12年前，上海路政部门收到一封来自外白渡桥英国设计方的信函，来信提醒：“外白渡桥的桥梁设计使用年限为100年，现在已到期，请对该桥注意维修。”并给出了一定的维修建议。这是一个重要信号，意味着和外白渡桥同时期的一批老桥，包括浙江路桥，都已迈入“百岁高龄”。
桥梁，是上海城市的名片。作为黄金水道的黄浦江，一路从市区穿过，把上海分成东西两块，在吴淞口与长江汇合，一起流入东海。说起上海黄浦江上的桥梁，形态各异且颇具特色。它们串起了浦江两岸，改变了城市发展的格局。而苏州河以前其实比黄浦江更像是上海的母亲河，它见证了上海的沧桑变化，承载了这条河上悠久的桥梁历史。无论是苏州河上1908年修建的百年文物外白渡桥，还是1976年建成的首座跨越黄浦江的松浦大桥，如何将这些承载着上海城市记忆的旧桥，经过升级改造，重新焕发生机与活力，这是摆在桥梁建设者和管理者们面前的一道考题。
百年老桥 修还是拆
外白渡桥是位于苏州河与黄浦江交汇处的一座全钢结构桥梁，于1908年1月20日落成通车。由于其丰富的历史和独特的设计，成为上海的标志之一，同时也是上海现代化和工业化的象征。平均每天有3万辆车从这里驶过，无数游人在此拍照留念。1994年2月15日，上海市人民政府将外白渡桥列为优秀历史保护建筑之一。
“哪些桥值得维护，哪些桥可以拆除，我们是有考虑的。包括它的文物价值、景观功能，以及整个维护的难易程度。有些桥梁，本身可能就是一个不合理的结构，或者本身就很丑陋，相当于有先天缺陷的，再怎么维护也没有太大的意义。而有些桥梁，特别是一些文物桥梁，可以说要不惜一切代价地去维护。外白渡桥的历史价值、艺术价值，包括它在上海市民心中的情感因素，各方面的价值都很高。”上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司大桥设计研究院总工程师陈亮说。
比外白渡桥仅年轻1岁的浙江路桥，是苏州河上仅存的第二座钢结构老桥，更是我国乃至亚洲唯一一座仅存的鱼腹式钢桁架桥梁。
陈亮告诉记者，对于这两座百年老桥，尽管历史上曾有过几次修缮，但并不能从根本上延长桥梁的使用寿命。“从一九零几年造好后，每次维护都是在苏州河上原位进行，甚至交通都不中断。而我们这次维护，是把这两座桥整体移上岸。外白渡桥是通过船移，从黄浦江移到长兴岛，在岛上进行露天维护。浙江路桥要求更高，直接上岸，还专门为它在中心市区建了一个厂房，在厂房内进行维护。许多焊接、铆接、涂装等工作，要求的条件和质量也越来越高。如果在原位去修复的话，上面会有荷载运动，露天可能还会遇到风雨，这些现实的因素对修复工作的质量影响比较大。我们在厂房的地上设置许多支撑，将桥多支点支撑以后，维护效果会更好。包括节点、杆件，任何地方都可以随意打开。所以这两座桥在岸上维护，相对来讲更换得比较彻底。”
尤其值得一提且庆幸的是，这两座百年老桥的原始档案资料保存完整，虽然历经百年，设计图纸依然完好，干净整洁，没有一点划痕皱褶。图纸虽是手工绘制，纸质也已经发黄，但工整清晰，每一个数据、每一个符号都清清楚楚，设计、审核、校对、绘图人员的姓名一目了然。这也为日后的维护工作提供了重要依据，为市政设计施工的决策提供了有力的参考。“国内有些文物桥梁的档案工作做得不好，给维护带来了相当的难度。只能看到外表面，内部结构是什么样子，就不清楚了。所以需要一边维护，一边打开，一边像考古一样研究，随时改变维护方案。而浙江路桥和外白渡桥的各种档案很全，包括原来的英文设计图纸，后面历次维修的资料。我们在此基础上，才能进行后面的大修。”
升级技术内核 健康100年
外白渡桥和浙江路桥，分别于2008年和2015年进行上岸大修。如今，这两座百年老桥，都已重新复位于苏州河之上，延续着它们的沪上传奇。这两座“姐妹桥”，尽管外貌变化不大，但其内部结构，早已焕然一新。
外白渡桥
按照“修旧如旧”的原则，这两座桥的一些主要特征基本保留，其他相对次要的构件，根据功能的需要，做了一些合理的改变。“比如浙江路桥，原来桥面的布置随着时代的变化，可能有些不合理了，所以我们把两片主桁间距拉大了。拉大之后，包括桥面的体系、拼接都会改变，索性就都更换掉。两片主桁架，是这座桥最典型的特征，从文物保护的角度出发，能保留尽量保留。当然，是在剩余寿命评估的前提下，如果评估后，这些构件不适合再使用几十年的话，我们还要更换。就是要在文物保护和桥梁功能这两方面，取一个平衡点。同时，我们的维护方案，也需文物部门的认可。从桥梁结构的角度，如果能把所有的部件都换掉，受力肯定会更好，但实际有很多没必要。比如有些地方确实生锈了，有些地方还没生锈，经过重新打磨、重新涂装，承载能力也完全没问题。”陈亮告诉记者。
外白渡桥建成后近40年未曾大修。1945年发现桥台下沉倾侧，钢梁支点渐被拉出，有坍落危险。以后60年间，断断续续进行局部维修10余次。2008年的大修，主要针对老化与受损的端梁、桁架、桥面盆板等构件，更换铆钉5万多个，将原桥墩木桩基改为混凝土桩基。人行道按原设计恢复木地板。另外为桥身增添景观照明，主色调为暖黄色，南北两跨灯光通透。每逢节日，灯光可变为蓝、银白、紫等色，绚丽多姿。
外白渡桥
浙江路桥也面临同样的问题。随着使用年代越来越长，桥梁钢结构承载力渐渐减弱，腐蚀和疲劳程度愈加明显，亟需一场彻底的“大手术”。此次大修恢复了原始设计图上的桥头门框式样，修缮后的浙江路桥，重量减少了200吨左右，桥身更加轻盈牢固。
浙江路桥移桥进入厂房
除了桥梁结构的维修升级，这两座老桥在今后的管养方面，也采用了最新的技术手段。施工过程中，使用先进的三维扫描技术将桥梁尺寸精确定位，甚至精确到每个铆钉的具体位置、间隔位置等。施工图纸通过与其比对，会及时调整桥梁杆件的加工尺寸、精度，保证顺利组拼。以前，桥梁的一些关键信息，包括零件和维修数据比较零散，有的材料、生产厂商、杆件重量等信息已经不全。这次运用BIM技术，将各种数据一一补齐，并建立起数据库，也可方便今后的维修。“这个模型里面的信息很多，哪些构件是100年以前的，哪些是50年换过的，哪些是准备换的，包括使用的材料，是一个比较全面的信息系统。这些信息的输入，比一般的图纸会更丰富，也便于以后的保养。我们也做了三维扫描，可以从各个角度，查看这座桥梁的资料。这也是一份文物资料的保存，方便以后从各个角度去看这座桥是怎么变化的。”
浙江路桥大修中
材料方面，根据两座桥的特点，仍旧采用钢结构，但其钢材的质量与水平，远比100多年前的要提高许多。这样一来，既保持了文物的原貌，又从根本上延长了使用寿命。工艺方面，钢结构的连接处依旧采用100多年前铆钉连接的方式，而不是现在常用的螺栓，但铆钉的质量和施工工艺，完全采用了现代的技术，整个桥梁的品质得到大幅提升。
浙江路桥整体移桥上岸
陈亮表示，大修过后，这两座百年老桥都已重新焕发生机，至少还能再使用50年。“包括构件的健康评估方面，不是生了锈就不能用了，要经过评估，考虑今后锈蚀怎样发展，包括环境、荷载因素，锈蚀的发展速度等。另外，锈蚀后结构的承载能力可能会下降，交通荷载也可能会变化。在经过这几个方面的综合考虑后，据此评估它的使用年限。我们对外的文件是50年，实际上我们内部控制是按照100年。也就是说，这个桥经过我们维护之后，再用100年是没有问题的。当然，正常的管养也是必须的。”
“巨无霸”开创性的“手术”
与两座文物桥有所不同，松浦大桥位于松江区东南部，原来是一座双层公铁两用铆接钢桁梁桥，上层公路，下层铁路。曾经改写黄浦江无桥历史的松浦大桥，自1976年建成通车至今，已进入“不惑”之年。此番改造，又将刷新两项纪录：全长近1.9公里的松浦大桥，是目前黄浦江上改造规模最大的越江大桥；改造完成后，将成为黄浦江上第一座“慢行桥”。
这座堪称“巨无霸”的大桥，如何“永葆青春”？
由于松浦大桥的早期桥梁通航净空标准已不符合现行要求，所以全长419.6米的主桥段，将整体顶升20厘米。按照设计要求，下层引桥段要从铁路运输改造为慢行通道，原来的引桥需要先顶升、桥墩缩短，再进行降坡处理，满足人和自行车的通行需求。
松浦大桥改造后效果图（下层）
顶升技术在城市建设中并不少见。虽然松浦大桥顶升高度仅20厘米，但是由于建筑形式不同，难点也不尽相同。松浦大桥桥下是江水，桥高20多米，主桥段顶升很难找到支撑点。项目工程师进行了多次头脑风暴，创新性地将长距离同步液压顶升技术，应用在如此规模的桥梁当中，形成了大跨径双层钢桁架桥梁整体顶升施工技术。这项技术也开创了大跨径双层钢桁架桥梁顶升的先河。
目前，黄浦江上的越江大桥全部采用机动车通行的方式。松浦大桥改造后，这座并非最宏伟、最华美的桥梁将充满“个性”，成为黄浦江上第一座可以让人和自行车直接渡江的越江大桥。松浦大桥的下层桥以保护为主，上层桥则考虑到通行需求，将原有的双向两车道大幅拓宽，改为双向六车道。随着金山区和上海其他区域的沟通日益密切，双向六车道将有效缓解“车亭公路”的交通压力，整体增加G320国道的通行能力。
但是，难题也随之而来。陈亮告诉记者：“松浦大桥的交通需求很大，它是出上海市区的一个重要通道。公路原来只有两个车道，非常拥堵，经过我们研究，认为有拓宽为6个车道的可能。因为下面的火车道停止运行后减去了火车的重量，上面车道数可增加。此方案经过反复评估，包括对荷载进行了统计，桥梁本身的结构重量会比原来增加70%，加上车的重量，整体会比原来的桥梁重30%。这样一来，不仅没减重，反而还加重了，这是一个比较大的挑战。”
松浦大桥采用新型组合桥面技术，经过技术攻关，将进一步提高桥面的受力和经济性能。“我们采用这个组合桥面技术以后，可以更好地发挥不同材料各自的长处。混凝土采用超高性能的UHPC，耐久性和力学性能更好，可以让桥面的耐久性、使用寿命大大提高。”
尽管松浦大桥相对年轻，工程师们还是拿出修复百年桥梁的看家本领。松浦大桥主桁架有部分损伤变形，但因结构特殊，修复只能在原位无外部支撑的工况下进行。工程师们利用外白渡桥抢修时的技术经验，对部分损伤杆件采用了热矫法矫正，其他大部分损伤杆件则采用冷矫法矫正。
大桥的零部件没有全部更换，而是借鉴浙江路桥和外白渡桥的修复手法，合理使用新老构件连接形式，重拾并改进已近失传的铆接工艺。根据构件部位的不同，分别采取针对性的喷砂除锈及防腐涂装方案。
“这一次的动作比较大，包括上升的桥面、主桁加固及下层的桥面都要动，不仅是大修。外白渡桥和浙江路桥，是以大修为主，松浦大桥属于改造工程，以前那个是‘小手术’，而这次是‘大手术’。‘大手术’要求我们对老桥资料掌握得相当熟悉，一些新老构件的匹配也很重要。与造一座新桥不一样，新桥都是新构件，按照理论去做就可以了。而这个改造需要大量的构件，新构件要和老构件匹配，包括螺栓孔、铆钉孔，都要新老匹配。在几何精度，包括对测量的要求等方面，也有很大不同。按照理论图纸上标注的尺寸做行不通，反而和老桥对不上，这也是一个难点。”
尽管改造规模大，但是松浦大桥全程“不停业”。按照施工计划，松浦大桥要先拆除下层铁路设施，再进行加固和改造主桥。下层桥梁全线贯通，开放下层非机动车道以后，再封闭上层交通，进行主桥上层以及引桥上层拓宽施工。整个改造工程将持续两年时间。
松浦大桥改造工程由上海市政总院采用EPC（设计施工一体化）总承包模式实施，这项工程管理模式可将原有工期压缩3至5个月，又被称作“交钥匙工程”。目前，EPC总承包模式已经成为上海桥梁维护改造工程的主要管理方式。
松浦大桥改造后效果图（侧视）
“改造后的松浦大桥将再使用50年。”上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司总裁助理、副总工程师颜海介绍说，“如今，我们可以通过信息化管理，全程监控桥梁状态，及时发现并解决问题。”松浦大桥正进行传统养护方式与健康监测系统联合设计，制定专门养护手册，提高电子化程度。此前，在南浦大桥、杨浦大桥的维护中，工程师开发了基于BIM（建筑信息模型）技术的桥梁运维管理系统，便于这些里程碑式重大工程的后期健康监测、管养。
适时大修 延年益寿
如果说松浦大桥是“大改造”，那么杨浦大桥就算是“小维护”。作为上海市区第二座跨越黄浦江的特大型斜拉桥，于1993年建成通车后，杨浦大桥运营至今已有26年。多年运营下来，很多桥梁病害不可避免。为确保大桥在全寿命使用过程中的安全运营，2017年8月1日，杨浦大桥大修工程开工。
杨浦大桥大修主要是进行桥面铺装翻新，对多年来的桥面病害进行整治，进一步提高行车的舒适性和安全性。工程范围包括主桥、浦东引桥、浦西引桥以及所有匝道，主线全长4.838公里，匝道全长2.848公里。整个工程已经完成。
近几年来，上海市已经陆续完成了浙江路桥、东海大桥、徐浦大桥、南浦大桥W3匝道、外白渡桥抢险等多个旧桥维护改造EPC工程项目。“大桥都有使用寿命，在中国，一般性正常维护条件下，桥梁的寿命为100年。”颜海介绍说，有效的维护改造则能让桥梁“延年益寿”。
浙江路桥大修后夜景
目前，我国有许多桥梁都已迈入了高龄。这些桥梁经过了百年或者几十年运营，无论是需要局部维修还是彻底改造，如何在保持旧桥特色、保留城市记忆的前提下，以低影响、可持续的方式，提升桥梁的功能、品质和使用寿命，让老桥重焕青春，继续服役50年甚至上百年？未来，我们还有很多事情要做。
本文刊载 /《桥梁》杂志 2019年 第5期 总第91期
本刊记者 / 陈晨
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