地基上，如有微量沉降不会影响大桥安全。此乃静定结构之优点。如若三跨連续制造成一根梁，即为三跨连续梁超静定结构，由于大桥是預应力混凝土结构，刚度很大，如中墩略有下沉，将产生极大次应力，影响大桥安全。除非中墩下部加大工程量提高中墩承载力，避免下沉。如釆用沉箱等措施。

(二) 断臂再植    此乃当时上海外科医生的新成果。此处借用，形容断梁修复。此桥，在当时应是国内领先的预应力混凝土新技术。此桥修复后，又再用此新工艺设计建成了一座桥，获得大奖。该工艺是把大桥的空心梁，分成若干段在工厂预制，当然每段外形是不同的，但拼接后外形是连续的。拼接是利用预制时在混凝土内预留的钢索孔道再穿以钢束並加预应力而完成的。所以，所谓再植就是再重新拼装，即穿钢束並張拉 (利用千斤顶预加应力)，再灌水泥浆，固定钢束。

( 三 ) 施工工艺此桥除采用工厂预制混凝土空心箱体进行预应力拼装工艺外，还有结构体系转換的技术革新内容。当时确为国内首创。主要工艺过程简述如下：(a)在中墩上，现浇混凝土0#块件，预设大梁鉸支座及固定块件之拉锚。(b)进行双悬臂1#及1'拼装，再进行2#及2'拼装......形成 T形刚构。(c) 拼装最后形成 T 构，且一端已到达岸边桥台支座；就需进行最重要的一步，即结构体系转換。(d) 所谓体系转換就是放松0#块原先所设之拉锚，令中墩支座成为鉸支座並同岸边桥台支座共同受力，使结构体系成为简支單悬臂梁。(e) 吊装中孔吊梁至两个悬臂端，建成三孔大桥。

工程小故事 (8)

温州西山给水厂

九十年代，世行项目。奥地利公司邀我们合作投标，市政公司施工。该厂水量每日50000m³，因厂区在西山脚下，用地十分困难。采用了 V 形滤池，並在平流式沉淀池下设清水池。工艺流程简洁，平面佈置紧凑。建成后获世行好评，並收錄入建工出版社给水厂专集。

今天介绍该项目投标中的一个失误。事由是我们投标书的总图设计比较粗糙，也缺乏经验。同时，业主也未提供西山脚下地形纵断面图。设计仅依靠一張地形图，重点又放在处理地上地下障碍上了。造成忽略了辅助建筑压在山坡上，山坡稳定要增加工程措施，需建6~8米高挡土墙，而且必须设预应力拉锚才稳妥。而到施工图设计时才发现。就令我们十分被動。

在专门会议上，市政公司明确，工程预算无此资金，总包者外方认为不是他的事。而业主，温州錢总 : 招标文件明确，围墙落在山坡上......。

查看文件，确是如此，白纸黑字。

我说，是文件明确围墙落在山坡上。但也可理解，就是墙外有山，墙内有坡! 

大家没有反对理由，藉此，我提出，搞地道桥，引路设计多次采用梯田式结构，省工程量，还便于绿化。建议增加一些低矮墙，投资不大，工程费由市政公司及外方两家分担。建筑可按阶梯结构进行设计，我院有实例。此方案最后获得各方同意，圆满解决。

工程小故事 (9)

京津公路永定新河大桥

1968年我同费子华二人奉命借調至市根治海河指揮部设计组，負責京津公路永定新河大桥的現场设计。工棚地点优待，建在外国人检查站小花園内。

该桥原有跨永定河的四米宽旧桥，建于民国时期，已废未拆。后建新桥宽才七米，勉強双車道维持通行。遇有马車过桥，汽車只能在后随行，无法超車。

由于根治海河，开挖永定新河，采用新旧两河並行，形成三堤二河，故跨河全桥長达459 米。

我二人的任務是按水利部下达之设计任务书，设计延長原永定河桥。

我们調研后认为任务荒唐，京津间主要通道，七米宽桥面，459米長。汽車马車混行，根本不可行。

立即通过指揮部軍代表向水利部提出报告，建议桥宽增至14米，四車道通行。並将桥位移至京津公路规划中心线上 ( 即废棄之四米宽旧桥位。)

结果，获錢正英批准。

以上为故事之一。

故事之二。

到设计后期，费子华家在河北省昌黎，设计图完成后，每周回家，基本上由我在现场进行施工配合。

事情出在桥的支座上。大梁的钢支座为节约钢材，是采用钢与混凝土混合结构制成的。设计图要求摇擺柱体上下面层用钢板，柱心为细石混凝土，混凝土内设有密排细钢筋，承受受压柱体内的主拉应力。

而此支座摇擺柱体早已预制完成，吊装大梁安装即可。

此时，负责人告我：老冯，老工人说了，支座内细钢筋这么细没有用，全取消了。这样混凝土外表平光得很。我说：什么?那怎么行？不夠力的!我不同意! (当时党的九大即将台开，全国献礼，我们必须在九大前通車。而工人阶级领导一切!各單位都尊重老工人，没人不听老工人的) 我立即向軍代表书面及口头提出此事，事关重大，建议立即把支座送力学试验室压试。结果不到50%荷载就全碎了。全没有说的了。有关人都急哭了。问我怎么办?

我很同情，是好心办了错事。我按槽钢受压稳定选了型号，焊在支座上下钢板两侧部位，送去试验达到要求。

后来有行内人来参观，发現摇擺支座带翅膀，看不明白，问是什么新发明，我一说，都笑了。那年代......

工程小故事 ( 10 )

建筑工程出版社

建筑工程出版社 (中国建筑工业出版社的旧称) 在1958年出版过一套给水排水设计手冊。

我1956年8月25日由上海 (同行共14位同学) 到达北京，到阜外大街城市建设部给水排水设计院报到。领收半月实习生工资。半年后转正。

分配到设计二室 (主任徐寅身)，快滤池标准设计组 (组長赵昌硕，成员：许安澜，孙志坚，沈兆俐，冯生华)。

二年内我们编制了多套快滤池标准设计。我也收益匪浅。

每套都分初步设计，技术设计和施工图设计。重点是技术设计，其设计说明书含全套工艺计算内容。技术设计图纸的滤池管廊同施工图差不多。配以安装詳图及管件加工大样就是施工图了。

我要介绍的是设计手冊，这是我国第一套给水排水设计手冊。分四冊：

    第一冊   给水

    第二冊   排水

    第三冊   水工结构

    第四冊   机械电气

主编：邹有志  (院技术室主任)

我負责第一冊第四節 滤池部分的编写，学会了书稿编写的一些技巧及文稿的出版要求。

这是我第一次写工程文章，在主编邹有志的指导下，进行了慢滤池，快滤池，双向 (AKX) 滤池，双层滤料滤池......的编写。

内容分为原理、构造、工艺要求、设计参数及注意事项等。要求内容充实，图文並茂。主要总结设计经验。

我记得我有意找了一些英美原版书刊中的一些插图，丰富编写内容。

以上回忆，可能有不准确之处，欢迎网友指正。