海那麼深，那些跨海大橋的橋墩都是如何建成的呢？過年期間，我在家重溫了一遍2017年的一部紀錄片—《輝煌中國》，裡面開篇第一個介紹的是我國著名的港珠澳大橋。這個全長55公里的世界級橋樑，曾被譽為是橋樑界的珠穆朗瑪峰。我在被我國橋樑建設技術深深折服的同時也在思考一個問題：那一根根支撐著這個龐然大物的橋墩是如何被堅固地打到海底的？

因地制宜，不同深度採用不同方法

與在陸地上建造的橋樑不同，跨海大橋的建設需要在水中進行。並且根據海水的不同情況會有不同的解決辦法，主要有一下幾種方法：

在海水較淺的區域，一般採用的是圍堰法。也就是說，在要準備建設橋墩的地方用鋼板樁、土石壩等止水的結構把這個地方圍起來，然後用抽水機等裝置把圍堰內的水抽乾。這樣我們就得到了一小塊陸地，就可以使用我們在陸地建橋的一些方法進行橋墩的建設。橋墩建設完成後再將圍堰拆除。這樣的方法施工難度比較低，但是修建圍堰耗時較長並且在會對周圍水域的生態環境造成損害。

隨著海水加深，圍堰法因為所耗時間太長而被沉箱法所代替。沉箱法是由我國著名的土木工程師茅以升發明的，最早用於錢塘江大橋橋墩的建設。沉箱是一種有頂無底的箱型結構，並且頂蓋上裝有氣閘，在方便人員、材料以及挖掘過程中的廢土進出工作室的同時，還可以保證沉箱內部工作室的固定氣壓。在施工時，工程師會往內部放入壓縮空氣，用來排開沉箱內部的水。然後再讓工人透過氣閘進入沉箱進行作業，期間產生的廢土會由機械或者半機械的裝置向外輸送。隨著工人在中間挖土，沉箱也會利用自身的重力或者外部的壓力往下沉。當下沉到預定的深度後，工人撤出，沉箱底部就用混凝土填實，作為橋墩的基礎。雖然這樣的方法對機械化程度要求較低，但對於沉箱內部的工作人員來說，這卻是致命的挑戰。因為水深每增加十米，人的身體就會額外遭受一個氣壓的負擔，工人有時需要在極高的氣壓下工作，當他進出沉箱時，壓力發生變化，非常容易患上潛水病，因此現在使用這種方法建造的橋墩變少了。即使有用類似原理的方法也不需要工人進行挖土了。

當海水進一步加深，需要在深水區進行建設時，沉箱法也已經完成不了了。這時工程師們通常會選用打樁法建設橋墩。在建設之前工程師們就會提前勘測好海水下的土質、岩石分佈等情況，選用合適的材料製作基礎樁。然後使用體型巨大的打樁船，將提前預製好的基礎樁打入預定的區域，然後再從基礎樁上進行橋墩作業。隨著我國基礎建設的發展，橋樑建設技術也逐漸成熟，未來也將會有越來越多的跨海大橋出現。正如紀錄片中林銘設計師說的那樣，過去幹工程是有什麼裝備設計什麼樣的方案，但如今幾乎是我們想怎麼幹咱們國家都有能力製造專門的機器讓我們幹成。這話不僅體現在港珠澳大橋的建設上，更體現在我國基礎設施建造的方方面面。如今伴隨著我國跨海大橋的發展，與之相匹配的打樁船技術也獲得了突飛猛進的發展。2020年5月，“三航樁20”的交船儀式在深圳舉行，這標誌著目前世界上最大的打樁船誕生。這艘龐然大物的主鉤起重能力達到了450噸，樁架的最大起重能力更是可達700噸。

防腐工程

大橋建成後，防腐也是跨海大橋的橋墩所必須要面臨的問題。因為大橋一經使用就不是三年五年就可以再重新修復建造的，一座大橋的壽命一般可達百年。但因為海水中含有大量的腐蝕性離子，它們會使得橋樑的混凝土表面發生劣化，內部的鋼材也會遭受鏽蝕。再加上陽光曝曬，海浪衝擊等問題，一般的混凝土橋樑可能在幾年內就會因腐蝕而變為危橋。因此，工程師們在建設時會選擇高品質的混凝土或者向混凝土中新增緩蝕劑等措施來提高混凝土的防護效能，同時橋墩的表面也會塗抹各種的防護材料。就拿港珠澳大橋來說，這座全長近50公里，海中橋樑長度可達23公里的跨海大橋可謂是體量巨大。普通鋼板在這個地方即使經過防鏽漆的處理，防鏽的時間也只能維持在半年到一年左右，並且深埋在水面下數十米的橋樑根基，在它的使用期內根本無法更換，就連維修也異常艱難。但是目前，有很多的防腐塗層耐久性都不強，一般都在5年至15年。因此科研人員只能透過調整塗層的配方等方法提高塗層的抗滲透能力。除了鋼結構的防腐之外，混凝土也是影響大橋壽命的一個關鍵因素。在施工時，工程師們不僅選用高效能的海工混凝土，並且還使用了一種高效能的塗層鋼筋技術與陰極保護技術。小強哥在這裡要來科普一下，陰極保護技術是為了防止通訊線路或者裝置被腐蝕，而向易被腐蝕的金屬表面施加一個電流，使得被保護結構物成為陰極，從而避免或者減弱腐蝕發生的一種方法。這些技術的應用使得港珠澳大橋打破了國內大橋通常的“百年慣例”，設計壽命可達120年。

其實無論是世界最大的打樁船的製成還是防腐技術的進步，這背後所體現的都是中國科研力量與中國製造的升級。紀錄片中最震撼我的一句話是，以前是有什麼裝備我們設計什麼樣的方案，現在是無論我們想怎麼幹，咱們國家都有能力去製造相應的裝置幫我們幹成。可能有人會疑惑為了一個工程再專門建一個裝置，這樣真的值得嗎？當然是值得的。雖然振華30是為了港珠澳大橋專門設計研發的，但它同樣可以用於其他工程的使用。並且同時這也促進了我國製造業的轉型升級，推動了經濟的進一步發展。也許我們的國家在一些方面還存在不足，但不可否認我們正在向世界前列的方向發展。