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金门大桥早已不再是世界第一长桥了。今天要想看到世界第一的大桥,只需要到中国的长三角。那里新建的不止是一座大桥,而是一系列特大桥的集群。
应约要去沪宁杭拜访朋友,顺便我想亲历一下那里的七座大桥。它们都是最近五年之内修建起来的,每一座都是世界级的大桥,包括南京长江三桥、润扬大桥、苏通大桥、卢浦大桥、东海大桥、杭州湾大桥,还有舟山连岛工程,全都集中在方圆300 千米的范围内。那天下午在地图上计划路线时,我想到了欧拉。200 多年前的某个午后,这位也许是历史上最伟大的数学家,应该也是像我一样,看着地图上的7 座大桥,想要寻找一条散步的道路,可以一次走遍7 座桥而且不重复。所不同的是,欧拉在哥尼斯堡的河流和岛屿之间没有找到这样的路线,倒是解决了数学上经典的哥尼斯堡七桥问题,而我在欧拉的启发下,作了一次长三角七桥之旅。
这条线路的第一站是在南京过长江。著名的南京长江大桥,这一趟旅行是无法经过了,因为它早已经不堪重负,外地车辆不能通行,只能选择长江二桥和三桥过江。二桥已经在4 年前走过,于是我沿着宁连高速绕了一圈,到了长江三桥。这两座姊妹桥真的很相似,都是两座白色巨塔拉起来的斜拉桥,都刷新过斜拉桥跨度的亚洲纪录,连收费都同样是20 元。春季天气清朗,一眼望去,货轮让江面看上去像高速公路一样繁忙,能一直看到远处的长江大桥。这时我发现了另一个有趣的数字,南京长江大桥有8 个桥墩在江中,而长江三桥只有两个,相应的是它们的修建时间也分别为8 年和2 年。看来这40 年间,桥梁建筑的技术进步不小。
在南京游玩一天,之后没有在镇江逗留,而是直接奔向润扬大桥,经过扬溧高速从镇江(润州)到扬州,穿越京口和瓜洲。从60 多米高的大桥上往镇江市区看去,这里的江心沙洲纵横,大桥本身也借用了一座江心洲,南汊主流的悬索桥跨度接近1.5 千米,不仅在长江上,在亚洲也是宽度的纪录。但是有一个问题,这一段长江变动无常,著名的金山寺已经快被城市包围,它曾经也是在四面环水的江心洲上,清朝末年(1903 年)左右才与陆地连成一片,让现代人很难理解水漫金山的故事了。更难想象的是,在唐朝时候镇江就是长江口,人们会到扬州来,像今天在杭州看钱塘潮那样看长江口的海潮。1000 多年的泥沙淤积把长江口一直推进到上海,而长江的河道还在摇摆,如果几十年之后,北汊道变成主流了,大桥会怎么样?南京的八卦洲在60 年前就发生过这样的汊道易位。当然,这是修建护岸工程会考虑的问题吧。
第二天清晨从南通出发,循着路牌找到了苏通大桥。它刚通车不久,在老一点的地图上还找不到。苏通大桥应该算是长江大桥的终极版了吧。江面有些薄雾,这时的长江看起来更像是海面。而让人印象最深的是300 米高的双塔,与之相比,上海市的最高山峰只有97 米。
为了第四站卢浦大桥,我没有选择更近的苏嘉杭高速,而是走A5 公路直奔上海市区(上海市的高速编号听起来很像欧洲的,例如E5 等等)。虽然前两天得知,卢浦大桥已经被重庆朝天门大桥以2 米之差超过,不再是世界跨度最大的拱桥,但也真有可玩之处,因为它可以爬。相比起大多数拱桥上“禁止攀爬”的标志,它是很有创意的。38 元门票,拱顶上风很大,游人不多。北面是江南造船厂,而南面几座巨大的几何体就是修建中的世博会馆。
在上海告别了友人后,我就像一条洄游的鱼类那样,要从内河进入大海了,这条驾车出海的路线是此行的亮点。一早出发,沿着A2 公路开到尽头就是东海大桥,32 千米连通小洋山岛上的深水港。海仍然是河口常见的黄色,这一带的海水很浅,不足10 米。行到大桥中间,只看到前后都是无边无际的海洋,只有左边一个小点,应该是地图上的小戢山。赶上了小洋山10:40 的车渡,人车一共200+60 元,和车一起乘船在海上度过2 个半小时之后,到达舟山的三山码头。
3 天时间游完舟山和普陀山,第六座桥却没有走成,因为来得太早了。舟山连岛工程至少还要大半年才能开通,虽然最大的西堠门大桥已经贯通。只有再次坐渡船返回大陆,驶向最后一座大桥——杭州湾跨海大桥。这座世界上最长的跨海大桥,看起来都有些不像是一座桥了,更像是铺在水面上的高速公路,尤其是在看过了苏通大桥这样高大的斜拉桥之后。它们建筑方式的不同应该归于钱塘江口和长江口的区别。钱塘江含沙量不到长江的1%,所以不会有泥沙沉积形成三角洲,却因为以强大著称的钱塘潮,形成了喇叭形宽浅的杭州湾,可以简单地用一座座梁桥接成跨海大桥;但是相对狭窄的长江口水深却会超过30米,在深水中建桥墩的成本会很高,于是需要用大跨度的斜拉桥来减少江中的桥塔。于是在长三角的7 座大桥里,几乎能欣赏到所有现代桥梁的类型。
● 长三角七桥问题之解
哥尼斯堡七桥问题最后发展成了数学中的图论。欧拉给出了一个简单的判断方法:把河流隔开的每一块地方看做一个点,如果连通奇数座桥的点不止两个,那么满足要求的路线便不存在了。如果只有两个点通奇数座桥,则可从其中任何一点出发找到所要求的路线。从下面长三角的地图可以看出,它属于第二种情况。
常见桥梁的类型
◆ 悬索桥:
悬索桥其实就是吊桥。英国汉学家李约瑟认为悬索桥起源于中国,就像在公园里都能见到小型吊桥一样:在两个柱子之间拉一根绳子,就可以把桥面吊起来了。著名的金门大桥就是一座悬索桥。它可以跨越很宽的距离,但缺点是大风天气下桥面会摆动得很厉害。1940 年11月7 日,美国的塔科马海峡悬索桥就是在大风时,产生共振而崩塌。
◆ 斜拉桥:
斜拉桥的建造过程,是先立起柱子,也就是所谓的桥塔,然后用一根根钢索拉起桥面,逐渐延伸出去直到合龙。这需要现代工程技术才能完成,所以直到18 世纪末才有设计建造的记录。它分为平行连接型,也称竖琴型,以及放射连接型,也称扇形。
◆ 梁桥:
最简单的桥就是梁桥了,桥梁的“梁”也许就来源于此。两个柱子,中间搭一块石板,这就算是梁桥。但梁桥难以胜任特大跨度的桥梁,因为它是完全依靠自身的刚性来支撑负荷。
◆ 拱桥:
从力学上来说,拱桥是一个奇妙的发明:只要把石头砌成拱形,就可以支撑住不掉下去了。这在没有钢结构的古代是非常实用的。当然,在修筑拱顶时,需要预先建好支撑或者悬挂,待到拱顶完工后再拆去,这在古代和今天都是相同的。
应约要去沪宁杭拜访朋友,顺便我想亲历一下那里的七座大桥。它们都是最近五年之内修建起来的,每一座都是世界级的大桥,包括南京长江三桥、润扬大桥、苏通大桥、卢浦大桥、东海大桥、杭州湾大桥,还有舟山连岛工程,全都集中在方圆300 千米的范围内。那天下午在地图上计划路线时,我想到了欧拉。200 多年前的某个午后,这位也许是历史上最伟大的数学家,应该也是像我一样,看着地图上的7 座大桥,想要寻找一条散步的道路,可以一次走遍7 座桥而且不重复。所不同的是,欧拉在哥尼斯堡的河流和岛屿之间没有找到这样的路线,倒是解决了数学上经典的哥尼斯堡七桥问题,而我在欧拉的启发下,作了一次长三角七桥之旅。
这条线路的第一站是在南京过长江。著名的南京长江大桥,这一趟旅行是无法经过了,因为它早已经不堪重负,外地车辆不能通行,只能选择长江二桥和三桥过江。二桥已经在4 年前走过,于是我沿着宁连高速绕了一圈,到了长江三桥。这两座姊妹桥真的很相似,都是两座白色巨塔拉起来的斜拉桥,都刷新过斜拉桥跨度的亚洲纪录,连收费都同样是20 元。春季天气清朗,一眼望去,货轮让江面看上去像高速公路一样繁忙,能一直看到远处的长江大桥。这时我发现了另一个有趣的数字,南京长江大桥有8 个桥墩在江中,而长江三桥只有两个,相应的是它们的修建时间也分别为8 年和2 年。看来这40 年间,桥梁建筑的技术进步不小。
在南京游玩一天,之后没有在镇江逗留,而是直接奔向润扬大桥,经过扬溧高速从镇江(润州)到扬州,穿越京口和瓜洲。从60 多米高的大桥上往镇江市区看去,这里的江心沙洲纵横,大桥本身也借用了一座江心洲,南汊主流的悬索桥跨度接近1.5 千米,不仅在长江上,在亚洲也是宽度的纪录。但是有一个问题,这一段长江变动无常,著名的金山寺已经快被城市包围,它曾经也是在四面环水的江心洲上,清朝末年(1903 年)左右才与陆地连成一片,让现代人很难理解水漫金山的故事了。更难想象的是,在唐朝时候镇江就是长江口,人们会到扬州来,像今天在杭州看钱塘潮那样看长江口的海潮。1000 多年的泥沙淤积把长江口一直推进到上海,而长江的河道还在摇摆,如果几十年之后,北汊道变成主流了,大桥会怎么样?南京的八卦洲在60 年前就发生过这样的汊道易位。当然,这是修建护岸工程会考虑的问题吧。
第二天清晨从南通出发,循着路牌找到了苏通大桥。它刚通车不久,在老一点的地图上还找不到。苏通大桥应该算是长江大桥的终极版了吧。江面有些薄雾,这时的长江看起来更像是海面。而让人印象最深的是300 米高的双塔,与之相比,上海市的最高山峰只有97 米。
为了第四站卢浦大桥,我没有选择更近的苏嘉杭高速,而是走A5 公路直奔上海市区(上海市的高速编号听起来很像欧洲的,例如E5 等等)。虽然前两天得知,卢浦大桥已经被重庆朝天门大桥以2 米之差超过,不再是世界跨度最大的拱桥,但也真有可玩之处,因为它可以爬。相比起大多数拱桥上“禁止攀爬”的标志,它是很有创意的。38 元门票,拱顶上风很大,游人不多。北面是江南造船厂,而南面几座巨大的几何体就是修建中的世博会馆。
在上海告别了友人后,我就像一条洄游的鱼类那样,要从内河进入大海了,这条驾车出海的路线是此行的亮点。一早出发,沿着A2 公路开到尽头就是东海大桥,32 千米连通小洋山岛上的深水港。海仍然是河口常见的黄色,这一带的海水很浅,不足10 米。行到大桥中间,只看到前后都是无边无际的海洋,只有左边一个小点,应该是地图上的小戢山。赶上了小洋山10:40 的车渡,人车一共200+60 元,和车一起乘船在海上度过2 个半小时之后,到达舟山的三山码头。
3 天时间游完舟山和普陀山,第六座桥却没有走成,因为来得太早了。舟山连岛工程至少还要大半年才能开通,虽然最大的西堠门大桥已经贯通。只有再次坐渡船返回大陆,驶向最后一座大桥——杭州湾跨海大桥。这座世界上最长的跨海大桥,看起来都有些不像是一座桥了,更像是铺在水面上的高速公路,尤其是在看过了苏通大桥这样高大的斜拉桥之后。它们建筑方式的不同应该归于钱塘江口和长江口的区别。钱塘江含沙量不到长江的1%,所以不会有泥沙沉积形成三角洲,却因为以强大著称的钱塘潮,形成了喇叭形宽浅的杭州湾,可以简单地用一座座梁桥接成跨海大桥;但是相对狭窄的长江口水深却会超过30米,在深水中建桥墩的成本会很高,于是需要用大跨度的斜拉桥来减少江中的桥塔。于是在长三角的7 座大桥里,几乎能欣赏到所有现代桥梁的类型。
● 长三角七桥问题之解
哥尼斯堡七桥问题最后发展成了数学中的图论。欧拉给出了一个简单的判断方法:把河流隔开的每一块地方看做一个点,如果连通奇数座桥的点不止两个,那么满足要求的路线便不存在了。如果只有两个点通奇数座桥,则可从其中任何一点出发找到所要求的路线。从下面长三角的地图可以看出,它属于第二种情况。
常见桥梁的类型
◆ 悬索桥:
悬索桥其实就是吊桥。英国汉学家李约瑟认为悬索桥起源于中国,就像在公园里都能见到小型吊桥一样:在两个柱子之间拉一根绳子,就可以把桥面吊起来了。著名的金门大桥就是一座悬索桥。它可以跨越很宽的距离,但缺点是大风天气下桥面会摆动得很厉害。1940 年11月7 日,美国的塔科马海峡悬索桥就是在大风时,产生共振而崩塌。
◆ 斜拉桥:
斜拉桥的建造过程,是先立起柱子,也就是所谓的桥塔,然后用一根根钢索拉起桥面,逐渐延伸出去直到合龙。这需要现代工程技术才能完成,所以直到18 世纪末才有设计建造的记录。它分为平行连接型,也称竖琴型,以及放射连接型,也称扇形。
◆ 梁桥:
最简单的桥就是梁桥了,桥梁的“梁”也许就来源于此。两个柱子,中间搭一块石板,这就算是梁桥。但梁桥难以胜任特大跨度的桥梁,因为它是完全依靠自身的刚性来支撑负荷。
◆ 拱桥:
从力学上来说,拱桥是一个奇妙的发明:只要把石头砌成拱形,就可以支撑住不掉下去了。这在没有钢结构的古代是非常实用的。当然,在修筑拱顶时,需要预先建好支撑或者悬挂,待到拱顶完工后再拆去,这在古代和今天都是相同的。