金門大橋早已不再是世界第一長橋了。今天要想看到世界第一的大橋,只需要到中國的長三角。那里新建的不止是一座大橋,而是一系列特大橋的集群。
應(yīng)約要去滬寧杭拜訪朋友,順便我想親歷一下那里的七座大橋。它們都是最近五年之內(nèi)修建起來的,每一座都是世界級的大橋,包括南京長江三橋、潤揚(yáng)大橋、蘇通大橋、盧浦大橋、東海大橋、杭州灣大橋,還有舟山連島工程,全都集中在方圓300 千米的范圍內(nèi)。那天下午在地圖上計(jì)劃路線時(shí),我想到了歐拉。200 多年前的某個(gè)午后,這位也許是歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家,應(yīng)該也是像我一樣,看著地圖上的7 座大橋,想要尋找一條散步的道路,可以一次走遍7 座橋而且不重復(fù)。所不同的是,歐拉在哥尼斯堡的河流和島嶼之間沒有找到這樣的路線,倒是解決了數(shù)學(xué)上經(jīng)典的哥尼斯堡七橋問題,而我在歐拉的啟發(fā)下,作了一次長三角七橋之旅。
這條線路的第一站是在南京過長江。著名的南京長江大橋,這一趟旅行是無法經(jīng)過了,因?yàn)樗缫呀?jīng)不堪重負(fù),外地車輛不能通行,只能選擇長江二橋和三橋過江。二橋已經(jīng)在4 年前走過,于是我沿著寧連高速繞了一圈,到了長江三橋。這兩座姊妹橋真的很相似,都是兩座白色巨塔拉起來的斜拉橋,都刷新過斜拉橋跨度的亞洲紀(jì)錄,連收費(fèi)都同樣是20 元。春季天氣清朗,一眼望去,貨輪讓江面看上去像高速公路一樣繁忙,能一直看到遠(yuǎn)處的長江大橋。這時(shí)我發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)有趣的數(shù)字,南京長江大橋有8 個(gè)橋墩在江中,而長江三橋只有兩個(gè),相應(yīng)的是它們的修建時(shí)間也分別為8 年和2 年??磥磉@40 年間,橋梁建筑的技術(shù)進(jìn)步不小。
在南京游玩一天,之后沒有在鎮(zhèn)江逗留,而是直接奔向潤揚(yáng)大橋,經(jīng)過揚(yáng)溧高速從鎮(zhèn)江(潤州)到揚(yáng)州,穿越京口和瓜洲。從60 多米高的大橋上往鎮(zhèn)江市區(qū)看去,這里的江心沙洲縱橫,大橋本身也借用了一座江心洲,南汊主流的懸索橋跨度接近1.5 千米,不僅在長江上,在亞洲也是寬度的紀(jì)錄。但是有一個(gè)問題,這一段長江變動(dòng)無常,著名的金山寺已經(jīng)快被城市包圍,它曾經(jīng)也是在四面環(huán)水的江心洲上,清朝末年(1903 年)左右才與陸地連成一片,讓現(xiàn)代人很難理解水漫金山的故事了。更難想象的是,在唐朝時(shí)候鎮(zhèn)江就是長江口,人們會(huì)到揚(yáng)州來,像今天在杭州看錢塘潮那樣看長江口的海潮。1000 多年的泥沙淤積把長江口一直推進(jìn)到上海,而長江的河道還在搖擺,如果幾十年之后,北汊道變成主流了,大橋會(huì)怎么樣?南京的八卦洲在60 年前就發(fā)生過這樣的汊道易位。當(dāng)然,這是修建護(hù)岸工程會(huì)考慮的問題吧。
第二天清晨從南通出發(fā),循著路牌找到了蘇通大橋。它剛通車不久,在老一點(diǎn)的地圖上還找不到。蘇通大橋應(yīng)該算是長江大橋的終極版了吧。江面有些薄霧,這時(shí)的長江看起來更像是海面。而讓人印象最深的是300 米高的雙塔,與之相比,上海市的最高山峰只有97 米。
為了第四站盧浦大橋,我沒有選擇更近的蘇嘉杭高速,而是走A5 公路直奔上海市區(qū)(上海市的高速編號(hào)聽起來很像歐洲的,例如E5 等等)。雖然前兩天得知,盧浦大橋已經(jīng)被重慶朝天門大橋以2 米之差超過,不再是世界跨度最大的拱橋,但也真有可玩之處,因?yàn)樗梢耘?。相比起大多?shù)拱橋上“禁止攀爬”的標(biāo)志,它是很有創(chuàng)意的。38 元門票,拱頂上風(fēng)很大,游人不多。北面是江南造船廠,而南面幾座巨大的幾何體就是修建中的世博會(huì)館。
在上海告別了友人后,我就像一條洄游的魚類那樣,要從內(nèi)河進(jìn)入大海了,這條駕車出海的路線是此行的亮點(diǎn)。一早出發(fā),沿著A2 公路開到盡頭就是東海大橋,32 千米連通小洋山島上的深水港。海仍然是河口常見的黃色,這一帶的海水很淺,不足10 米。行到大橋中間,只看到前后都是無邊無際的海洋,只有左邊一個(gè)小點(diǎn),應(yīng)該是地圖上的小戢山。趕上了小洋山10:40 的車渡,人車一共200+60 元,和車一起乘船在海上度過2 個(gè)半小時(shí)之后,到達(dá)舟山的三山碼頭。
3 天時(shí)間游完舟山和普陀山,第六座橋卻沒有走成,因?yàn)閬淼锰缌?。舟山連島工程至少還要大半年才能開通,雖然最大的西堠門大橋已經(jīng)貫通。只有再次坐渡船返回大陸,駛向最后一座大橋——杭州灣跨海大橋。這座世界上最長的跨海大橋,看起來都有些不像是一座橋了,更像是鋪在水面上的高速公路,尤其是在看過了蘇通大橋這樣高大的斜拉橋之后。它們建筑方式的不同應(yīng)該歸于錢塘江口和長江口的區(qū)別。錢塘江含沙量不到長江的1%,所以不會(huì)有泥沙沉積形成三角洲,卻因?yàn)橐詮?qiáng)大著稱的錢塘潮,形成了喇叭形寬淺的杭州灣,可以簡單地用一座座梁橋接成跨海大橋;但是相對狹窄的長江口水深卻會(huì)超過30米,在深水中建橋墩的成本會(huì)很高,于是需要用大跨度的斜拉橋來減少江中的橋塔。于是在長三角的7 座大橋里,幾乎能欣賞到所有現(xiàn)代橋梁的類型。
● 長三角七橋問題之解
哥尼斯堡七橋問題最后發(fā)展成了數(shù)學(xué)中的圖論。歐拉給出了一個(gè)簡單的判斷方法:把河流隔開的每一塊地方看做一個(gè)點(diǎn),如果連通奇數(shù)座橋的點(diǎn)不止兩個(gè),那么滿足要求的路線便不存在了。如果只有兩個(gè)點(diǎn)通奇數(shù)座橋,則可從其中任何一點(diǎn)出發(fā)找到所要求的路線。從下面長三角的地圖可以看出,它屬于第二種情況。
常見橋梁的類型
◆ 懸索橋:
懸索橋其實(shí)就是吊橋。英國漢學(xué)家李約瑟認(rèn)為懸索橋起源于中國,就像在公園里都能見到小型吊橋一樣:在兩個(gè)柱子之間拉一根繩子,就可以把橋面吊起來了。著名的金門大橋就是一座懸索橋。它可以跨越很寬的距離,但缺點(diǎn)是大風(fēng)天氣下橋面會(huì)擺動(dòng)得很厲害。1940 年11月7 日,美國的塔科馬海峽懸索橋就是在大風(fēng)時(shí),產(chǎn)生共振而崩塌。
◆ 斜拉橋:
斜拉橋的建造過程,是先立起柱子,也就是所謂的橋塔,然后用一根根鋼索拉起橋面,逐漸延伸出去直到合龍。這需要現(xiàn)代工程技術(shù)才能完成,所以直到18 世紀(jì)末才有設(shè)計(jì)建造的記錄。它分為平行連接型,也稱豎琴型,以及放射連接型,也稱扇形。
◆ 梁橋:
最簡單的橋就是梁橋了,橋梁的“梁”也許就來源于此。兩個(gè)柱子,中間搭一塊石板,這就算是梁橋。但梁橋難以勝任特大跨度的橋梁,因?yàn)樗峭耆揽孔陨淼膭傂詠碇呜?fù)荷。
◆ 拱橋:
從力學(xué)上來說,拱橋是一個(gè)奇妙的發(fā)明:只要把石頭砌成拱形,就可以支撐住不掉下去了。這在沒有鋼結(jié)構(gòu)的古代是非常實(shí)用的。當(dāng)然,在修筑拱頂時(shí),需要預(yù)先建好支撐或者懸掛,待到拱頂完工后再拆去,這在古代和今天都是相同的。