东海现实版“定海神针”，撑起了这座“桥中教父”

出品| 网易新闻学院

作者| 须臾千秋

2015年，上海港以超过3500万标准集装箱的吞吐量远超第二名新加坡，名列世界港口第一，对这一天文数字般的货物吞吐量贡献最大的是崎岖列岛。

十五年前，这些小岛上没有电力，没有淡水，更没有交通，能够“点石成金”，让这些荒岛成为洋山港的核心区，肩负起深水港重任的，是中国最早的跨外海大桥——东海大桥。

（东海大桥）

它是国内跨海大桥们的爸爸

东海大桥，起始于上海浦东新区，横跨杭州湾北部海域，终到小洋山岛，全长32.5公里，大桥于2002年6月开工，2005年5月竣工，总耗资71.1亿元。

东海大桥将小洋山岛与上海市区连接起来，港口只需要修在地质条件坚实、水深充足、对市区影响小的小洋山岛上，再通过东海大桥输送到大陆上即可。有了东海大桥作为纽带，这些小岛就成为了不可多得的天然良港。

（中国著名的跨海大桥们）

东海大桥曾被上海市政府列为“一号工程”，事实上，它确实是中国跨外海大桥最早的“一号工程”。我们现在耳熟能详的杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥等世界名桥，开工和竣工时间都在东海大桥之后，并使用了大量东海大桥建设时成熟的技术。换句话说，这些伟大的工程都是学着东海大桥的经验逐渐起步的。

跨海大桥的标配技能：防腐＋防撞

海洋桥梁与陆地桥梁所处的自然环境十分不同，施工和设计难度也不可同日而语，其中最大的问题是防腐。

跨海大桥通常由钢筋混凝土建成，混凝土中的水泥硬化后主要含有氢氧化钙、水化硅酸钙等碱性物质。而海水中的硫酸盐、氯盐会与这些物质相互作用，破坏混凝土的结构，并暴露出钢筋。

（行进在东海大桥上）

随后，这些盐类就会与水和氧气联合，迅速腐蚀这些失去保护的钢筋，使得桥体遭受重大破坏，这些都是内陆桥梁很少遇到的问题。在中国东海海域多发海雾，海雾中的盐分包裹桥梁，使得桥梁整体——即使是远离海水的桥面和桥墩上部都面临严重的腐蚀问题。

此外，与桥墩位于岸上的内陆大桥不同，跨海大桥动辄几十公里，桥墩数百根，受到船只撞击的威胁必然存在。面对海洋中动辄几十万吨巨轮的撞击，海洋桥梁的桥墩必须进行严格的防撞保护，如优化桥墩外形、采用抛砂石护底、人工岛防撞等。

（东海大桥的夜色）

此外，海潮、海流、台风、泥沙……等等这些都会影响海洋桥梁的施工。东海大桥作为中国外海大桥的先驱，就必须要把这些雷挨个摸一遍。

为了躲台风，大桥先在工厂造了一半

海洋桥梁的施工受到的影响因素非常多。东海大桥所处的水域，每年受台风、雷暴、海雾及其它灾难性气候影响的时间长达125天，可在固定平台上作业的时间只有240天。

然而，东海大桥是整个洋山港工程的控制工程，没有这座大桥，小洋山岛上的货物无法运到大陆上，港口施工的各项物资也很难从大陆运到岛上，因此，东海大桥必须先于港口的其它工程建完。为保证工期，每一个可以作业的时间，建设者们无论严寒酷暑都会在前线作业。

（东海大桥非通航段预制墩身）

除此之外，项目部还采用了预制安装的施工工艺来辅助建设。重达280吨的桥墩预先在工厂生产出来，海运到施工场所，再使用上海海上救捞局的1000吨“勇士”号浮吊进行吊装。

使用预制桥墩不仅可以节省现场工期，而且可以更好地控制大桥组件的质量。在工厂中对构件进行预制，可以使桥墩更加致密，微裂纹更少，在未来使用中更不容易受到海洋环境的侵蚀。

“定海神针”让大桥放心“冲浪”

跨海大桥建设最核心的技术，是“对抗”波流的技术。跨海桥梁承台常年承受较大的水流波浪作用，而且水流、波浪力的作用不单一，长期作用会对桥墩施加疲劳荷载。

工程中采用的预制桥墩质量虽好，但上海的外海海底尽是松软的淤泥，在海浪的作用下很容易发生松动甚至倾覆。因此，工程中采用了预制钢管桩打入海底，再将桥墩承台架设其上的方法。

（钢管桩的施工效率远胜混凝土桩）

然而在海洋工程中，由于海水腐蚀，人们很少采用钢管桩这种极易受到腐蚀的结构。因此，工程采用了铝-锌-铟-镁-钛牺牲阳极与涂装重防腐涂层联合保护的措施。一方面将钢管保护起来，另一方面用阳极合金“李代桃僵”，让钢管桩的寿命大幅延长。

此外，桥墩的形状选择也是一门学问。为了配筋方便，通常会将桥墩做成方形。但经过计算，使用圆形承台可以降低约21%的波流力。因此工程设计了圆形作为承台形状，而其上不受波流力作用的部分则保持方形截面。

（不同结构形状的水流力荷载）

大桥是一截一截长高的

（东海大桥的通航段——颗珠山大桥）

在风浪中建造东海大桥高达100.7米的结构是个巨大的难题。要想直接用塔吊将材料和模板吊到这么高的地方显然是不现实的，因此，工程中采用了爬模法进行施工。

所谓爬模法，就是让模板在一段混凝土结构施工完成后，沿结构向上爬升，以供下一段混凝土的浇筑。在颗珠山大桥的桥塔结构中，考虑到塔柱的上下段截面不同，模板上装有专门的造型木用来调节截面尺寸。在爬模的帮助下，桥塔每节浇筑4.5米，只需7天就可以完成一节的施工，爬到下一节继续施工。这样只要半年，桥塔的主体就能浇筑完成。

（爬模示意图）

为了使钢筋、模板和斜拉索的空间位置定位稳定方便，在塔柱中还创造性地设置了劲性骨架。施工证明，利用劲性股价经过初装和精调两次控制定位安装索管，可以让索管的位置准确，斜拉索的安全也能得到保障。

结语

2005年5月5日，东海大桥建成通车。从此，洋山这座曾经的荒岛正式成为了上海国际货运港的一部分。洋山港的货物吞吐量从2005年的210万标准集装箱增长到如今的接近4000万箱，而这一切都离不开这一重要的枢纽——东海大桥。

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　　编辑| 李祖希