人类生活的基本需求，是衣食住行，后两件事情与土木工程密切相关。从事铁路、公路、桥梁、隧道等工程设计施工的专业人员，就是土木工程师。你认为自第一次工业革命以来，谁是世界上最伟大的土木工程师？是英国发明了铁路机车的斯蒂芬森，还是法国建造了埃菲尔铁塔的埃菲尔？是美国布鲁克林大桥的承建者罗布林，还是中国铁路及桥梁的先行者詹天佑和茅以升？可以肯定的是，大家心中都有自己的答案，而且可以肯定的是，答案五花八门，不尽相同。道理很简单：没有标准答案。
有一个人，在中国的名气似乎远远没有前面提及的几位那么大，但在世界现代土木工程史上却占据着非常重要的位置。他就是19世纪上半叶英国著名的土木工程师伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel，1806–1859），见图1。
图1 伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔，1857年在帮助“大东方号”下水的巨大铁链前
布鲁内尔何许人也？今天世人对他的评价是：“在工程历史上最具创造性和最多产的人物之一”，“19世纪的工程巨匠之一”，“工业革命时期最伟大的人物之一”，等等。2002年，英国广播公司搞了一个“最伟大的100名英国人”评选活动，结果温斯顿·丘吉尔名列榜首，他第二（个人臆想，大概是因为历史上丘吉尔曾经解决了英国人活不活得下去的问题，布鲁内尔则帮忙解决了英国人怎么活着的问题），排名高于达尔文、莎士比亚、牛顿、图灵、法拉第、霍金、狄更斯等一大溜世界名人。他的贡献在于：主持修建了英国大西部铁路、系列蒸汽轮船和一些重要的桥梁隧道，创造了许多“第一”；通过英国工业革命的辐射性作用，推动了现代土木工程和公共交通的发展。英国人民为了纪念这位伟大的工程师，在不少地方建有布鲁内尔的雕像；1966年建立的伦敦布鲁奈尔大学，是以他的名字命名的；2006年，英国皇家造币厂为布鲁内尔200周年诞辰铸造了纪念币。2012年的伦敦奥运会开幕式上，由演员扮演的布鲁内尔也闪亮登场，激情朗诵莎士比亚喜剧《暴风雨》中的一段台词。
先看看布鲁内尔的学习简历吧。
布鲁内尔1806年4月9日生于英国朴次茅斯。他父亲马克·布鲁内尔爵士也大名鼎鼎（但后人称他为马克，以免与他那更有名气的儿子叫混淆了），是一位生于法国的土木工程师，英国皇家学会院士。布鲁内尔小时候受家庭影响，耳濡目染，对土木工程产生了兴趣。据说，他4岁时父亲就教他制图和观测技术，8岁时学习欧几里德几何（天才都是这个节奏吗？）。他8岁上寄宿学校，14岁时被诺曼底卡昂学院录取，1820年前往法国，最后就读巴黎亨利四世中学。1822年中学毕业后，他想继续在法国读大学，但因自己是外国人被拒，于是当了一段时间的制造钟表的学徒，1822年返回英国。从此，开始了他辉煌的土木工程生涯。
再看看布鲁内尔的工程业绩吧。
回到英国后，他在他父亲的手下干活。第一件事情就是建造泰晤士隧道（Thames Tunnel）。泰晤士隧道是一条穿越泰晤士河的伦敦水下隧道，是有史以来第一条水下隧道。隧道建于1825年，1843年完工，长396m。开挖采用的技术，来自于布鲁内尔的父亲与一位英国海军上将托马斯·科克伦共同申请的盾构法（适于在软土地层或含水量很高的地层掘进隧道）专利，见图2示意。这项工程的负责人是马克，布鲁内尔则是驻地工程师，具体负责隧道建设。现在，这隧道作为伦敦地上铁（London Overground Railway，就是国内所说的城市高架轨道）东伦敦线上的一部分，至今仍在使用。1830年，年仅24岁的布鲁内尔为此（因为泰晤士隧道1843年才完成，而在此之前他似乎也没有别的什么工程业绩）成为英国皇家学会院士。
顺便提及，在英国大西部铁路建设中，1841年布鲁内尔还曾主持修建了盒子隧道（box tunnel）。这隧道长2.95km，是当时世界上最长的双线铁路隧道。
1831年，布鲁内尔在布里斯托尔的克里夫顿（Clifton）悬索桥方案设计中赢得竞赛，同年该桥奠基开建。这悬索桥的桥塔采用石材，大缆采用熟铁链杆，跨度214m，见图3。若能按计划完成施工，那这桥就是当时世界上跨度最大的桥了。可惜，因1831年末发生在布里斯托尔的“皇后广场暴动”（当地群众为争取公民投票权与政府产生的流血冲突）以及由此诱发的财政问题（投资商不来了），这桥直到1862年才正式推进，1864年建成。不过，也有人质疑布鲁内尔是否真的设计了此桥。一个看上去比较有说服力的观点是：克里夫顿桥的链式大缆，直接借用了1859年拆除的伦敦亨格福德（Hungerford）悬索桥的链式大缆，此时布鲁内尔已去世了。（注：最早的亨格福德桥也是布鲁内尔设计的，1845建成；1864年在主跨内增加了几个桥墩，改建为格构式熟铁桁梁铁路桥；2002 借助现有桥墩，在上下游侧增建两座人行斜拉桥，成为伦敦一景）
接下来布鲁内尔设计的其他桥梁，同样精彩，现选择介绍几座。1839年，位于英国西部大铁路线上的梅登黑德（Maidenhead）桥建成开通，见图4。布鲁内尔采用两个椭圆形的砖拱作为主跨结构，跨度39 m，矢高仅7 m，宽度9.1 m（1892年为适应四线标准铁路加宽到17.45m），成为当时世界上跨度最大、最为平坦的圬工拱桥。
1849年，布鲁内尔设计的温莎（Windsor）铁路桥建成，见图5。这桥采用熟铁制成，单跨，跨度62m，铁路双线，位于大西部铁路的某支线上。从照片上看，结构采用刚性系杆和刚性拱，柔性吊杆之间设置了交叉斜杆。据笔者手头有限的资料分析，这可能是世界上最早的系杆拱桥了，目前使用如常。
布鲁奈尔最后设计的一座桥梁，就是1859年建成的皇家阿尔伯特桥，见图6。在“亚东桥话”的开篇——“谈谈钢管混凝土拱的起源”一文中，已对这桥做过简要介绍，兹不敷述。啰嗦一句的是：为纪念皇家阿尔伯特桥建成100周年，在桥头铭刻上了“I.K.BRUNEL ENGINEER 1859”的字样。一晃又过去差不多50年了，桥头布鲁奈尔的大名和工程师身份依然清晰夺目。
布鲁奈尔设计的一些桥梁、隧道和车站（其中最著名的是伦敦西敏市的帕丁顿车站），直接与英国大西部铁路（Great Western Railway）建设有关。大西部铁路是当时的一家英国铁路公司的名字，也指连接伦敦西南部、英格兰西部和大部分威尔士地区的铁路网，被称为英国维多利亚时代的奇迹之一。1833年，大西部铁路公司成立，同年布鲁奈尔被任命为总工程师。当时布鲁内尔坚持采用2140mm宽轨，认为其运行速度更快、乘客更为舒适、货运能力更大，引起不少争议（事实证明他偏离了主流）。19世纪末期，这铁路也开始经营1435mm标准轨运输。
为提升列车牵引力，布鲁奈尔曾推进过一项技术，虽然最后不成功，但也从中看出布鲁内尔敢于创新和实践的个人品质。这项技术就是空气牵引技术，来自于Clegg（一位燃气工程师）和Samuda兄弟（造船工程师）1838年申请的空气牵引专利，所建造的铁路就称为“空气铁路”（atmospheric railway）。基本做法是：在轨道中间布置空气管道，沿线每隔2英里设置一个泵站，抽取管中空气形成真空，由此带动列车行进，见图7示意。1847年布鲁内尔所建设的一段空气铁路开通，在牵引质量28吨时，列车最高速度达到103 km/h。
布鲁奈尔一直在考虑从伦敦到纽约的长距离交通问题，设想着乘客在伦敦买一张票，就可先坐大西部铁路到布里斯托尔，然后转乘轮船去纽约。为实现这一想法，1836年布鲁奈尔与友人及投资者合伙成立英国大西部轮船公司（Great Western SteamshipCompany）并担任工程师。1838年，建成“大西方号”，其使用螺旋桨推进器和铁甲壳，排水量2300吨。这是第一艘投入大西洋航线运输的蒸汽动力轮船，下水时是世界上最大的轮船。1845年，又建成排水量3674吨的“大不列颠号”并投入使用，今天在布里斯托尔港还可见到她的身影。这些成功使得布鲁内尔野心爆棚，与人合作打造了一艘世界上最大、最豪华的游轮（载客4000人，载货6000吨），拟用于英国-印度-澳洲航线。这艘取名“大东方号”的客轮长211m，宽36m，最大吃水9.2m，排水量18915吨，见图8。这船的建造过程艰难曲折，千辛万苦，最终在1860年首航纽约（没有按原航线运营）。因经营巨亏，这船服役4年后即停航，卖作他用，1888年报废拆除。
布鲁内尔是个不折不扣的老烟枪，估计与丘吉尔有得一拼。1859年，布鲁内尔中风去世，年仅53岁，埋葬在伦敦西北的肯萨绿地（Kensal Green）公墓内。
最后，谈谈编写这篇文章的心得体会。
第一，以大机器工业为特征的英国工业革命，不仅影响到西欧和北美，还扩展到东欧和亚洲，它标志着世界整体化高潮的到来。布鲁内尔是英国工业革命后期著名的土木工程师，他对世界的土木工程发展，起到了重要的、间接的促进作用。
第二，布鲁内尔是工程（不仅仅是土木工程）奇才，满怀雄心壮志。他不仅修铁路，也造桥隧和车站，还搞远洋船舶设计。这在分工专业化的今天，是完全不可想象的。今天的专业人士，适当拓展自己的专业知识领域，自是有益无害。
第三，布鲁内尔设计的工程项目，尽管不是个个都成功，但几乎个个都是“第一”。这实际上反映出布鲁内尔敢为人先、善于创新的精神。这种精神，正是我们今天所需要的。
第四，布鲁内尔设计的桥梁、隧道和车站，质量可靠，安全耐用，绝大部分使用至今。这对今天的土木工程师的启迪作用，不言而喻。
（作者注：本文参考了诸多文献资料，不一一列出，在此一并致谢）
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