【專文】世界上最長的浮橋

我住家洋台原可眺望華盛頓湖的SR520公路與橋，和東邊湖岸豪宅。可是，近幾年來，已被繁茂樹林遮住視線。今天(2019年8月25日）我與女兒和孫女三人步行SR520新橋。從家裡出發，由西岸走到東岸盡頭，共花二小時半，是邊走邊讀解說牌，緩步欣賞。

華州三條浮橋，我開車經過N次，從未關注它們的結構。這次步行走完後，却引發對這項工程的興趣。現將心得報告，與大家分享。

世界上最長的浮橋：西雅圖常青點浮橋（Evergreen Point Floating Bridge）西雅圖除了有第一家星巴克之外，也是全球第一座建成浮橋的城市。

上天賜給西雅圖：海洋、大湖、雨林和山脈的優美環境。但對交通設計師和工程師，卻帶來惱人的詛咒。在高雅的西雅圖郊區建造一個高聳的懸拉橋也會遇到不少政治阻力。建築經理大衛·貝契說（Dave Becher）說：＂居民會極力反對」這一想法，不管怎麼說，這些高聳的根塔會阻礙到這裡美麗（同時極具價值）的湖景＂。這些困難使得華盛頓州成為了浮橋界的全球權威，它吸引了各國的工程師們，來共同攻克這些難關。

美國華盛頓州現在擁有了世界上最長的浮橋，而且是再一次。這座被命名為SR520的浮橋，位於西雅圖邊上，這個是華州三座最長而且最重的浮橋。圖／作者提供

富商比爾（Bill Gates）和梅琳達·蓋茨（Melinda Gates）夫婦的豪宅就位於該湖畔。過去從我家洋台可見到，現森林繁茂，已被遮住。圖／作者提供

西雅圖郊區是傑夫·貝佐斯（Jeff Bezos）和比爾·蓋茨的家，街道兩旁是華麗的湖濱豪宅，高大的大門後面是安全攝像機。圖／作者提供

從西雅圖麥迪森公園（Madison Park）向北看橋的全景。西部道路分為原為東行交通的低層車道和用於西行交通、騎自行車者和行人的高級高架橋。圖／作者提供

修建SR520這座浮橋耗資45億美元，是用於替代一座之前橫亘華盛頓湖的老舊橋樑。這座浮橋向西連接州內高速I 5（國道五）和東部州路SR405，而SR520介於其間。這座橋長達7700英尺（大約2.3公里），因此人們也許會有兩個疑惑：為什麼要在美麗的華盛頓湖上打造這麼一根「巨型麵條」？工程師們是如何將這個混泥土巨獸恰到好處地浮在水面上，並且能承擔汽車甚至是火車的重量？

SR520介於華盛頓湖東西岸之間。圖／西雅圖市政府提供

一萬八千年前冰河期，在華州刻畫了一個長32公里長，寬約－公里的大湖，叫＂華盛頓湖＂（Lake Washington）。它阻隔西邊西雅圖(Seattle) 地區和東邊貝爾維尤(Bellevue) 、雷德蒙德 (Redmond) 、柯克蘭（Kirkland）、瑟馬米什(Sammamish) 、伊瑟闊 (Issaquah) 等大都會衛星社區。這些地區的社會人口和就業機會－直增加中。給予便捷、安全、爽目的交通需求壓力日增。為了解決於現在和未來這些地區的交通和擁擠，遂有以新橋取代1963至2016所建SR520舊老橋。

華盛頓湖和周遭。圖／西雅圖市政府提供

西雅圖是全美公認生活質量最高的城市，也是傳統的會議旅遊中心，「全美最佳居住地」 以及「最佳生活工作城市」。圖／作者提供

貝爾維尤(Bellevue)名稱源於法語「美麗的風景」，是位於美國西北華盛頓州金縣的一座城市，與西雅圖隔華盛頓湖相望，是華州第五大城（按人口計）。圖／作者提供

雷德蒙德 (Redmond) 位於美國華盛頓州金縣的城市，是華盛頓湖東岸的西雅圖衛星城市，金縣的第九大城和華盛頓州的第二十大城。雷德蒙德 (Redmond)處在大西雅圖地區的東部邊緣，距西雅圖26公里。著名的微軟公司和任天堂美國公司都位於該市。 圖／作者提供

隨著整個大西雅圖地區高科技產業的發展，柯克蘭（Kirkland）也逐漸成為這個產業的中心區域之一。美國超市巨頭好市多（Costco）和網絡帝國谷歌（Google）在此設立辦公室，微軟總部也近在咫尺。圖／作者提供

伊瑟闊 (Issaquah) 是一個美麗寧靜的山中小城，每年秋季，這裡有迷人的楓葉和盛大的鮭魚（三文魚）市場。圖／作者提供

沒有橋墩的浮橋

橫跨美國華盛頓湖湖面、連接西雅圖和貝爾維尤兩座城市的新SR-520公路大橋於2016春正式開通。這是美國華盛頓州第二次擁有世界上最長的浮橋。

新橋於2011年2月開始建造，長度為7710英尺，比1963年建成的舊橋還要長132英尺。新橋由77個浮舟（Pontoon）支撐，比舊橋的浮舟數量高出兩倍多。

新橋長度為7710英尺，比1963年建成的舊橋還要長132英尺。圖／WSDOT提供

新橋由77個浮舟（Pontoon）支撐，比舊橋的浮舟數量高出兩倍多。圖／WSDOT提供

浮橋是一種古老的橋渡設施，由於浮橋以浮動基礎代替固定基礎。因此，在交通、軍事後勤工作中，浮橋占有極其重要的地位，尤其對於江、湖面寬闊、水深的河流，浮橋是聯結兩邊最有效手段之一。浮橋與永久橋樑相比，經濟性好，工期短，不永久占用橋址場地。迄今為止，國際上建造最大橋長達2000m以上。在未來，隨著全球經濟向沿江和沿海區域發展，浮橋技術預計會有長足發展。

1940年，西雅圖紀念大橋建成，它成了連接西雅圖和其東邊默瑟島（ Mercer 島）的第一條通路。當時建這座浮橋的主張者說，它 " 將西雅圖的工作地點和郊區的家庭聯繫起來 "。數十年後，由於通勤人數增加，華州又先後建起3 座浮橋。

1. 西雅圖紀念大橋，2020公尺，1940年。

這座橋橫跨90號州際公路的東行車道，穿過華盛頓湖，從西雅圖到華盛頓州的默瑟島。世界上第一座使用混凝土浮想建造的浮橋，當時耗資9300萬美元。

I-90 跨華盛頓湖的大橋連接西雅圖和默瑟島，最初命名為萊西-默羅浮動橋。圖／WSDOT提供

西雅圖紀念大橋。圖／西雅圖市政府提供

西雅圖紀念大橋又稱I-90 浮橋。它的其中幾個車道將讓位於輕軌線。隨著交通量持續增長，這座城市打算在原有的浮橋上搭建一條 " 漂浮輕軌線 "。

I-90 浮橋。圖／西雅圖市政府提供

這是個價值 37 億美元的大項目。計劃到 2023 年，西雅圖和華盛頓湖東部的貝爾維尤市將實現輕軌的連通。但從未有一個國家或地區有過在浮橋上搭建鐵軌的經驗。而且浮橋能安穩地搭載火車的重量嗎？

聯邦運輸管理局和施工方對浮橋鐵軌項目進行了長達 5 年的環境評估，發現建造漂浮輕軌線在技術層面上面臨著幾個前所未有的挑戰：浮橋必須能承受兩列 300 噸重的火車以 88 公里 / 時的速度相向而行時所產生的巨大壓力。同時，為火車提供動力的高壓電流不會導入浮橋並腐蝕橋下的鋼筋。

但工程師用軸承發明了一種新的鐵路接頭，以保證鐵軌能夠根據壓力靈活彎曲。這樣一來，即便火車以全速前進，軌道依舊平穩，無需對火車進行 30-35 英里 / 小時的減速處理。經測試後，這段鐵路已經開始動工。在其建成後，工作人員會至少測試運行三個月，然後再向公眾開放。

2.西雅圖常青點浮橋，2350公尺（浮橋的部分），2016年。

該浮橋設有77座固定在混凝土舟橋，湖底58個鋼索錨拴。二十一個支持橋面板和上層建築的浮箱（舟橋），尺寸110公尺×23公尺×8.5公尺，承載能力10000噸。建設成本為$ 45億，它取代了1963年開放的四車道原常青點浮橋。

常青點浮橋。圖／西雅圖市政府提供

常青點浮橋。圖／作者提供

新橋橋面由舊橋面升高且擴伸（新橋比舊橋高7公尺；舊橋面35公尺，新橋面45公尺，也增加兩個浮舟），新橋路面增加輕軌、HOV車道和自行車、人行道。圖／WSDOT提供

3.美國胡德運河橋，1988公尺，1961年。

這座橋通過胡德運河，連接奧林匹克和基茨普半島。該水域水深24m到104公尺，由十四個浮箱支撐整個橋樑體系，浮箱在塔科馬的混凝土技術公司製作。

胡德運河橋。圖／作者提供

潛水艇通過胡德運河橋，我們在車上等候行進所拍。圖／作者提供

胡德運河橋。圖／作者提供

胡德運河橋結構模型圖。圖／WSDOT提供

為什麼是浮橋？

華盛頓對於浮橋的偏愛源自於到西雅圖周圍的地質環境。冰河退後，湖東邊的喀斯喀特山脉（Cascade Range）有數座火山不斷噴發，因此湖底累積軟性灰泥。位於城市東邊的華盛頓湖，最深處超過了200英尺（大約67 公尺），湖的底部則是鬆軟的淤泥。這使得建造一座常規的有塔樁的懸拉橋非常困難（或者說昂貴）。該州交通部工程師介紹說，如果建造一座懸拉橋，每一座塔樁必須至少長達630英尺（大約200公尺），幾乎是布魯克林大橋的兩倍。由於湖底是鬆軟的淤泥和湖深，不利於安全和財政負擔，所以需要尋找其他方法解決。

續40年代西雅圖紀念大橋之後，1963年建成520州公路浮動橋，全長7578呎，完成湖面東西往來走廊。但使用53年的舊橋，沒有自行車道、人行道和意外迴行道，來往的雙線道只有11呎寬的車道和2呎的肩道，中間又有－座搖動的懸橋，高出水面6呎，讓船隻近通過。每當暴風雨時，風浪衝到路面，而且路面破舊待修，需時時維護。這令駕駛人不安。所以風速超過每小時50呎時，就闗閉禁行。

修建這座浮橋耗資45億美元，是用於替代一座之前橫亘華盛頓湖的老舊橋樑。圖／WSDOT提供

舊橋風浪常沖到路面。這座新橋長達2.3公里，因此人們也許會有疑惑：為什麼要在美麗的華盛頓湖上打造這麼一根「巨型麵條」？圖／作者提供

原因就是：位於城市東邊的華盛頓湖，最深處超過了67公尺，湖的底部則是鬆軟的淤泥。這使得建造一座常規的有塔樁的懸拉橋非常困難（或者說昂貴）。圖／作者提供

水面之上的混凝土

浮橋的歷史比華盛頓州要古老得多，至少可以追溯到公元前480年。薛西斯一世將300艘船頭尾相連，他的軍隊才得以通過達達尼爾海峽。而這座位於華盛頓最新的浮橋則要複雜得多。相比於沉船（或者是廢棄的航空母艦），這些浮橋使用的是浮舟（空氣箱）。在SR520這一工程項目中，他們一共使用了77個巨大的空氣箱，其中最大的箱子有28英寸高，75英寸寬，360英寸長。

在這一工程項目中，一共使用了77個巨大的空氣箱（浮舟），其中最大的箱子有28英寸高，75英寸寬，360英寸長。圖／WSDOT提供

建築中新橋面與舊橋。圖／WSDOT提供

如果你認為讓一個大箱子下沉的最好辦法是往裡面灌注水泥，那麼你肯定沒有體會到浮力的威力。就像在浴缸中放一個朝下的杯子那樣，水面提供的向上的浮力與這些浮箱（浮舟）的向下的重力相等，所以每一艘浮舟大約有20英尺（大約6公尺）位於水面以下，剩下7英尺（大約2公尺）露出水面。華盛頓的工程師們還為此研發了一種特定的混凝土配方與澆築工藝，確保這些浮舟不會出現裂縫。

在每一艘浮舟內部，是一些更小的水密之艙室。如果發生了極端的意外情況，比如說發生了破裂，那麼這些破裂將被限制在一個艙室內，從而將沉沒的風險最小化。如果安置在浮舟內部的傳感器檢測到了水的侵入，它們將向附近的交通運輸部橋樑維護設施傳輸中心，以及特定的交通運輸官員們發送緊急警告。

根據設計，這座橋樑能抵禦時速達89英里（約140公里/小時）的狂風，這使它能在普吉特海灣（Puget Sound）百年一遇的暴風中安然無恙。這座橋與華盛頓湖底部通過58個「巨大」的錨固定，每一個錨都與3.125英寸粗的鋼纜相連，800呎長，可承受60噸張力。這些所謂的「巨大」可不是說著玩的。其中的一類專門沉入淤泥的錨，重達107噸。其他的錨則主要用來提供穩定性，以及在有風浪時保持橋的平穩。

兩個方向各設有一條高承載車道和一條自行車及行人專用道，總共有六條車道。它一共使用了77個巨大的空氣箱（浮舟）支撐，另外固定它的錨有58個，總重量又高達450噸。圖／WSDOT提供

這座橋與華盛頓湖底部通過58個「巨大」的錨固定，每一個錨都都與3.125英寸粗的鋼纜相連。其中的一類專門沉入淤泥的錨，重達107噸。圖／WSDOT提供

根據設計，這座橋樑能抵禦時速達140公里/小時的狂風，這使它能在普吉特海灣百年一遇的暴風中安然無恙。圖／作者提供

新橋於2011年2月開始建造，長度為7710英尺，比1963年建成的舊橋還要長132英尺。新橋由77個浮舟支撐，比舊橋的浮舟數量高出兩倍多。圖／作者提供

這類錨的總重量達到了450噸，甚至超過了一架滿載的波音777客機。根據設計，這些錨都是無法移動的，哪怕橋面本身已經發生了移動。舉個例子來說，現在人們已經不需要那些錨了，但是那些錨仍沉在湖底。

這類錨的總重量達到了450噸，甚至超過了一架滿載的波音777客機。圖／作者提供

雖然西雅圖有地震，但地震威脅較小。風和浪才是最大威脅。新設計可抗每小時98公尺風力和超過60公尺浪高。

除了浮橋工程外，另有重要工程是湖底人工水泥地板的舖設。每塊長940呎、寬184呎、下至海拔9呎處。這個地板可以支持700個鋼柱。其下先用錨爪（錨）下沉，錨爪是35x26呎，重85噸，沉入湖底後，再置入1250噸玄武岩。錨爪有三種式樣：吸取（Fluke）、軸式（Shaft）、重力（Gravity）。淺水區使用軸式；深水區使用重力式；其他區使用吸取式。

大橋開通以來，汽車日通行量達到13萬輛車，能夠經受9級的地震，預計使用壽命為75年。圖／作者提供

當然，這些浮橋確實有可能沉入水中。在1979年，胡德運河浮橋的一部分因暴風雨而沉入水中。在1990年感恩節假期期間，一名維修人員在對一座關閉式、1940年代建造浮橋進行檢修時，忘了關上浮舟的閥門。隨後浮舟內部開始進水，而內部隔間存在的小裂縫讓事態進一步惡化。工程師貝契說，「我們現在對於浮橋機理的理解要比1940年代好得多。」州交通部門對於這座橋是如此的自信，它們還計劃將來某一天在SR520上舖設輕軌。

在浮橋上架設輕軌存在技術挑戰，浮橋就像水面上的船，通過錨索固定，所以浮橋會上下浮動；當風吹動的時候，也會朝北或朝南微移；當車輛通過的時候，浮橋也會左右微移。工程設計必須滿足6度的位移。圖／WSDOT提供

根據目前的設計表示，當風速高到30-40英里每小時而產生巨大波浪時，可能導致輕軌減少運行。他說：「可能每年會出現一次只允許輕軌單方向運行；可能每10年出現一次暫停運行。圖／作者提供

是一條智能公路（Smart Highway）

智能交通系統通常是指在道路運輸領域（包括基礎設施、車輛和使用者）和交通中使用資訊和通信技術（而不是道路建設方面的創新）管理和移動管理，以及與其他運輸方式的介面。智能公路和智能道路是用於改善連接和自動車輛的運行，交通信號燈和街道照明，以及監控道路狀況，交通水平和速度車輛。

世界最長的浮橋，也是智能的公路，橋下地塊都有自動傳遞信息的裝置，告知是否下沉或漏裂。

路面則裝有偵測器，可以隨時監測路況、擁擠、塞車、意外等狀況，也可警告超速、龜速、拋錨或崩壞的提供。監測中心設在東岸橋樑維修大樓內。

在東路跨度下新建了一座橋樑維修大樓。圖／作者提供

另外橋的中段有可打開部分橋身的裝置，若大型般隻要通過的話，橋中段亮起紅燈時，車輛要停止通行，必須等待般隻通過後，再恢復通行。至於小型船隻通過東岸高聳處；獨小舟或小帆船可隨時在西岸植物園區（Washington Park Arboretum）的溼地穿棲。

東岸高聳處。圖／作者提供

西岸植物園區的溼地。圖／作者提供

入人行道不遠處之西岸植物園區的溼地。圖／作者提供

路面若有車輛污染物出現時，如油或反凍劑污染路面，經過清洗後流入牆溝，維護人員吸走污染物，以免滲入湖裡破壞生態。

千萬人所企盼的偉大工程（通車典禮盛況空前）。圖／WSDOT提供 專文屬作者個人意見，文責歸屬作者，本報提供意見交流平台，不代表本報立場。