第18章 懂技术的皇帝(2/2)
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“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!