在海中漫步 致敬杭州湾跨海大桥

网易汽车综合1月15日报道

2008年5月1日，北京奥运会前夕，当时世界上最长的跨海大桥——杭州湾跨海大桥建成通车。大桥北起浙江嘉兴，南至宁波慈溪，全长36公里，它的建成让宁波到上海间的车程缩短了120余公里，也大大缓解了围绕杭州湾的杭甬高速公路的压力。

长桥卧波

今年，杭州湾大桥即将迎来自己的十岁生日。十年来，几经风雨洗礼，杭州湾大桥依然屹立在水中，庇护来往车辆。要做到这一点真的不容易。杭州湾大桥的先天条件非常差：在其立足的地下，杭州湾有深厚的淤泥层，南岸腐殖质滩涂地下甚至还有沼气；这片海域也不宁静，杭州湾与亚马逊河口、恒河河口并称为世界三大强潮湾，风高浪急，乱流沙涌，一年中，超过7级以上大风天有9个多月，台风的最大风速每秒50米，可瞬间掀翻千吨大船，真可谓“屋漏偏遭连夜雨”。

在如此复杂的环境中修建这么长的桥，如何确保桥的安全和行车安全？我们一起来看一看。

神针定海

工程中有一句话叫“基础不牢，地动山摇”，强调的是构筑物的地基和基础的重要性。大桥位于钱塘江出海口，数千年来钱塘江的淤积物覆盖在这片海域的底部，形成了豆腐脑一样松软、易滑、承载力低的厚软土层。能支撑起大桥的“持力层”则位于软土层的下方。

这种情况下，必须将大桥的基础——一根根桩插入下部持力层中，最长的一根桩竟然长达90m，有30层楼那么高，要知道，杭州湾的水深才只有10m左右。单根桩的直径为1.5~1.6m，在桩里面，这是很粗的了，但仍然只有长度的六十分之一，和筷子的比例基本相当！这些桩有一个响亮的名字：大直径超长钢管桩。

能否顺利、精准地把桩做出来，成为工程的控制因素。海上打桩的一个难点是定位难，速度慢，按原有的人工测量和人工定位技术，每天最多只能完成四五根桩，而且还要看天吃饭，天气不好时无法施工，2002年下半年只打了351根。后来大桥施工方下定决心，在国内率先使用GPS定位，一边进行施工操作，一遍根据实时位置调整施工过程，对桩进行纠偏，大大提高了效率，每天最多可完成五十多根。

除此之外，更具挑战性的是：大桥经过的部分地区，土层中存在囊状浅层天然气（沼气），局部含气量和压力较大。施工中如果扰动了这些气体，气体移动过程中将会让海底淤泥层产生不可预知的大变形，从而影响进一步施工（大桥建成后，气体的影响可以忽略）。如果气体从海底逸出，碰上海面上的作业船只，还有可能发生爆炸，引火烧身。天然气的问题，对于国内土木工程界而言，可谓是闻所未闻的。幸运的是，石油行业对此有较多经验，一次跨学科的思维碰撞让土木工程师们学到了石油专家的宝贵经验，经验总结成四个字：“主动方气”。在打桩前，先主动引导气体逸出，随后再施工，从而解决了这一难题。

飞龙镇海

地下的问题解决了，地上的问题紧随而至。

大桥通车之后，有一则非常有趣的新闻，“少数司机上杭州湾大桥心发慌”，担心“车会不会被大风掀起掉进海里？”新闻中说，这是由于司机们第一次长时间在海上开车，难免有心理恐慌。

其实啊，司机们的担心是客观存在的。在跨海大桥上，有两样东西怕“大风吹”，一是桥，二是车。风还能把桥吹倒？这事儿在美国就发生过，1940年11月7日塔科马海峡大桥因“风振”（风引起的共振）垮塌。为了保证行车安全，我国的专家们可废了一番脑筋。

统计数据显示，大桥年平均大风日数为11到17天，极大风速可达32米每秒，相当于十一级风，为保证设计有所富余，在设计时取基准风速49米每秒。专家们在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行了风洞试验，试验表明，大桥所使用的结构形式（双塔斜索面钢箱梁斜拉桥体系）能够保证保证其抗风性能，在极端条件下也能安全耸立，而不会出现塔科马大桥涡激振动的悲剧。

桥上过大的横风，对汽车特别是高大车辆影响显著。有学者使用先进的数值方法，考虑风速、车流、桥梁共同作用，建立了复杂系统的模型，对有风时的事故率进行了分析。一个有趣的现象是，吹来的风可以分解成两个方向，一个垂直于行车方向，另一个偏向于行车方向。后者的大小既取决于风的大小，也取决于车速，逆风形式的车发生事故的概率更高。计算显示，大风时，以120公里时速形式的车的整体安全行车概率约为89%，这个概率是无法接受的。

那么，只能关闭大桥或者给汽车限速了吗？科学家们提供了第三种思路：给桥面“减风”。严密的科学计算显示，使用透风率70%的风障，即可在同样的情况下把安全概率提升至99.78%！十一级暴风对车的影响也只相当于八级大风。

虽然，现阶段仍然会在大风天气限速限流，但是科学家给的这个“定心丸”着实让我们放心了不少。

谒桥观海

李白《古风·秦皇按宝剑》中说，秦始皇为了向东看日出，劳民伤财建设跨海大桥，最终未能成功，“逐日巡海右，驱石驾沧津；征卒空九宇，作桥伤万人。”而今，我们的技术和实力已经可以让普通人享受到这样的便捷，轻易看到秦始皇都未能见到的场景，波涛碧浪，谒桥观海。怎么样，要不要来一场说走就走的旅行？