為什麼說東海大橋是「橋中教父」？

東海大橋是中國最早的跨外海大橋，我們熟知的著名大橋多是學著它的經驗逐漸起步的。

出品| 網易新聞學院

作者| 須臾千秋

2015年，上海港以超過3500萬標準集裝箱的吞吐量遠超第二名新加坡，名列世界港口第一，對這一天文數字般的貨物吞吐量貢獻最大的是崎嶇列島。

十五年前，這些小島上沒有電力，沒有淡水，更沒有交通，能夠「點石成金」，讓這些荒島成為洋山港的核心區，肩負起深水港重任的，是中國最早的跨外海大橋——東海大橋。

（東海大橋）

它是國內跨海大橋們的爸爸

東海大橋，起始於上海浦東新區，橫跨杭州灣北部海域，終到小洋山島，全長32.5公里，大橋於2002年6月開工，2005年5月竣工，總耗資71.1億元。

東海大橋將小洋山島與上海市區連接起來，港口只需要修在地質條件堅實、水深充足、對市區影響小的小洋山島上，再通過東海大橋輸送到大陸上即可。有了東海大橋作為紐帶，這些小島就成為了不可多得的天然良港。

（中國著名的跨海大橋們）

東海大橋曾被上海市政府列為「一號工程」，事實上，它確實是中國跨外海大橋最早的「一號工程」。我們現在耳熟能詳的杭州灣跨海大橋、港珠澳大橋等世界名橋，開工和竣工時間都在東海大橋之後，並使用了大量東海大橋建設時成熟的技術。換句話說，這些偉大的工程都是學著東海大橋的經驗逐漸起步的。

跨海大橋的標配技能：防腐＋防撞

海洋橋樑與陸地橋樑所處的自然環境十分不同，施工和設計難度也不可同日而語，其中最大的問題是防腐。

跨海大橋通常由鋼筋混凝土建成，混凝土中的水泥硬化後主要含有氫氧化鈣、水化硅酸鈣等鹼性物質。而海水中的硫酸鹽、氯鹽會與這些物質相互作用，破壞混凝土的結構，並暴露出鋼筋。

（行進在東海大橋上）

隨後，這些鹽類就會與水和氧氣聯合，迅速腐蝕這些失去保護的鋼筋，使得橋體遭受重大破壞，這些都是內陸橋樑很少遇到的問題。在中國東海海域多發海霧，海霧中的鹽分包裹橋樑，使得橋樑整體——即使是遠離海水的橋面和橋墩上部都面臨嚴重的腐蝕問題。

此外，與橋墩位於岸上的內陸大橋不同，跨海大橋動輒幾十公里，橋墩數百根，受到船隻撞擊的威脅必然存在。面對海洋中動輒幾十萬噸巨輪的撞擊，海洋橋樑的橋墩必須進行嚴格的防撞保護，如優化橋墩外形、採用拋砂石護底、人工島防撞等。

（東海大橋的夜色）

此外，海潮、海流、颱風、泥沙……等等這些都會影響海洋橋樑的施工。東海大橋作為中國外海大橋的先驅，就必須要把這些雷挨個摸一遍。

為了躲颱風，大橋先在工廠造了一半

海洋橋樑的施工受到的影響因素非常多。東海大橋所處的水域，每年受颱風、雷暴、海霧及其它災難性氣候影響的時間長達125天，可在固定平台上作業的時間只有240天。

然而，東海大橋是整個洋山港工程的控制工程，沒有這座大橋，小洋山島上的貨物無法運到大陸上，港口施工的各項物資也很難從大陸運到島上，因此，東海大橋必須先於港口的其它工程建完。為保證工期，每一個可以作業的時間，建設者們無論嚴寒酷暑都會在前線作業。

（東海大橋非通航段預製墩身）

除此之外，項目部還採用了預製安裝的施工工藝來輔助建設。重達280噸的橋墩預先在工廠生產出來，海運到施工場所，再使用上海海上救撈局的1000噸「勇士」號浮吊進行吊裝。

使用預製橋墩不僅可以節省現場工期，而且可以更好地控制大橋組件的質量。在工廠中對構件進行預製，可以使橋墩更加緻密，微裂紋更少，在未來使用中更不容易受到海洋環境的侵蝕。

「定海神針」讓大橋放心「衝浪」

跨海大橋建設最核心的技術，是「對抗」波流的技術。跨海橋樑承台常年承受較大的水流波浪作用，而且水流、波浪力的作用不單一，長期作用會對橋墩施加疲勞荷載。

工程中採用的預製橋墩質量雖好，但上海的外海海底儘是鬆軟的淤泥，在海浪的作用下很容易發生鬆動甚至傾覆。因此，工程中採用了預製鋼管樁打入海底，再將橋墩承台架設其上的方法。

（鋼管樁的施工效率遠勝混凝土樁）

然而在海洋工程中，由於海水腐蝕，人們很少採用鋼管樁這種極易受到腐蝕的結構。因此，工程採用了鋁-鋅-銦-鎂-鈦犧牲陽極與塗裝重防腐塗層聯合保護的措施。一方面將鋼管保護起來，另一方面用陽極合金「李代桃僵」，讓鋼管樁的壽命大幅延長。

此外，橋墩的形狀選擇也是一門學問。為了配筋方便，通常會將橋墩做成方形。但經過計算，使用圓形承台可以降低約21%的波流力。因此工程設計了圓形作為承台形狀，而其上不受波流力作用的部分則保持方形截面。

（不同結構形狀的水流力荷載）

大橋是一截一截長高的

（東海大橋的通航段——顆珠山大橋）

在風浪中建造東海大橋高達100.7米的結構是個巨大的難題。要想直接用塔吊將材料和模板吊到這麼高的地方顯然是不現實的，因此，工程中採用了爬模法進行施工。

所謂爬模法，就是讓模板在一段混凝土結構施工完成後，沿結構向上爬升，以供下一段混凝土的澆築。在顆珠山大橋的橋塔結構中，考慮到塔柱的上下段截面不同，模板上裝有專門的造型木用來調節截面尺寸。在爬模的幫助下，橋塔每節澆築4.5米，只需7天就可以完成一節的施工，爬到下一節繼續施工。這樣只要半年，橋塔的主體就能澆築完成。

（爬模示意圖）

為了使鋼筋、模板和斜拉索的空間位置定位穩定方便，在塔柱中還創造性地設置了勁性骨架。施工證明，利用勁性股價經過初裝和精調兩次控制定位安裝索管，可以讓索管的位置準確，斜拉索的安全也能得到保障。

結語

2005年5月5日，東海大橋建成通車。從此，洋山這座曾經的荒島正式成為了上海國際貨運港的一部分。洋山港的貨物吞吐量從2005年的210萬標準集裝箱增長到如今的接近4000萬箱，而這一切都離不開這一重要的樞紐——東海大橋。

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編輯| 李祖希