第18章 懂技术的皇帝

“因此，臣等拟定的桥梁选型因地制宜，对于那些河面宽阔、水流湍急、地基复杂的河段，主跨采用‘钢桁梁桥’，充分发挥钢铁构架桥跨度大、施工迅捷的优势。”

吴应箕侃侃而谈道：“对于那些河面较窄、岸边较浅、地基稳固，且附近有采石场的河段，引桥部分可采用石砌墩台，兼顾石拱桥坚固耐久、就地取材的优势，实现‘以钢为骨，以石为基’，既保证施工进度，又保障桥梁质量，还能降低施工成本。”

“‘以钢为骨，以石为基’，因地制宜，权衡利弊，这个思路极为周全！”

朱高燧一边认真倾听，一边微微点头，忍不住赞许道。

他顿了顿，朗声道：“吴卿，你且说说具体的修建方案以及面对各种困难的应对对策。”

“回禀陛下，臣等拟定了详细的修建方案，分为基础施工、钢桥架设、材料运输三个环节，每个环节都有针对性的应对对策，确保大桥修建顺利推进。”

吴应箕躬身应道：“首先是基础施工环节，此乃大桥修建的核心，也是最困难的环节。”

“上都至北都段铁路，沿途不少河段的河床都是流沙质地，泥沙松软，难以承载桥墩的重量，此乃基础施工最大的难题。针对此难题，臣等拟定了两种对策，一种是沉井法，一种是气压沉箱法。”

“沉井法适用于水深较浅、流沙层较薄的河段。气压沉箱法适用于水深较深、流沙层较厚的河段。”

朱高燧微微颔首，他对这两种方法都有了解。

沉井法的具体做法是在地面上预制巨大的空心石井或铁筒，这些石井或铁筒质地坚固，尺寸庞大。

预制完成后，将其吊装至指定位置，一边向井内或筒内挖掘泥沙，一边让其缓慢下沉，直至触及坚固的岩层。

随后在石井或铁筒内浇筑混凝土，夯实基础，形成坚固的桥墩地基。

这种方法施工简单，成本较低，且能够有效应对流沙河床的问题，确保桥墩地基的稳固性。

气压沉箱法的具体做法是制作一个密闭的钢铁沉箱，沉箱底部设有出入口，顶部设有通风管道与气压控制装置。

施工时将沉箱吊装至指定位置放入水中，随后通过通风管道向沉箱内压入空气，排出沉箱内的水分，让沉箱内形成一个干燥、密闭的空间，工人便可以在沉箱内进行挖掘泥沙、浇筑混凝土的作业，直至沉箱触及坚固的岩层，完成桥墩地基的修建。

这种方法虽然施工难度较大，成本较高，且对工人的技术要求较高，但能够有效应对深水、厚流沙层的问题，确保桥墩地基的稳固性，保障大桥的安全。

“其次是钢桥架设环节。”

吴应箕继续说道：“针对钢桁梁桥的架设，臣等计划采用‘悬臂拼装’技术，在大桥两岸分别向河中心逐节拼装钢桁架，最后在河中心实现合龙，完成钢桥的架设。”

“为了确保架设工作顺利推进，臣等计划制造动力强劲，能够吊装沉重的钢桁架构件的大型蒸汽起重机，同时使用浮船进行钢构件的吊装，避免在湍急的河流中搭设过多的临时支撑，从而降低施工风险。”

“最后是材料运输环节。铁路修建与大桥修建需要海量的钢材、水泥、石材等材料，材料运输也是一个重要的难题。针对这个问题，臣等拟定了详细的运输方案。”

“铁轨与钢梁等钢铁构件由丹霞的钢铁厂轧制，轧制完成后通过已修通的铁路运至大桥工地附近的车站，再通过马车、蒸汽机车，转运至大桥工地。”

“若需要修建石拱桥或石砌墩台，所需的石材就地开采，若附近没有采石场，则通过内河蒸汽船或火车从远处的采石场转运至工地。”

“至于混凝土所需的水泥，则在大桥工地附近设立临时窑厂，从距离工地最近的石头山开采石灰石烧制水泥，省去水泥运输的成本与麻烦，确保材料能够及时供应，不耽误施工进度。”

朱高燧认真倾听着，时不时微微点头，脸上露出了满意的神色。

营造署在基础施工、钢桥架设、材料运输三个环节方面的对策考虑的极为周全，也很有针对性。

但是，若只有这些对策还远远不够！

尤其是钢铁防锈！

据朱高燧所知，钢铁构件容易被雨水腐蚀，若维护不当，用不了几年就会损毁，这可是关乎大桥使用寿命的大事！

于是，他朗声追问道：“营造署面对严寒气候、河流湍急、材料匮乏、钢铁防锈等具体困难，有何细致的对策？”

“陛下圣明，臣等拟定了详细的应对对策，请陛下御览。”

吴应箕心中大喜，终于到了真正表现的时候了。

他从袖袋中掏出一份厚厚的方案文书，当值的内官监太监刘锦接过文书，转呈到了朱高燧手中。

就在朱高煦翻开方案的时候，吴应箕详细阐述起应对各种具体困难的对策，重点讲解了钢铁防锈的方案。

“首先是严寒气候的应对对策。上都至北都段铁路沿途冬季严寒，气温极低，河水结冰，基础施工、钢桥架设都会受到严重影响，尤其是砂浆凝固、混凝土浇筑，冬季根本无法正常施工。针对这个问题，臣等拟定了两种对策。”

“其一，搭建暖棚。在大桥施工工地搭建大型的蒸汽暖棚，利用蒸汽供暖提高暖棚内的温度，确保砂浆、混凝土能够正常凝固，保障施工质量。”

“其二，合理安排施工工期。冬季严寒，施工难度大，臣等计划冬季重点进行钢铁构件的预制、材料的储备、工人的培训，以及桥梁引桥的修建，待春季气温回升、河水解冻后，再集中力量推进桥墩基础、钢桥主跨的施工，充分利用施工窗口期提高施工效率，确保施工进度。”

“对于结冰的河面，臣等计划使用蒸汽破冰船清理作业面，确保水下基础施工能够顺利推进。”

“其次，是河流湍急的应对对策。”

吴应箕越说越有劲，继续道：“沿途部分大河水流湍急，搭设施工临时便桥，风险较大，且钢构件的运输、吊装也会受到水流的影响，容易发生意外。针对这个问题，臣等拟定了三个对策。”

“其一，避免搭设过多临时支撑。臣等计划尽量使用浮船进行钢构件的吊装与运输，将钢构件通过蒸汽渡轮，直接运至桥墩位置，进行现场吊装，避免在湍急的河流中搭设过多的临时支撑，从而降低施工风险。”

“其二，加固施工设备。对蒸汽起重机、浮船等施工设备进行加固处理，配备足够的牵引设备，防止施工的设备被急流冲走。”

“其三，安排熟练的水手与工匠负责水上作业，同时加强安全防护，配备救生设备，确保施工人员的人身安全。”

“再次，是材料匮乏的应对对策。”

吴应箕舔了舔干裂的嘴唇，接着说道：“上都至北都段铁路的部分路段远离上都、丹霞等工业区，钢材、水泥等材料，运输成本极高，且容易出现供应不足的情况。针对这个问题，臣等也拟定了三个对策。”

“其一，在远离工业区的路段建立临时轧钢厂或锻铁作坊，利用当地的铁矿、煤炭资源临时轧制小型的钢铁构件，作为补充的材料供应，进而降低运输成本。”

“其二，提前储备材料。在施工前期集中力量把大量的钢材、水泥等材料运输至各个施工工地，建立材料储备库，确保材料供应充足，避免耽误施工进度。”

“其三，就地取材。对于石材、木材等材料尽量就地开采、就地利用，省去运输成本。同时推广使用当地的耐旱、耐腐木材，用于施工设备的搭建与维护，减少材料的浪费。”

“最后，也是最为重要的，是钢铁防锈的应对对策。”

吴应箕表情严肃，十分郑重地说道：“钢铁构件最怕雨水、水汽的腐蚀，若维护不当用不了数十年就会锈蚀穿孔，导致桥梁坍塌，不仅会影响铁路的畅通，还会危及过往人员与物资的安全。”

“因此，钢铁防锈乃是大桥修建与后期维护的重中之重，臣等经过反复商议、论证，拟定了两种防锈方案，按优先级排序，供陛下抉择。”

“第一种方案，用复合油漆涂层体系，此乃臣等拟定的稳健选方案。”

吴应箕继续说道：“臣等计划采用‘肉夹馍式’的油漆涂层法。”

朱高燧听到这里，眼前一亮，不由得问道：“且详细说说。”

“回禀陛下，所谓‘肉夹馍式’的油漆涂层法的具体做法是在普通钢铁构件表面依次涂刷三层油漆。”

“第一层是锌粉底漆，此乃防锈的核心所在，利用锌粉比铁更‘活泼’的特性，让锌粉先腐蚀，来保护铁板。”

朱高燧点了点头，他知道锌粉漆的原料主要是氧化锌（炼锌副产品）和生漆、桐油，这些原料圣明完全能够生产。

而生漆、桐油，乃是华夏传统防水材料，许多来到圣洲的油漆工大都熟练掌握了这门炼制工艺，且圣明已经在圣洲大陆种植了大量的油桐树，能够满足原料供应。

“第二层是云铁粉间漆，主要作用是加厚涂层，阻挡水分渗透。云铁粉漆的原料（云母氧化铁）是一种天然矿石，在龙脊山脉随处可见，研磨成粉后混入油漆即可使用。”

“第三层是耐晒面漆，主要作用是耐晒、耐老化，保持油漆的颜色，防止底漆、中间漆旧晒后老化，原料主要是改良的生漆或虫胶清漆加入耐晒颜料即可制成。”

吴应箕说到这里，语气中带着一种自豪，总结道：“陛下，普通钢铁构件使用这种复合油漆涂层的效果极为显着，至少能够让钢铁构件的使用寿命达到三十年以上，且成本相对较低，维护也较为便捷。”

朱高燧点头赞道：“好！吴卿果然有才干！不免朕当年力排众议，擢升你担任营造署主官。”

“陛下过誉了，这并非臣一人功劳，而是营造署下辖各油漆司主事与诸多油漆大匠的功劳！”

吴应箕自然不敢居功，急忙躬身行礼道。

“营造署听旨，朕要你们在丹霞择址建立一座‘皇家油漆厂’，专门生产复合油漆，配备蒸汽驱动的研磨机、搅拌机，提高油漆的生产效率与质量，复合油漆不仅能够用于桥梁防锈，还能用于蒸汽机车、蒸汽战舰、钢铁厂房的防锈，一举多得，利国利民。”

朱高燧大声说道。

营造署左右侍郎吴应箕、夏坚与一众郎中、主事等官员齐齐行礼道：“陛下英明，臣等遵旨！”

“刚才吴卿说了两种防锈方案，他已经说了一种，夏卿你来说说第二种方案。”

随后，朱高燧目光投向营造署右侍郎夏坚，决定给后者一个表现的机会，当即朗声道。

“臣遵旨。”

营造署右侍郎夏坚躬身出列，行礼道：“禀陛下，第二种方案乃是使用耐候钢制作桥梁构件，此乃臣等拟定的备选方案。”

朱高燧知道“耐候钢”是含有“铜铬”的钢材，这种钢材还是之前修建天策河跨河大桥时圣明工匠在他的指点下发明出来的。

这种钢材表面会自然形成一层致密的锈层，能够阻止内部钢材继续生锈，不需要刷漆，维护成本极低。

在原来的明朝两百多年的历史上，通过《天工开物》与《物料则例》就能知道大明的铜器制造技艺已臻化境，但对于“铬”这种金属，尚处于“只见其矿，不识其金”的阶段。

在原历史上，大明工匠们其实见过含铬的矿物，但并非用来炼金，而是用来着色。

御窑厂烧制瓷器或宫廷画师调制颜料时，会用到一种名为“红矾石”或“赭石”类的矿物，即“铬铅矿”。

它能烧出极为鲜艳的黄色或红色，如着名的“铅铬黄”。

过去的大明工匠们只知道这石头能染色，从未想到将其从矿石中提炼出来，与铜熔铸成合金。

在当时的五行炼金术（化学认知）里，还没人意识到这是一种可以强化金属的“骨架”元素。

然而，在朱高燧缔造的圣洲大明，不仅有工科学宫，还有专门研究化学的研究所与官厂。

再加上圣明已经迈入蒸汽时代，高炉煤炭燃烧的温度完全可以把铬给融化掉。

“臣等不敢欺瞒陛下，这种方案也有不足之处。”

夏坚恭声道：“其一，初期材料成本高，耐候钢的造价比普通钢铁高出约十分之二，会增加初期的施工成本。”

“其二，技术门槛高，炼制耐候钢需要复杂的工艺，营造署与工部下辖的各个钢铁厂就算全部开工，也很难在短期内炼制出大量符合要求的耐候钢。”

“其三，原料稀缺，含有铜铬的矿石圣洲储量有限，且开采难度较大，难以满足大量桥梁的建设需求。”

“因此，用耐候钢的方案只能作为备选。”

夏坚总结道：“陛下，臣等经过反复商议，更倾向于第一种方案与第二种方案相结合。”

“前期集中力量制造耐候钢，对于上都至北都段那些重要的、跨度大的跨河大桥，采用耐候钢，确保大桥使用寿命，降低后期维护成本。对于那些跨度较小、重要性较低的桥梁，采用复合油漆涂层体系，兼顾成本与防锈效果。”

普通钢材不做防腐，一般三五年好一点七八年即烂穿，若做涂装防腐，需十年一大修，维护劳民伤财，总寿数虽然也能达几十年，但花费远超耐候钢。

耐候钢的造价略高于普通钢，但免涂装、免维护，算上全寿命周期的维护费用，反而是最省钱的。

若将此钢用于大气环境良好之处如内陆干燥地带，任其风吹日晒，表面锈层稳定后，其设计寿命可达一百年至一百二十年。

当稳定锈层形成后，腐蚀速率极慢，几乎不再侵蚀内部基体。

比如后世华夏西镇高速的泾洋河特大桥，设计时便定下了一百年的使用年限，且到期后钢板尚可回收，实乃利国利民之策。

朱高燧听到这里，朗声说道：“朕会在营造署下设‘桥工局’，专门负责跨河大桥的后期维护事宜。”

据他所知，大型钢桥的维护成本非常高，甚至可能超过建造成本。

根据后世的统计，大型钢桥在寿命的前十五年，维护费用可能占建造成本的百分之十八，而在后十五年维护费用会飙升至百分之四十二，桥越老维护成本越高。

因此，设立桥工局专门负责每年的除锈、涂漆、检修工作，将跨河大桥维护视为与皇粮国税同等重要的常项开支，定期对大桥进行检修、维护，及时更换锈蚀的构件，确保大桥的稳固性与使用寿命是必不可少的！

“陛下英明！”

殿内众臣再次齐声说道。

营造署的官员们都很振奋，他们庆幸遇到了一个懂技术的皇帝，否则桥梁后期因为防锈工作没做好而出了问题，他们真不知道找谁说理去！

朱高燧想起一件事，补充道：“据朕所知，白铜（镍铜合金）是顶级的耐腐蚀材料，此物最擅长对付海水与湿气。普通钢铁在海边或潮湿环境下，不出十年便锈迹斑斑，而这白铜即便泡在海水中多年，依然光亮如新。”

“而且它的强度比普通熟铁高得多，抗拉力极强，用来做桥梁的承重拉索或关键节点，能承受万钧巨力而不折。无论是北都（芝加哥）的酷寒，还是西都（萨克拉门托）的酷暑，它都能保持稳定，不会像普通钢材那样热胀冷缩得厉害。”

众臣听到这里，不禁吓了一跳！

如果皇帝让营造署用白铜做桥梁构件，那么他们在场的所有人都会被骂死！

因为白铜虽然性能无敌，但有一个巨大的弊端，那就是太贵！

镍与铜都是贵重金属，用它们按比例熔炼的合金，价格是普通造桥钢材（碳钢）的数倍乃至十倍。

而桥梁的主体结构如桥面、非承重梁，其实用普通的耐候钢或复合涂层钢即可。

如果全用镍铜合金，就好比用金砖去铺乡间土路，虽然光彩夺目，但国库无法支撑！

朱高燧见众臣面色古怪，知道这些人误会他的意思了，当即解释道：“朕并非要用白铜！”

殿内众臣这才松了一口气。

“朕的意思是，把白铜材料用在最危险、最关键的部位，这样既能发挥其神效，又不至浪费。”

朱高燧朗声说道：“桥梁最容易坏的地方不是大梁，而是连接处。普通铁铆钉容易锈断，若用白铜打造万年不朽的铆钉和铰链，整座桥便如金刚之躯，关节永不松动。”

“此外，桥墩深入水中、常年受波浪拍打的区域腐蚀最严重，可用白铜钢板包裹桥墩，如同给桥脚穿上‘铁靴’，任凭风吹浪打，桥基永固。”

“陛下英明！在关键受力点与高腐蚀环境处使用此合金，其余部位仍用量产的优质碳钢或耐候钢。如此一来，既显皇家气派，又不失经济实惠！”

吴应箕急忙恭维道。

其余众臣附和道：“陛下英明！”

“铁路修建，耗时长久，困难重重，诸卿务必要劳逸结合，既要确保施工进度与施工质量，也要照顾好施工人员的生活，保障他们的人身安全，让他们能够安心施工、放心施工。”

朱高燧大声说道：“朕与朝廷会支持你们的工作，无论遇到什么困难，朕都会与你们并肩作战，一同克服！”

“臣等谢陛下体恤！”

众臣再次躬身行礼，心中满是感激。

散会后。

朱高燧带着工部与营造署交上来的各种方案，回到了乾清宫暖阁书房。

歇息片刻后，他翻开了营造署呈上的关于建造跨河大桥所需人力的规划。

修建一座大型跨河钢桥，大约需要三千至五千名工人，营造署计划将工人分为四个队伍。

基础施工队，一千五百人，负责沉井下沉、挖泥、混凝土浇筑等最苦最累的活。

钢结构队，一千人，负责钢构件的铆接、拼装，选拔身手敏捷、胆大心细、熟练掌握铆接技术的工人负责。

运输队，八百人，负责将钢材、水泥、石材等材料从火车站、储备库转运至大桥工地，保障材料供应。

后勤保障队，七百人，负责伙夫、医护、杂役等工作，保障施工人员的饮食、医疗，解决施工人员的后顾之忧。

同时配备十至二十台蒸汽机，其中蒸汽起重机五至八台，用于吊装沉重的钢桁架构件，三至五台蒸汽打桩机，用于在河床中打入基础桩，二至三台蒸汽抽水机，用于沉井作业时排出地下水。

人力与机械协同，既能提高施工效率，又能降低施工难度，确保大桥修建，顺利推进。

朱高燧看着这份计划书，脸上露出了满意的笑容。

营造署众官员思虑周全，方案详尽，对策得当，他感到十分欣慰！

在这个时代修建跨河大桥，虽然困难众多，但他相信只要营造署上下齐心协力、全力以赴，严格按照拟定的方案精心施工、科学施工，就一定能够克服所有困难，按时、按质、按量建成所有跨河大桥，确保上都至北都段铁路顺利贯通，确保圣明第二个十年铁路计划圆满完成！

乾熙十三年十月十八日，朱高燧正式颁布圣旨，昭告天下，启动第二个十年铁路计划。

消息传开后，整个圣京城沸腾了！

因为京城的百姓们相信，十年之后，一张以上都为中心的“米”字型铁路辐射网，必将纵横交错，贯穿整个圣洲大陆！

圣明必将凭借这张铁路网，成为威震圣洲、仙洲两块大陆，并且让神洲大明、炎洲大明、泰西诸国仰望的存在！

那些横跨大河的钢铁巨桥，也将成为圣明工业实力的象征！