走近时代工匠

传承奋斗薪火

梦从这里开始

时光倒流到上世纪五十年代，作为解放后第一批大学生，我赶上了新旧交替的伟大时代，年轻气盛的我不愿虚度光阴，希望为祖国建设做一点贡献。在大学学习期间，根据自己的爱好和特长，我计划学习建筑艺术专业，梦想做一名建筑师。当时正值建国初期，东北开始大规模经济建设，在苏联专家指导下，我在东北156项重点工程中进行毕业前的实习，这也是我对建筑行业最早的接触实践。同时做为苏联专家的俄文翻译，每到一个工地，中国的工程技术人员通过我的翻译向苏联专家提出许多建筑实践中的技术难题，其中被问到最多的一个问题，便是建筑物温度伸缩缝和变形缝问题。在铁道部齐齐哈尔机车车辆厂、沈阳电机厂、沈阳某变压器厂、鞍钢大型轧钢厂工地进行教学实习时，现场工程师们提出了许多类似问题，直觉告诉我，建筑物温度伸缩缝的设置与裂缝出现规律无明显直接关系，而这与当时苏联规范规定是有一定矛盾的，苏联专家认为这纯属偶然现象，苏联规范是按苏联经验和弹性理论决定的，应该无条件执行。而当时我感觉偶然现象背后可能隐藏着必然规律，于是开始查阅资料，发现并没有先驱者对这一不起眼的课题进行研究。不成为学术界研究问题，却是规范性质问题而且是国际性规范问题，年轻的我热衷于建筑艺术的研究，梦想当一名建筑师，当时计划将建筑师的梦想暂时搁置一下，先抽点时间搞搞伸缩缝问题，然后再从事心爱的建筑艺术专业。然而，没想到对伸缩缝与裂缝控制问题的研究和探索一发而不可收，随着对这一领域的研究和探索越多，发现其涉及领域之广，问题之多，远远超出了我的设想。在茫茫知识海洋中，查不到对口资料，路该怎么走，茫然无绪，只能作为一个拓荒者艰难前行，一路上风风雨雨，期间遇到数不清的困难，实践的需求让我始终不离不弃，跌倒再爬起，这一路走了将近60年，当时一个小小的想法改变了我一生的追求和生活轨迹，这一探索之路竟成了我的终生事业和追求。

最终，我悟出控制裂缝的新理念，裂缝是不可避免的，其有害程度是可控制的，工程师的全部艺术是把裂缝控制在无害范围内。解决裂缝问题最好的设计原则是应用“抗与放”的设计原则，辩证统一了设缝与无缝两大流派的各自观点。

对苏联规范提出异议

确定探索研究“偶然现象”的切入点

上世纪五十年代初期，当时正值全国学习苏联的高潮，苏联专家认为苏联规范是根据苏联建设经验和弹性理论计算决定的，执行这一规范的有东欧的许多国家如民主德国，以及中国。工业建筑框架结构温度应力的计算是按前苏联“单层工业厂房柱结构计算理论”，该计算理论依据是弹性假定，框架结构的温度应力和结构长度成正比即线性关系，柱间剪刀撑大大增加框架侧移刚度，不算则已，一算应力过分偏高（热弹理论计算工程不仅数量级偏高而且有可能产生定性误差，如某核电站核岛实际工程裂缝出现在理论计算的受压区，而受拉区反而安全无恙），故当时只好按苏联温度伸缩缝许可间距进行设计。一般认为如果设计院按规范留了伸缩缝，则结构开裂的责任由施工方负责；如果设计没有留伸缩缝，则结构开裂由设计方负责，这样就把是否留伸缩缝作为开裂判断的唯一依据。对于中国工程技术人员来讲，当时国内执行的设计规范也是照搬了这个规定；这些规范是必须执行的“金科玉律”。然而，1954年夏天，即毕业前实习，苏联教授带我们去苏联援华项目——铁道部、机械部、冶金部的多个工程现场教学实习时，我在厂里发现一栋新建的长度150余米的铸造车间并没有设伸缩缝，这个长度超出规范规定3倍的建筑物没有预先留伸缩缝，既没有影响到建筑物的质量，又有良好的外观。为什么会出现这种反常的现象？设计人员由于没有按照规范留伸缩缝而受到批评，但是工程没有开裂，对此，苏联专家的回答是，对设计者既不要批评，因为工程没裂，但也不要表扬，因为他没有按苏联规范设计。好几个工程的中国技术人员都提出类似问题，专家们的回答是“这纯属个别的偶然现象，不具有普遍性，没有研究价值。”后来，中科院力学所邀请波兰专家讲学，我有机会去请教国际著名力学家基斯尔教授，没想到他的回答和苏联专家一样，纯属“偶然现象，没有研究价值”，波兰也是应用苏联规范。但是，我下意识地认识到这种偶然现象背后，极有可能隐藏了某种必然的规律，而当时并没有人进行这一课题的研究，大家普遍认为这是一个不起眼的小课题。我决定先抽一点时间研究伸缩缝问题，收集了许多温度应力理论的资料，又到建科院、北京图书馆、北大数学系、水科院等许多著名研究院收集伸缩缝的研究论文和资料，却一无所获，没人对这个课题感兴趣，也没有哪个科研院所列过这样的研究课题，只找到一些力学理论资料，可是我对弹塑性理论数学力学的推导看不懂，于是我决心深入到工程裂缝最多的工程实践中去，从裂缝现象入手作为研究伸缩缝的切入点。很快，我就开始对工程实际变形和裂缝扩展规律进行工程实测，实测资料的累积成为分析问题和简化计算方法的基础，在工程实践中我收集到大量第一手裂缝资料，同时做了部分小型粗略试验。

1955年，我从哈工大毕业后被留在哈工大任助教，这也是我对建筑裂缝进行全面而深入研究和探索的开始。最初的研究文章是结合现场反常的裂缝现象与建筑物伸缩缝关系撰写，根据东北156项重点苏联援助项目中的部分工程中收集到的“偶然现象”，结合工程实践和实测，发现了苏联规范的局限性和片面性，准备对苏联规范提出质疑，学习热弹性理论计算方法并进行改进和探索，提出了多系数简易计算法，可以算出伸缩缝间距，取消永久性伸缩缝的条件（当伸缩缝间距扩大到建筑物长度时即达到取消伸缩缝的目的）。

人民大会堂主体结构超长132米

临时变形缝工程的实践

1958年，我到北京工作后，被借调到中国建筑科学研究院，与建研院一批老专家参加北京国庆十大工程办公室科学技术工作委员会的技术服务工作。国庆十大工程均是超长工程，如何设置伸缩缝引起大家的注意，当时中国还没有前人做过系统的研究，由于我做过一点研究并且写出一些论文，这也是我借调于此的原因，当时为人民大会堂是否设置伸缩缝大讨论做准备工作。国庆工程中最大的工程也是最重要的工程即人民大会堂，从大会堂东门到西门主体结构长132米，超过伸缩缝许可间距三倍多，是否需要设置伸缩缝是务必要解决的问题，建筑师无法克服变形缝给建筑艺术和构造带来的困难，伸缩缝对建筑造型极为不利，结构工程师希望遵守规范和留伸缩缝，这引起热烈争议，建研院专家组指定我做一些计算方面的筹备工作。1958年12月28日，人民大会堂主体结构专门委员会正式召开了第十一次会议，会议由北京市建筑设计院总工程师朱兆雪（兼人民大会堂总工程师）主持，主要参加单位有北京市建筑设计研究院、北京工业建筑设计院、清华大学、中国建筑科学研究院等，会议专门讨论了温度伸缩缝问题。按照当时的混凝土规范，人民大会堂132米超长结构在纵向要设两条温度伸缩缝，将主体结构分成3块，建筑师在设计上很难处理，势必会对建筑的美观、抗震、防水和保温产生不良影响，提出是否可取消伸缩缝的问题，但结构工程师感到对规范冲击较大，因为这个长度超过了规范允许的3倍，出了问题谁负责？

根据建研院专家组的要求，并根据过去的初步研究成果，我对人民大会堂132米主体结构作了温度收缩应力计算，考虑到大会堂施工阶段最不利的温差，如不设伸缩缝，框架端部最大位移为1.7～2.0厘米，最大弯矩为750千牛•米，我认为对结构不会产生不良影响，取消温度伸缩缝是很有可能的。另一方面，如果根据大会堂施工期间的最大降温差远远超过使用阶段的年温差，可以采用临时性伸缩缝解决施工阶段的最大温差，工程投入使用后，永远不会再遇到施工阶段的温差，可以在施工后期约两个月内封闭临时性伸缩缝，这样可以给结构留有更多的安全度，给建筑师创造很大的方便，既不影响建筑艺术，又不影响结构安全，结构永远不会承受施工期间20余度的降温。与会专家对我的建议热烈论证后，希望建议方案能使结构的内力和位移再小一点。经过近似的计算，我认为在132米范围内设置两条临时性伸缩缝，可将最大位移减少到0.6厘米，最大弯矩减少到250 千牛•米。北京工业建筑设计研究院陶逸钟工程师介绍了北京站的温度伸缩缝处理情况，北京站大厅部分、月台及地下道的温度伸缩缝处理经验。会上清华大学汪坦教授认为人民大会堂工程是非常重要的，只许成功，不许失败，应当采用更多实际调查资料。北京市建筑设计研究院研究室顾鹏程教授提出了结构避免和减少干缩的施工方法。中国建筑科学研究院薛绳祖总工程师认为关于伸缩缝的建议方案是合理的，天安门看台、红十字医院和其他超长工程就是典型案例。会上，胡璘工程师补充说明了施工条件对工程质量的影响，最后经过设计施工论证，由朱兆雪总工程师确定采用了两条“临时性1.0米宽变形缝”后来被称为“后浇带”的技术措施，最终达到了取消永久性伸缩缝的目的。施工过程中，我跟踪施工，在现场目睹临时伸缩缝的设置，缝中钢筋连续不断，其中一条1米宽的临时缝穿过楼梯遇到一点麻烦，施工单位顺利解决。

经过两个半月填充普通混凝土，没有掺任何抗裂膨胀剂、抗裂纤维，在工期十分紧张的情况下，施工质量优良。如今，人民大会堂经过半个多世纪的使用，主体结构依然安全可靠，虽然当时采用的混凝土强度等级只有200号也就是现在的C20，结构也没有出现断裂，似乎中低强度的混凝土具有良好的韧性，变异性较低（在国庆工程中，由于冬季施工掺了一些氯盐而引起裂缝做过修补），均质性较好，半个世纪后，有专家在看了人民大会堂结构，认为“再用一百年没问题”。后来我们在大量的超长大体积混凝土中均采用C20~C30混凝土，并利用后期强度，取得了裂缝控制的成功（如宝钢和上海上千万立方米超长大体积混凝土，几乎大部分都采用C25~C35普通混凝土，满足了生产和设计要求）。降低混凝土强度，降低混凝土水泥用量，几乎可以1：1降低二氧化碳排放量，至于现代工程设计中经常要求提高混凝土强度值得深思。

当时作为一个年轻人，能配合建设单位为人民大会堂和其他超长工程做一些有意义的工作，我感到十分欣慰（详见国庆工程办公室科学技术工作委员会-工作简报第23期），这是我一生中从事超长结构无缝施工研究的第一个工程实践，而这也恰好说明了“机遇是留给有准备的人”这句名言。后来我又参与了首都体育馆、军博等其他国庆工程伸缩缝问题的讨论，提供了一些建议，并被采纳。这一工程实例引导着我从有缝到无缝的研究理念及研究方向的转变。

中国最早开始大规模泵送大体积商品混凝土，是从1979年宝钢建设开始，随着工程规模越来越大，混凝土裂缝控制技术难度增加了，地下超长无缝大体积混凝土箱基最长达100、200、400、500米，最终达到1300米。近年来国内许多重点工程包括一些国防工程和核电站等工程裂缝层出不穷，催生了许多新型抗裂材料和技术、掺合料及外加剂，但从我多年处理裂缝实践来看，有不少材料经不起实践的考验，一些理论和实验室试验以及一些小规模的模型试验，都无法反映工程实际条件。根据多年处理裂缝和宝钢三十五年的实践经验，我提出“普通混凝土好好打”，不掺任何特种掺合料及外加剂，超长大体积混凝土中外掺材料的种类越少越好，施工方法越简单越好，最简单的方法往往是最有效的方法。

将裂缝研究作为变形缝研究的切入点

提高综合性

1963年，中国土木工程学会在上海召开的第一次全国裂缝会议上，我对一些常规裂缝问题提出了自己的看法。按照常规，楼板和女儿墙斜裂缝是由差异沉降引起的，经过大量观察，我认为这是误判，实际是由收缩与温度应力引起，并且与结构长度无关、与是否留伸缩缝无关，我还解释了一些所谓的“反常”现象，原来反常才是正常现象。我当时争取各种可能的机会到重点工程和生产现场进行裂缝现象和变形缝（伸缩缝、沉降缝、抗震缝）关系的研究，裂缝分析与处理结果对变形缝的研究十分重要，我决定把裂缝研究作为变形缝研究的切入点，这样的决定就大大扩展了专题研究的广度。从我国东北严寒地区、西北干旱地区到大江南北湿热地区，从鞍钢、武钢、包钢、太钢到攀钢、宝钢等，从冶金工业到核工业、交通水运工程等地下空间开发，从铜陵有色金属矿山到两淮和山西煤矿矿井、桥梁，从地铁隧道到地上框架结构、某些国防工程，哪里有重大裂缝事故，我就主动去第一线配合施工单位分析、解决和处理工程裂缝问题，去得最多的地方还是上海、北京、武汉、深圳、两广和云贵、四川等地区。辽南地震，作为抢险救灾组组员，对地震力引起的裂缝，特别是交叉剪力裂缝进行了研究。我国大三线二期工程基地正处于大滑坡地带，当时勘探出三个滑动面，数十万立方米的土体已发生缓慢移动（每天约3~4毫米），当时有两种意见:一是滑坡后再进行建设，采用“放”的原则，但工期不允许。另外一种，就是抢建抗滑桩，采用“抗”的原则。我和施工单位技术人员紧密配合，考察滑坡体周围裂缝发展状况，滑坡的核心要素是水，当地正值旱季，离雨季还有5个月，此期间能抢建3排大口径抗滑桩，用工字钢配筋，增加刚度和抗力，就有可能把滑坡抗住，用“抗”的原则取代“放”的原则，最后与设计施工配合，取得圆满成功。进一步，我在研究滑坡前地面裂缝变化的规律，有可能为预报滑坡做贡献，结合当地水文地质条件和裂缝状态，采用抗与放的原则进行处理。从大量的工程实践中，除了混凝土的温度收缩变形，还有膨胀变形，更进一步发现地基变形是引起工程结构的另一大原因，包括滑坡和地震（地基动态变形）。

在辽南地震、唐山地震、汶川地震中，我都深入现场参加抢险救灾并同时调查裂缝与倒塌破坏的关系，地震区简直是结构裂缝与破坏的试验场。我们探索从裂缝到破坏的发展过程，分析有害与无害裂缝的界限，同时发现地震区抗震缝和变形缝的设置，非但无助于减震作用，反而增加了建筑物的碰撞破坏。

我们知道，整个地球分为13个板块，它们是相互运动的，其分界面就是断裂带，也就是裂缝群，当相邻板块间的摩擦应力超过定量时便产生地震，因此可否从断裂带的裂缝扩展规律中预报地震是值得探索的重大技术难题。探索裂缝的发展和扩展规律，对房屋倒塌破坏可以起到良好的预报作用，为今后危房危桥的鉴定提供有价值的参考资料。我对裂缝的研究如痴如醉。

我对裂缝的研究，不知不觉跨出了自己所学的工民建专业，各种各样的裂缝常常涉足外专业，处理跨专业跨学科的裂缝难题成为常事。出于对裂缝的酷爱，本着什么不懂就学什么、刻苦努力学的原则，原本我不喜欢的枯燥无味的数学力学，现在已经变成我废寝忘食的学习对象，特别是基础力学的学习，可以解决不同专业间的共性问题和特殊性问题。多年的实践让我深刻体会到，在实践中学习的效率远远高于大学课堂，没有上下课，没有节假日，孜孜不倦的学，重要的是联系实际的学。五花八门的裂缝要求我必须跨专业并紧密联系实际，实践是考验一切理论的唯一标准。尽全力掌握前人的力学基础理论，这是我最好的手段，但是如何应用这些手段解决工程技术问题，出现了许多可能创新的闪光点，因为这种应用过程能产生和改变生产力，关于变形缝和裂缝控制问题，对我来说力学是手段，解决工程问题是目的。运用前述原则，我写的几本专著都力求简单、明了、实用。学会如何将复杂的问题简单化，即用“丢弃芝麻抓西瓜”的方法进行简化，尽管不够精确，只要能解决实际问题，我就很满足，因为解决工程问题是我终生奋斗的目标。与力学家不同，工程师的创新是用力学方法解决前人没有解决的工程问题。

20世纪80年代后，根据外交部和有关部委的要求，我经常赴国外处理一些国际和地区的工程裂缝问题，如前往美国、俄罗斯、伊朗、巴基斯坦、新加坡及香港地区等，在这些工程现场也积累了许多宝贵经验，感觉到他们的学术界和工程界差距很大，论文和实践不是一回事。在国内外工程界，我们应当以处理裂缝问题主人翁的态度协助别人，更容易拿到平常无法得到的第一手资料，这样既帮助别人解决了裂缝问题，又使自己的实践经验越来越丰富。在美国处理完裂缝回国前，外交部综合司高司长说：“今后我外交部在国外如遇类似问题到时还再请你。”中国的建设实践远远超过国外，工程问题的复杂性和多样性是前所未有的，这个大舞台为中国科技工作者提供了千载难逢的创新机遇，值得珍惜。

早期严重的大体积混凝土裂缝事故

河南某特厚钢板轧钢基础工程属于超厚大体积工程，基础长48米,宽33米，埋深11.7米，厚达5.4米。混凝土浇灌于1972年7月27日至7月30日，混凝土总量8625立方米，配筋率320千克每立方米，采用当地细砂，石子为当地河卵石，C30混凝土，水泥用量337千克每立方米,拆模后陆续出现开裂，到当年11月裂缝大量涌现。这些裂缝共分17组，其中最严重的有4条贯穿性裂缝，当时国务院将其列为重大事故，指定冶金部建筑研究院负责分析处理，本人参与了此项工作，并配合设计院进行了详细计算。究其原因主要有两点：第一、大体积混凝土基础直接坐落在岩石上，外约束度过大；第二、现场根据水电部冷却混凝土经验，在基础内部许多通廊内设置了十台通风机进行散热（8月初），此时混凝土在约束后进行冷却降温，可降低水化热温升，但是产生了严重的外约束应力，导致贯穿性开裂。和水电工程不同，工民建大体积混凝土水化热比较高，一般达到六七十度甚至到八九十度，上海金茂大厦混凝土温度达97.5度，此情况下内部降温会增加外约束应力，弊大于利，此后再不用冷却水管。类似的教训在国内外都有，最严重的是某国核电站核岛大体积混凝土基础贯穿性开裂，主要原因是由于内部设置了蛇形冷却水管，冷却后陆续发现贯穿性开裂。且由于管壁温度梯度较大，又可能会出现内部放射性裂纹。2006年7月，我赴美处理华盛顿的M-1号工程裂缝问题，也是由于松模后用摄氏16度地下水进行养护，增加了裂缝。上海人民广场地下变电站和某大桥桥墩大体积混凝土，采用冷却水管出现了较多的开裂。某国核电站核岛基础贯穿性有害裂缝出现在通冷却水之后；宝钢4座超大型高炉基础厚度达7~9米,从不采用冷却水管；中央电视台大体积混凝土，最厚达10.9米，没采用冷却水管降温；上海中心主楼基坑直径120米、底板浇筑厚达6米，也没采用冷却水管，控制裂缝十分成功。由此我得出结论，浇筑前应对混凝土等原材料冷却，浇筑后保温（约束前降温，约束后保温，不必担心“暖房效应”，因为温度应力核心是温度梯度，可避免周期性日温、循环性湿度差，对预防寒流袭击、防风挡雨等均有必要，特别是大风降温同时发力会引起严重开裂）。冷却水管对大体积混凝土的弊大于利可否为水利工程取消冷却水管技术措施提供参考？大体积混凝土在工民建领域和水工领域有许多不同之处。

局部凿除、整体外包钢筋混凝土打围套加层及化学灌浆加固措施，当然这样的加固措施可以投产使用，但是耐久性会受到影响。这些事故的处理给了我启示，虽然改变了我的初衷，但是实践需求使得我逐渐深爱上了这个领域。我体会到，科研创新的驱动力有两种，一是学术的需要；二是实践的需求，我所热爱的创新驱动力是后者，其有强大的生命力，在以后多年的大体积工程实践中，采取不设冷却水管，不分层连续浇筑的成功方法。

武汉钢铁公司一米七轧机混凝土基础

施工经验——“跳仓法”的雏形

文革后期，我在冶金部云南五七干校牧马，当时有关部门要求我表决心改造知识分子世界观，做脱胎换骨的改造，卖掉了几乎所有的书籍和资料，停止后续的研究。牧马期间，转机出现，冶金部建筑研究院军管队主任陆宏是一位老红军出身的军代表，为了科研工作的需要，把我从干校调回冶金部建筑研究院，从事科研工作，从此我又得以继续开展工程裂缝控制的研究工作。

1974年，国家重点工程、从日本引进的武钢一米七轧钢工程开工建设。一米七轧钢工程的土建结构全部由日本负责设计，采取了地下箱形筏式结构形式，基础连续长686米,宽80～120米，基础厚度2～3米，侧墙厚度1.5～2.0米。热轧厂生产设备近千米地下工程量占80%以上，地下沟道纵横管网密布，电机、油库、通信、通风结构复杂，地下深度8米至30米承受重荷载、数百处变截面、高温和振动等作用，如果按规范留伸缩缝，将被大量立体交叉的橡胶止水带分割成许多独立块体基础，这些变形缝将成为地下工程大量漏水的泉源且难以修复。特别是日本属于多地震国家，一旦地震橡胶止水带被拉断更难以修复，因此迫使日本的设计理念不留伸缩缝和沉降缝，基础无次序分段浇筑最后连成整体，裂了不怕，裂了就堵，堵不住就排，地下室靠墙边设置内排水沟，以便排除渗漏水。一米七工程指挥部组织了科研专题攻关，进行现场检测和理论分析，探索分段施工流水作业方法，各种荷载无论大小都放在无缝整体的船式基础（Ship type box foundation），这种先分块释放早期较大的温度收缩应力，待连成整体后，尚出现后续较小的温度应力，依靠结构的抗拉能力来抵抗，这不就是“抗与放”设计原则吗？最后以“抗”为主的技术方案代替过去以“放”为主的技术方案，具有现实可行性，根据测试资料进一步落实“跳仓法”的细节。686米的结构基础不设置伸缩缝，不但其设计理念与当时国内的所有设计规范产生了冲突，而且引起了国内相关工程技术人员的争议。为处理好这个矛盾，建设方曾多次和日方进行谈判，希望能找到一个解决方法，遗憾的是谈判未获得明确结果，日方技术人员内部有两派意见，有的认为结构的温度应力与长度无关，另一派认为有关。没有书面文字依据，按照惯例，中方只能按照日方设计施工，由当时的中国第十九冶金建设公司负责施工，施工人员按照日方的设计要求采取了地基分段开挖、混凝土分段浇筑的施工方法。由于结构超长，土方工程和混凝土工程可以交叉流水。经系统整理，我给此方法起名为“跳仓法”，是超长大体积混凝土无缝（伸缩缝、沉降缝及后浇带）施工新方法。跳仓法这个名词已经存在，那是在保留永久性变形缝和后浇带条件下的跳仓法，只涉及施工而与设计无关，本跳仓法是从设计上取消永久性变形缝和后浇带的新的跳仓法。武钢一米七热轧工程是国内第一个被动采取跳仓法的施工案例，我们在现场进行了混凝土裂缝控制应力测试、裂缝测试、施工及材料试验等工作。混凝土浇筑时间在1975年7月，当时是文革后期，现场施工技术和质量管理都比较困难，又正值武汉最炎热时，混凝土浇筑后发现在基础上出现了一些裂缝，裂缝分布很不均匀。裂缝宽度一般在0.2毫米左右，少数在1～2毫米；裂缝区的混凝土细骨料含泥量竟达到6%~8%，一方面降低抗拉强度，一方面增加收缩，但同时也发现基础上有约300米的范围内没有一条肉眼可见的裂缝。一些贯穿性的裂缝采取环氧树脂化学灌浆，大量的表面裂缝采取环氧封闭，这些裂缝对结构承载力毫无影响，所有超长结构几乎都有不同程度的裂缝。经调查对比发现，如采取泡水养护又急剧干燥会产生更多裂缝，而通过精选材料、缓慢长时间塑料薄膜养护，裂缝轻微无害，最后都是通过这种方法处理，满足了设计要求，而且费用也较低。这个重要事实提醒我，为了一些无害的裂缝，投入较大的资金进行控制是得不偿失的，在允许出现不可避免的裂缝条件下，跳仓法施工对于混凝土结构超长不留伸缩缝、不留沉降缝、不留后浇带是可能的，是较好的方案。跳仓法和后浇带法最后的结果是完全一样的，都是无缝的，只是施工过程不一样，前者能给工程质量和建设周期带来巨大的好处，关键是要形成一整套切实有效的技术措施。第一个工程实例出现了裂缝，根据裂缝原因分析，其本质并不是由跳仓法施工本身引起的，而主要是由于材料质量和施工养护不到位。当时我意识到这种“被动”的施工方法很有推广前途，将工程按照30米到40米分块，排1、2、3、4、5、6等次序，先浇灌1、3、5，后浇灌2、4、6,相邻仓浇筑的间隔时间不少于7~10天，释放早期最大的温度收缩应力，施工缝取代后浇带两条缝变一条缝，剩余的温度收缩应力依靠提高了强度和抗拉性能的混凝土去抵抗，7天和10天是经过实测和裂缝处理经验统计的结果。这样做使工程整体性、防水性、抗差异沉降性、抗震性都得到了提高，没有后浇带，当然也没有后浇带的二次开裂（后浇带中掺膨胀剂，无水条件下没有膨胀，收缩落差很大，导致开裂）。目前我们接触到一些既定采用后浇带法正在施工的工程，后浇带中采用普通混凝土灌注，不掺膨胀剂，避免后浇带开裂，如光华路某工程 800余米长的后浇带和某大剧院部分后浇带均采用普通混凝土填充。应用跳仓法，工程工期比后浇带法要提前较多，如广州南站21米高空超长大体积混凝土，经过铁道部多次专家会议讨论，采用了跳仓法施工，不掺任何特殊材料，质量优良并确保了武广高速铁路列车进站的工期。广州世纪云顶地下工程，改变原来依靠膨胀剂的方案，采用跳仓法精心施工，施工后经过多次检查，没有发现肉眼可见裂缝。

伸缩缝许可间距和裂缝宽度与无缝长度

理论依据是多年梦寐以求的目标

超长大体积混凝土跳仓法施工中如何减少裂缝，控制不出现有害裂缝，成为近年来我对基本理论继续研究和完善的重点。20世纪60年代我对工业建筑排架、框架结构以及轴对称结构，探索了近似计算理论，1974年，我在武钢江心取水泵房的大体积混凝土连续式约束条件下近似的设计计算方法处理中，结合施工检测，在现场进行探索和研究基本计算模型，抓住伸缩缝许可间距即无裂缝结构长度和裂缝宽度主要矛盾，经简化到不能再简化的模型基础上，应用静力平衡条件、几何变形相容条件和物理条件，推导了温度应力近似计算基本公式的雏形，应用于武钢江心取水泵房控制裂缝分析中（湖北省给排水设计院），并进一步应用在武汉一米七超长基础。紧密联系武钢一米七轧钢工程基础施工现场做的温度收缩裂缝规律和混凝土应力测试，特别是根据基础混凝土骨料含泥量达6%～8%，裂缝间距只有4米左右，裂缝密布，而另外区域约三百米的范围内没有一条肉眼可见裂缝地段的应力测试资料，探索出温度应力和材料质量的关系，结构长度的非线性关系，即结构长度较小时，温度应力与长度几乎成正比，超过一定长度以后温度应力逐渐趋于常数，与长度无关。

在荷载作用下，钢筋应力与裂缝宽度呈线性关系（与荷载效应完全不同，不应当将温度裂缝当作荷载裂缝验算），我对混凝土温度应力的近似计算基本公式进行了进一步推导及完善工作。同时，考虑材料质量和施工养护条件对混凝土抗拉性能和温度收缩量的影响，进行进一步的研究推导，于1976年提出了温度变形的主拉应力和主拉应变的多系数法。考虑约束作用、徐变带来的松弛效应（收缩当量温差考虑十个影响系数）近似计算式，温度应力和刚度成正比，找到多年梦寐以求的结构长度计算公式，也就是伸缩缝许可间距的公式，进一步推导出裂缝宽度的公式（1976年发表于《冶金建筑》）。探索伸缩缝间距就是裂缝间距，伸缩缝就是人工美化的裂缝，当伸缩缝间距扩大到结构长度时，就可以取消伸缩缝。在我处理各种工程裂缝和超长结构时，将长度趋近无穷大，温度应力趋近于常数与长度无关，裂缝宽度和钢筋应力呈非线性关系，得出各种结构承受连续式约束条件下结构的最大理论长度即工程结构伸缩间距应该是多少。

用于宝钢软土地基加固的钢管

桩承载力和位移问题

上海是世界三大软土地基城市之一，能否在吴淞口长江入海河口处这一具有深厚层软土地基上建造现代化钢厂是专家们最关心的问题，不仅国内专家而且国外专家也对宝钢地基问题提出了不同意见。1978年2月，来自全国各地的专家展开热烈论证，会上我提出了两点意见，一是宝钢软弱地基厚度较深，面积较大，因紧靠长江地基比上海市区还软弱，处理难度较高（我院情报室提供的资料显示，美国大湖钢厂原料堆场曾发生地基失稳现象），处理费用较高；二是地基处理费用虽然很高，但从钢铁工业的转型换代以及在上海建厂的优越条件来看，投资还是值得的，实际上宝钢钢管桩地基处理的费用约占总投资的10%。当时，我接受了香港《大公报》和《文汇报》记者的采访，《大公报》和《文汇报》于1980年3月22日均刊登了题为《副总工程师王铁梦谈个人意见——宝钢建设代价颇高换来经验完全值得》的报道。

后来重庆钢铁设计研究院在总结桩基水平位移和弯曲的内力计算公式时认为，“1980年宝钢处理桩基位移时，曾以国内外专家和王铁梦推导的公式做过分析对比，处理实际工程位移的经验认为，建立在现场试验基础上的王氏公式较为切合实际而且简单实用”（详见1981年中国建筑学会地基基础学术委员会出版的《桩基工程学术论文集》；1995年9月宝钢总承包设计院重庆钢铁设计研究院编写的《宝钢1580热轧厂工程箱形基础部分桩位移的分析研究与处理意见》）。

宝钢一期投产后，粉煤灰的存放成灾，外运粉煤灰1吨倒贴2元，当时将粉煤灰的综合利用列入宝钢的公关技术难题，在15万立方米高炉煤气柜基坑内进行了粉煤灰回填应用。日方得知这一情况后，进行了煤气柜在8级台风作用下的水平位移分析计算，他们计算得到的结果是超过允许位移数倍，竟达70~100毫米，我方做了有限元和按动力基础的理论分析，结果大致相同，位移很大，可能引起煤气柜爆炸。一号高炉离煤气柜很近，如果发生爆炸，后果将不堪设想，这一计算结果震惊了宝钢指挥部。我根据宝钢软土地基位移试验资料假定计算模型，计算结果最大位移只有3~5毫米，不可能引起煤气柜爆炸。分歧很大，怎么办？指挥部又组织了现场科学试验，冶金建筑研究总院结构试验室派出了专职人员和我一起应用宝钢遥控检测集装箱装置，在台风季节进行了长期的观测。

通过不同高度的风压传感器和地基位移的激光法检测得出结论：基础的最大位移在8级台风作用下为1毫米，呈反复变形，对煤气柜不产生任何有害影响，由此解决了重大技术和安全问题，多年来的使用也证明这一现场实测结论是正确的。由此可以看出理论计算和有限元分析与工程实际变形最大误差达70~100倍之多。

在上海浦东开发建设时期，针对上海软土地基经常出现地基稳定性问题进而影响工程建设安全性和可靠性的问题，浦东新区采取了新型的领导方法，即由专家和行政领导共同组成领导小组，处理建筑密集区的地基基础问题。如陆家嘴地区工程项目，我和叶可明被推荐为技术专家组的组长，还有专家黄绍明、周志道等，行政领导由城建局副局长担任，这种新型组织使得专家意见能得到顺利执行，处理了大量的工程实际问题。在不少桩基位移、陆家嘴地区超高层建筑深基坑开挖的相邻影响等问题中，我们专家组深入现场第一线，提出技术处理意见，由行政组监督执行，最后都得到了妥善解决。我深刻体会到，在重大工程建设中，这种由行政和专家组成的协调领导小组可以有效地解决重大技术难题，利于工程建设的顺利进行。

在软土地基高地下水位条件下，由于开挖、降水、打桩等施工过程会引起地基的应力重分布，导致工程现场产生变形（水平位移和沉降以及上浮），工程周边出现裂缝，这是完全正常的现象，具有临时性和局部性，工程建成后会逐渐恢复，此现象与上海地区地面沉降无关。2012年2月20日晚，中央电视台《焦点访谈》中关于上海中心周边的地面裂缝分析是一个误解。

上海吴淞蕰藻浜大桥（吴淞大桥）90余条

裂缝鉴定与超载重车通行

宝钢一期工程开工建设初期，现场最大吊车只有20吨，根本不能满足现代化钢铁企业大型设备施工需要，为了解决这个实际问题，从德国DEMAG公司引进了5辆300吨履带吊，装载这些吊车的货轮停靠在蕰藻浜南侧的逸仙路上海港九区码头，就是无法运到宝钢工地。其原因是当时的吴淞蕰藻浜大桥是宝钢建设初期必经的咽喉要道，而上海和宝山的经济发展已使这座历经了28个春秋的老桥不堪重负，且年久失修。管理单位检测到全桥裂缝缠身，因此交通公安局在桥头挂蓝牌限制通过该桥的单车总重量不能超过80吨。300吨履带吊分解后的主机重量有68吨，运送主机的拖车也有35吨，加起来的总重量是103吨，超过了允许载重的28.75%，桥梁管理单位不放行。货轮虽到了上海却只能停靠在码头不能卸货，每天还要付压港费4500美元，当时这个问题已经拖了有半个月之久。

我知道这是一件风险较大的棘手事，必须先到实地调查，摸清基本情况，做到心中有数。大桥位于吴淞镇南，横跨80余米宽的蕰藻浜，南接逸仙路，北连同济路，是当时贯通宝山(吴淞)区南北的主要桥梁，1951年上海市政府投资269万元，由华东建筑工程局土木工程处承建。1951年6月12日开工，1953年2月28日通车，称吴淞蕰藻浜大桥，简称吴淞大桥，此桥为解放后上海市郊最早建成的大跨度钢筋混凝土公路桥。桥梁结构为箱形梁双悬臂型扩大基础钢筋混凝土结构桥，总长126米，宽15.2米，车行道12米，设计车辆载荷为20吨，车流量每分钟20车次，桥的跨径为（12.04＋21.8＋12.04）米，桥下一孔通航，低水位通600～700吨级船，高水位通200～300吨级船。1979年宝钢一期工程建设时，这座第四次改建的永久性钢筋混凝土结构公路桥也已经历了26年的风风雨雨，虽曾在1962年进行过一次加固维修，但由于交通量的不断增大，桥梁上已出现90余条裂缝而且在不断增加。

由于年代久远，桥梁的设计图纸和人员已经难以找到，通过我的不懈努力和恳求，最后在吴淞桥梁管理所的一个破箱子里找到了1962年进行的加固维修图，我如获至宝。对于一座带有数百条裂缝和严重变形的桥梁，能否超载通行是一个重大的疑难问题，必须实事求是，以严谨的科学态度认真对待。根据桥梁裂缝较多的实际情况，我对现场调查时检测到的裂缝按照配筋图进行了结构承载力和裂缝开展宽度的验算，从而区分出了三种不同情况的裂缝来进行桥梁检定和超载重车的通行评估。第一种是动荷载引起的裂缝，宽度都在0.3毫米以下，其位置一般在最大弯曲受拉区域，在剪力区域则未发现有开裂现象。第二种是因为桥梁基础处理不当而造成不同沉降、差异沉降产生的裂缝和变形，这种裂缝和变形所占的比例不多，大约在10%左右，但其宽度较大，一般为1～5毫米。第三种是混凝土收缩产生的不规则表面分布裂缝，大部分裂缝深度为10～15毫米，应属无害裂缝范畴。

我对桥梁进行的承载力验算显示：103吨重载车通过时，理论上抗弯强度安全系数为2.0，斜截面抗剪强度安全系数为1.7，裂缝开展宽度为0.28毫米。最关键的一点是，这是一座钢筋混凝土悬臂梁桥，根据结构特点和我的经验，这种桥梁的危险截面位于中部预制12.6米主梁的两端与悬臂梁的铰接节点处，而在该处我并没有找到荷载应力集中引起的开裂裂缝，这表明当时的桥梁运行是安全的，通过103吨重载车技术上应该没问题。经过桥梁结构理论验算和对现场裂缝调查研究，对103吨重载车通过限载80吨、有主次裂纹90余条的蕰藻浜大桥，我心中有底，上海交通部门、吴淞和宝山有关方面的领导来宝钢工程指挥部表示了他们的担忧：万一桥毁人亡，将使交通要道全面瘫痪，其后果不堪设想，他们提出“如果出现问题一切法律责任应由宝钢承担”的要求，最后由我来承担，此事压力之大，可想而知。

虽然宝钢领导相信我、全力支持我，表示宝钢愿意承担一切责任，但我也必须做一个万无一失的通行实施方案以得到地方交通部门的认可和放行。考虑到各种可能出现的不利情况和不可预计的因素，经过慎重安排，我最后确定的通行方案是：道路交通临时封锁，只允许重载车以每小时5公里的速度单车缓慢通过。鉴于现有三辆拖车和五台主机部件的现状，选择不同的道路交通临时封锁日期分批分次通过：第一批三辆超载车，分三次先后通过，等第一辆103吨超载车顺利通过后再放第二、三辆通过；第二批三辆超载车，分两次先后通过。选择合适的车道，通过桥面现浇钢筋混凝土板的分布作用，让桥梁的6根主梁都不同程度受力。超载车通过时，我被悬吊在桥梁下面观测超载车通过时裂缝最宽处的动态反应，一方面如发现问题可及时采取相应的对策避免事故，另一方面可以实践检验桥梁结构是否会受到损伤、减少使用寿命。

1979年5月18日下午3时，蕰藻浜大桥两端临时封锁，上海市交通局、宝钢、吴淞、宝山等相关领导和人员约200多人齐聚桥头。我被悬吊在桥顶板底下，离水面8米，双手紧握老式刻度放大镜，以便观测超载车过桥时裂缝的动态变化，并对准其中一条最宽0.5~1毫米的裂缝进行观测。第一辆103吨超载车在我头上的桥面通过时，仔细观察了大桥的裂缝，裂缝扩展只有0.1毫米，车通过后，裂缝恢复原状，没有意外问题发生。放行第二辆超载车通过，一切正常；接着通过了第三辆103吨超载车。第一批超载车的顺利通过，既证实了此前的评估判断，也打消了很多人的担心。我在桥下观测到的结果是：发现裂缝开合呈弹性，也未发现新的裂缝出现，这说明此次超载车的通过并未使蕰藻浜大桥受到实质性的损伤。第二批也按计划临时封锁道路后运到了宝钢工地。事后，我对蕰藻浜大桥的运行状况进行了长期的跟踪观测，发现裂缝有动态变化，既有扩展也有闭合，属于裂缝的弹性稳定性运动，不影响使用。蕰藻浜大桥通过103吨超载车后又使用了10余年，1992年，蕰藻浜大桥第五次重建，主桥桥梁跨度90米，荷载450吨。大桥建成后，经上海市地名委员会批准，定名为吴淞大桥。10年后，更换新桥时，我特意检查了拆卸下来报废的主梁，梁上的裂缝宽度均小于0.2~0.3毫米，绝大部分裂缝也已经闭合，大部分裂缝呈弹性工作状态。

宝钢一期工程300吨氧气顶吹转炉

7100立方米混凝土一次连续无缝浇注

1979年宝钢一期工程炼钢厂300吨氧气顶吹转炉，为当时国内最大的转炉，采用了长90.8 米、宽31.3米、厚2.5米的整体筏式C20混凝土基础，基础下面布有253根长60米、直径914毫米的钢管桩，混凝土量高达7105立方米。日方专家提出转炉基础采用分三段施工的垂直分缝、水平分层的混凝土浇注方案，以避免混凝土基础产生裂缝，但这个施工方案在避免裂缝产生的同时，也使得施工缝处理工作量大增，既难保证工程质量，又延长工期，会造成大量人力财力的浪费。既控制有害裂缝，又不进行垂直分缝、水平分层浇注施工成了我思考和研究的问题。根据我在武钢施工现场总结的大体积混凝土浇注经验，运用此前推导出来的混凝土温度变形的主拉应力及主拉应变的工程近似计算式，在本工程中，钢管桩基提高了对基础的约束度，于是我补充计算了钢管桩的影响，约束度增加20%，在此基础上对连续无缝浇注混凝土的施工方案和原材料的质量进行了详尽严谨的分析计算。理论验算表明，施工控制中如果能采取一系列综合措施，如减少水化热将混凝土水化热里表温差控制在25℃以下，优化配合比以降低混凝土的收缩程度，养护时严密控制浇注后混凝土中心的降温速度为每天1℃左右，混凝土抗裂验算的结果是：一次性降温近似计算时，混凝土内部受到的最大抗拉力可以控制在0.74MPa，混凝土抗裂安全系数为1.7；分台阶降温近似计算时，混凝土内部受到的最大抗拉力控制在0.4MPa，混凝土抗裂安全系数为3.2，1.7～3.2的抗裂安全系数就满足了混凝土抗裂验算时安全系数要大于1.15的必要条件。虽然通过理论验算可以说明连续无缝浇注混凝土的施工方案是完全可行的，安全余地较高，但我提出的连续无缝浇注混凝土的施工方案是针对我国第一次引进300吨氧气顶吹转炉炼钢厂，是宝钢的重点工程，未来将承受高温和动力作用，既没有国内外的施工先例，也不符合当时混凝土结构设计规范中每20～30米必须设置伸缩缝的规定。日方现场专家则对此不置可否，而我对此方案充满信心。

1979年5月，我配合上海市建筑三公司采取了一整套结合实际、既相互联系又相互制约的综合技术措施，如选用中低热矿渣硅酸盐水泥，减少水泥用量，增大粗、细骨料粒径，减少用水量，控制含泥量，掺加大粒径骨料（5～40毫米），控制混凝土的出机及浇注温度，准备好塑料薄膜和保温麻袋，在基础不同部位设置70个测温点监测控制混凝土降温速度。5月30日上午9时，随着一声令下，由四个混凝土集中搅拌站同时供应的商品混凝土源源不断地进入浇注现场，8台混凝土泵车同时开动，沿着90米的长度方向均匀地将一车车混凝土填满基坑，坍落度控制在（12±2）厘米，现场加强振捣，既不超振也不漏振，分层放坡浇注，5月31日中午13时，转炉混凝土基础浇注工作顺利结束。整整28个小时的连续浇注，我几乎没有合过眼，时刻关注着浇注的每一个环节。混凝土浇注的完成只是裂缝控制的第一步，随后的养护工作我也丝毫不敢大意。基础表面用木蟹抹平后立即通知施工人员盖上草袋浇水养护，在基础混凝土周围形成密不透风的围护层。根据实践经验，即超长大体积混凝土的温度收缩应力最主要的是控制温度梯度，避免快速降温和快速收缩，绝对温升的高低对温度应力影响较小，关键是温度差，所以采用保温保湿养护措施。转炉基础混凝土在水化热作用下快速升温，6月1日下午，天公不作美，气温突然下降，由于采取了在混凝土基础四周围上挡风墙、加厚保温棚顶、脚手架下用碘钨灯加温的技术手段，继续严格保温，温度比较均匀的上升，温度梯度、温度差、气温骤降是引起裂缝的主要因素。6月29日，养护结束拆模板。两个月后检查，7105立方米混凝土基础通体上下没有一条有害裂缝。这个首创的、不留缝连续浇注大体积混凝土施工案例的成功为宝钢后续工程大体积混凝土施工的全面推广提供了全新的经验和依据，它既冲破了国内每20～30米必须设置伸缩缝的规定，又突破了国外惯用的“垂直分缝、水平分层必须埋设冷却水管”施工方案；同时该项目获得了上海市科技成果奖，是1987年获得国家科学进步特等奖的组成部分。此外，我们编制了块体大体积混凝土施工规范，并根据轴对称结构裂缝实际情况研究了圆形结构和环形结构温度收缩应力的计算公式。

我在大型钢厂，包括武钢、太钢（创造了超大型高炉基础，7.4米厚，不掺任何特殊材料，不埋设冷却水管，一次浇注成功）、鞍钢、宝钢等厂的高炉、转炉、轧钢等大体积混凝土基础施工中积累了丰富的第一手资料。上海电建在火力发电厂，上海建工集团在跨海大桥6米厚桥墩等许多重点工程采用了无缝一次整体浇注的施工工艺，并取得成功。经过筛选，1984年，我把这些初步研究成果汇总成第一部裂缝控制专著《建筑物的裂缝控制》（上海科学技术出版社出版），该书获得了中华人民共和国新闻出版署1990年“全国优秀科技图书二等奖”。俗话说“十年磨一剑”，而我这“一剑”却磨了将近60年。后来这本书不知因何“到达”台湾，台北博远出版有限公司将其改写为繁体字（包括著者的名字）在台湾出版；同时，这本书还参加了德国法兰克福国际图书展。当宝钢领导同志赴台湾访问带回我的著作时，我决定选著第二本更加全面的《工程结构裂缝控制》（已由中国建筑工业出版社出版），自1997年8月第一版印刷，至今已再版十四次，并获得国家科学技术进步二等奖、1999年“全国优秀科技图书奖”暨“科学进步奖（科技著作）”二等奖。

化不利为有助，驾驭混凝土水化热

为我所用，逆向思维

宝钢虽然建在长江入海河口处，但初步设计时，考虑海水倒灌，氯离子含量超标，维持钢铁生产所必需的每天数十万吨工业及生活用水却取自距宝钢70公里之远的上海西南郊的淀山湖，投资1.1亿元的取水管线穿越了上海全境。淀山湖引水工程开工建设后不久，即遇到宝钢工程在一片争议声中下马缓建，引水工程也随之停了下来。宝钢缓建期间，上海各界市民对淀山湖引水工程提出意见：淀山湖作为当时上海唯一的清洁水源，但水量有限，事关上海生产的发展和市民的生存。而宝钢这个用水大户取水淀山湖，对上海的淡水供应和下游的生态平衡，宝钢和上海争水，会不会带来严重的影响？宝钢紧靠在长江边，到70公里之外的淀山湖去取水？在等待中央对宝钢工程的决策期间，上海和宝钢方面的科技人员把眼光转向了厂区边上源源不尽的滚滚长江水。经过多方研究论证，长江口氯离子含量1950PPM，超过宝钢淡水标准200PPM,但是氯离子的含量随时间周期性的变化规律，最低含量为15—20PPM,,远低于200PPM，宝钢和上海的专家提出了大胆的设想，改变淀山湖取水路径（当时锭山湖取水工程已开工），在长江边选择一个合适位置围堤筑坝建湖 “避咸蓄淡，建宝山湖，周期性从长江引水”，水库向宝钢长期提供约20PPM淡水资源，宝钢长江引水工程方案，在1983年2月得到了国家计委的开工批准。这是一个在国内外没有先例的用水方案，但这一大胆改变原方案的实施，也使长江引水工程成了一期工程中最晚的开工项目。为了赶上一期工程85.9投产的步伐，整个工期必须缩短在二年半内完成。

宝钢长江引水工程的核心是江心直径43.5米壁厚1.5米的沉井泵房大体积混凝土浇注必须在寒冬季节施工就是在这样的前提下发生的。84年春节前夕，当时连日寒流，长江口的气温已经下降到-9℃，江上温度比岸上温度低1～2℃，大体积混凝土在这样温度下浇灌，必然在负温度下停止水化，其强度等于零。混凝土受寒冻裂，庞大的防水工程结构在长江中失去承载力，其后果不堪设想。责任又一次把我推到风口浪尖，我三次到长江边调查分析，权衡各方面的要求和建议，联系我在武钢1米七工程，江边水泵房在冬季施工的测温资料，最后我想到了利用混凝土硬化过程中必然会产生的水化热来解决问题。当时，按混凝土冬季施工规范，现场准备烧锅炉、搭暖棚、采取蒸汽养护，锅炉已运到现场。

在大体积混凝土的裂缝控制中，历来对水化热的要求是越小越好，担心水化热引起开裂，因为在一般情况下这是一个必须加以控制的不利因素；而我现在产生一种逆向思维，却要创造条件让水化热为我所用，多一些水化热，助我一臂之力。我把利用混凝土水化热抗冻防裂的施工方法称作为“自养护法”。其关键是采用完善的档风密封措施以阻断外界的寒冷侵袭，严密监察，精心保温养护和控制温度措施，增加了两层草袋一层防雨篷（见照片），确保混凝土在15℃左右环境中硬化，抗裂安全系数提高到1.5。我和上海基础公司技术人员紧密合作将这个有5层楼高的庞然大物，在寒冬里利用水化热自我养护，不用烧锅炉蒸汽养护法，因为该法可使环境温度骤降温度梯度增加，引起断裂。当时采用的是25公里长距离泵送混凝土工艺，水灰比0.6，控制裂缝的难度较大。施工中最担心的问题是大流态混凝土是否会在零下温度的环境中受冻开裂，强度等于0，为了掌握沉井混凝土泵送浇注过程中在低温条件下的温度变化规律，现场进行了温度实测和监控；现场实测结果，由于水化热的帮助，井壁温度在7～23℃之间，达到了温控预定的要求。上海基础公司对大型沉井采取排水下沉的方法，高水平的下沉到设计标高。施工结束后检查沉井混凝土的质量优良，没有肉眼可见裂缝，沉入长江23.5米各大泵房及主控室投入运行，为长江水源投产抢回了两个月的工期。1985年8月20日，在全线投产前的一个月，宝山湖水库如期蓄水。一期工程1985年9月投产时，符合生产需要的淡水源源不断地流入了宝钢厂区。沉井运行至今已有三十年头，未发现裂缝和渗漏现象。宝钢这一避咸取淡的经验为上海市2000多万人口的生命用水创造了利好经验，后来上海建成了成行水库，最近又建成了容量达到2亿多立方米大型水库—青草沙水库。上海市还要用这个避咸取淡的方法建造更多的水库。这对于宝钢和上海市乃至于全国江海交汇区域淡水资源应用做出了重大贡献。

今后在江海中浇灌大体积混凝土也必然遇到环形混凝土无缝施工的技术需求。这是一项具有历史意义的科研成果，为子孙后代生命水源造福。

横祸飞至

1987年8月13日上午9点，宝钢主原料码头4号泊位，一艘悬挂巴拿马国旗“大鹰海”号5万吨巨轮，由于退潮时轮船缆绳拉断，巨轮如脱缰野马迅速漂向下游，拦腰撞断码头引桥，撞断长度达4跨钢结构，断裂宽度160米。这是我一生中见到的最大裂缝，供应宝钢原料的“咽喉”被撞断了，宝钢原料码头是上海最大的十万吨级码头，宝钢生产受到严重威胁，处于最危险的状态，当晚中央台新闻联播播报了此事件，如何尽快恢复生产是当前最大问题，此事已惊动党中央国务院。8月20日江泽民主席和国务院副总理李鹏冒雨亲临现场视察，总指挥黎明在码头上向中央领导汇报了事故过程，我在第一时间记录下全过程，当时施工抢救方案有两种意见：一是重新制造架设新桥梁，但工期过长时间不允许；二是打捞检修重新启用旧桥梁。本人研究结构的构造特点，认为桥梁结构由于温度应力控制的需要，采用一端固定一端滑动的结构，当被撞击后端部破坏整体滑落长江，是薄弱环节保护了桥梁整体，不会对桥梁的结构造成致命的损坏，将其打捞上后，只需对节点及破坏部位进行修复（估计修复可能性较大），这样就能大大的加快抢修速度，尽快恢复生产。后经宝钢领导和专家对上述两方案研讨决策，决定采用第二套施工方案。在宝钢工程指挥部领导下，各大建设公司投入数千人进行抢险救灾，我带领研究生吃住在原料码头上，配合打捞局潜水员们共同商讨打捞过程中如何减少对钢结构伤害，最低弯矩起吊和绑扎方法。经过81天的日夜奋战，提前恢复桥梁结构确保了宝钢生产。当时指挥部收到国外大型企业来电表示愿意承包抢修任务，他们预计清理、打捞、设计、制造、施工的总工期需6个月，而我们只用了81天。

“跳仓法”施工工艺

1978年起，上海宝钢一期工程开始建设，我从武钢一米七工程被调到上海宝钢工程指挥部工作。中方A阶段设计审查时派我参加去日本考察和参观了日本的君津、大分和八幡等多家现代化大型钢铁厂，希望得到这些钢铁生产企业中的超长超宽大型热轧厂的混凝土基础工程施工的设计依据。这些工程基础采用“裂了就堵，堵不住就排”的设计原则，经过多年的使用实践考验，证明了可以完全满足现代化工业生产的使用功能要求。但是，我在日本几个大钢厂的轧钢基础中，还可以看到裂缝化学灌浆的痕迹。专家进行的技术交流中，日方专家的意见都是个人凭经验，回答不一，没有任何理论依据。普遍的看法认为：温度应力与结构长度没有关系，温度应变与结构长度也无关，日本的施工只是一种不得已的分段施工方法，日本是多地震国，变形缝橡胶止水带无法修复，结构长度与温度应力无关。换句话说，日方人员是知其然不知其所以然。所谓知其然，是指日方人员通过工程的施工和使用实践考验，认为他们自己在日本国内采用的这种施工方法，墙角设排水沟可以解决超长超宽大型热轧厂的混凝土基础的裂缝问题。所谓不知其所以然，是说日方人员没有作进一步的研究探讨，日本的规范，对各种工民建工程设置永久变形缝的规定，没有变化，这纯属被动的个例。他们只能解释为什么他们采用的办法可以解决这各别难题，是在建设过程中不得已被迫的权宜之计，该情况和我们以前谈的1975年武钢一米七工程热轧厂完全类似，日本的工程个例给了我新的启发，我大胆的设想，能否把热轧的不得已无缝浇筑的经验应用到现代其它工程领域？将是一项巨大的技术进步。

在日本的技术交流没有取得实质性的进展，我们只能靠自己的力量进行现场调研和观测，对设计、材料和施工等一系列有利于控制裂缝的技术难题进行系统的整理，沉淀和归纳，成为跳仓法的基础资料。特别是通过在宝钢泵送商品混凝土实践和研究，我们成功地认识了其所以然，由被动实施到主动控制。并率先提出了“抗放兼施,先放后抗，以抗为主、”的分块跳仓综合技术措施，推动了“跳仓法”施工的研究、发展、推广和完善。

宝钢一期工程大体积混凝土基础第一个“跳仓法”施工在初轧厂（热轧厂类似）实施，它比武汉钢铁公司1975年一米七轧机混凝土基础686米还长了230多米，是当时国内施工中最长的一个大体积混凝土基础。宝钢初轧厂基础长912米，宽80米，分五区12片116仓后采用了跳仓施工。分块浇筑施工的分块长度为30～40米。在C25混凝土结构的长墙上，虽部分位置有轻微裂缝产生，但经处理使用至今已达30年之久，仍能满足现代化大生产的使用要求。宝钢随后在高炉、热风炉、转炉基础和数座大型轧机的大体积混凝土基础施工采用了“无缝浇筑和跳仓法”混凝土基础。该跳仓法与平时不同，它不设变形缝和后浇带，

上海市第一个采用 “跳仓法”施工的工程项目是1992年建设，倪天增副市长指挥的人民广场地下车库和商业街，组成专家顾问组，我是专家之一。地下车库长176米，宽145米，地下两层，圈顶顶板周长591.6米。全部结构没有伸缩缝及后浇带，采用普通C3060d混凝土，也没有加特殊外加剂，结构未出现有害裂缝，使用正常。在这个工程中，对超长大体积混凝土温度场和应力场做了详细的观测，采用电阻式自补偿传感器再一次发现温度应力与长度的非线性关系。上海最大的工程是八万人体育场，环形结构超长800余米，配合设计（林颖儒等）施工多次探讨了取消伸缩缝和后浇带的施工方案，最后不采用膨胀剂措施，只采用上海宝钢成功应用的跳仓法施工方案，我和上海建工集团叶可明等，始终跟踪工程，良好的扇形分仓布置，优选C30 60d 配比，0.2—0.3mm裂缝的出现规律及处理，控制不产生有害承载力裂缝，取得圆满成功（与首都工人体育场24条永久性伸缩缝工程相比是一项突破）。其后在大连，河北首钢迁安，武钢，太钢，沙钢等热轧厂超长大体积混凝土都采用了无缝跳仓法，2007年，冶金建筑厦门分院邀请我去主持了一项420米超长地下大体积混凝土无缝工程取得了圆满成功，引起厦门市市领导和建设局的关心和重视，上海世博会主题馆，在三维监理公司和上海市人防办积极支持下，和上海地下设计院的紧密合作，采用了厦门市成果–地下350m无缝跳仓法人防工程，取代了原预应力，取消了变形缝和后浇带，建工集团二公司施工，工程质量优良节省了大量的投资，最早交付使用，是世博会唯一的跳仓法施工工程，不掺加膨胀剂和纤维，采取普通混土好好打的工程。又为国防工程，XX部队及XX部队地下工程应用，初建阶段采用抗裂剂（膨胀剂）产生了大量开裂，后被停止。近年中建各局都开始采用跳仓法，我做了技术服务工作。我完成了一本专著“抗与放的原则及其在跳仓法施工中的应用”，由中国建筑出版社出版，是这个领域的第一本书。2007年1月。获得2008年10月中华人民共和国新闻出版总署颁发的“原创图书奖”。在首都北京一批超长大体积混凝土无缝跳仓施工，如梅兰芳大剧院、蓝色港湾、顺义地区先后八个工程陆续成功的建成，至今已经成功的建成了九十余项工程。宝钢跳仓法施工最长达1300米超长无缝，是国内外最长的工程。许多工程经过多年使用实际情况如何我都进行了回访，虽然都出现过不同程度的无害裂缝，但是没有出现一个失败的先列。

60年的探索之路风风雨雨，坎坎坷坷 ，既有许多成功的欢乐，也有挫折和辛酸，不仅要处理工程裂缝，还要修补人间的裂缝。值得欣慰的是：虽然我已年老，但每天早晨仍能坚持游泳，风雨无阻，身体健康，我相信，要笑到最后，必先活到最后。我还能在力所能及的前提下到现场解决一些裂缝控制的实践问题。我的最佳交通工具是自行车，在宝钢工地骑破了五辆，多次跌倒，跌倒爬起再干，还经历了一次车祸，血肉模糊送进抢救室，经检查医生祝贺我没有骨折，当晚包扎后登机飞往海南某工地，象一只古希腊“不死鸟”，又起飞了。我一生无怨无悔，更使我高兴的是，在我的探索路上，结交了很多志同道合的朋友；他们给我支持，也给了我无私的帮助，终生难忘，有团聚也有分离，重要是向同志们学到了更多的经验和技术，对此，再一次对这些朋友表示衷心的感谢。

结尾语

行文至此，我回顾自己走了近60年的探索之路的主要片段。

和学院派所进行的理论研究工作不同，我所走的探索之路一直是在沿着现场发现问题，又以现场施工技术人员都可以掌握的技术措施方法去解决现场裂缝控制的实际问题。不是单纯地以温度应力理论谈温度应力，而是綜合性材料结构施工，以长期大量的处理裂缝经验为基础，运用前人的力学手段，抗与放的哲学概念，探索统一了混凝土结构有缝与无缝的辩证关系，为工程裂缝控制找到一系列简单、明了和实用的方法，是概念设计原则。

多年的探索告诉我，裂缝控制的技术或方法不少是被现场的实际问题逼出来的。当常规技术和方法不能解决现实问题时，就会有研究和创新的需求；而这些创新一开始并不十分完善，我永远对自己不满意，深感自己还有很多缺点和不足仍需要进一步的实践和研究去完善和提高。不断在探索中超越经验积累和专业的局限，在不断地否定自我的过程中前进，不断扩充视野，挑战自我，提高研究水平，再多做一些对工程实践有意义的探索工作。

我的探索工作的激情，经受多年的磨练，在前人学着已有的成果基础上，在同志们热情帮助与支持下，为了解决工程实际问题，长期以来我始终满怀激情，象那一泄千里的激流一直冲到生命的尽头。今天我国的大规模的经济建设是一个无硝烟的战场，我们无时无刻不再接受新的挑战，需要我们具备创新的精神去迎接挑战。这一生走南闯北、风餐露宿经受酸甜苦辣的坎坷，感到人生的价值，使一些乍看起来“不可能”最后变成“可能”。

也是作用效应和结构抗力的博弈。将裂缝和倒塌破坏联系起来，越来越感到任重道远，我深深体会到，如果一个人只有梦想，不去踏踏实实的去干，那么只能从梦想开始，以梦想结束，实干成就梦想！时间太少，数十年的时光匆匆流过，我多么怀念我那数十年魂牵梦绕的故乡，我每天忙在充满裂缝的环境当中，没有时间归还故里，但我始终没有忘记铁岭龙首山下柴河之滨，无牵无挂的天真无瑕童年游泳时光。

使我更加难忘的是1995年6月5日我接待北京冶金部某领导带队的参观团，指定我率领该团队去上海浦东陆家嘴国际金融大厦参观无缝跳仓法新技术，取消伸缩缝和后浇带的超高层建筑，当时我已接到宝山医院关于我母亲住院的病危通知书，但我没有去医院，而是亲自带队去现场介绍技术过程。参观结束后我立马赶回宝山医院，但是母亲已过世，医生说老太太临死前一直以微弱的声音呼叫我的名字，但当时我不再她身边。她年轻的时候嫁到末落的满族王家，结婚两年父亲病故，家族大乱，怀孕的母亲逃出王家，在铁岭生下了我，为了纪念父故生子于铁岭，母亲给我取名为铁梦。孤儿寡母闯过了三个社会，她终身未嫁，含辛茹苦的把我培养成才。但在她最需要我的时候、在她人生的最后时光我却没有陪在她身边，对我来说是刻骨铭心的遗憾。我感到不仅混凝土充满裂缝，人生也是充满裂缝的，控制人际间的裂缝难上加难。

我已过八旬，走过了充满荆棘和漫长的道路，如果上帝给我更多时间，我将继续研究高性能普通混凝土结构而不仅是高性能材料，梳理我的全部经验并完成一部关于“普通均质延性钢筋混凝土结构”的最后著作，相信它可能为解决工程裂缝，耐久性及抗震问题提供新的思路和技术措施。

最后请允许我赠给年轻朋友一点建议：

在高度信息化的时代，人们接触实践的机会越来越少了，但是土木建筑工作者应当更多地走到实践中去，吸取生生不息的营养，实践是我们创作灵感的沃土，是检验一切理论的唯一标准，过分相信计算机程序会犯错误的。在我国半个多世纪大规模经济建设实践中，提供许多实践经验，为技术创新提供了保证条件。看未来，挑战无止境，让激情与生命同步，今天不去创新，明天就无法生存，用实践缩短梦想与现实的距离。谢谢大家。

本文原载于《施工技术·资讯》2014年第3期，由于篇幅有限，略有删减。

再次向王铁梦先生表示衷心感谢与崇高敬意！