美國金門大橋維修費用太大，有人建議乾脆重修一個

1937年5月27日，跨越金門海峽的金門大橋正式通車。自此，金門大橋成為最著名的美國地標之一。

1870年，人們意識到有必要在金門海峽上建一座大橋，連接舊金山市與對面的馬林縣。然而，一直等到半個世紀之後，一位名叫約瑟夫·施特勞斯（Joseph Strauss）結構工程師才拿出可行的設計。計劃幾經修改，最後懸索橋設計獲得批准，另用了四年時間大橋最終建成。

（金門大橋是舊金山的地標建築，曾經是世界上最長的懸索橋。圖: somchaij/Shutterstock）

當金門大橋剛建成時，這是世界上最長的懸索橋——橋樑主體部分僅靠兩邊的鋼索懸吊，沒有任何中間支撐。整個建築是技術和資金共同造就的奇蹟。當年這座橋的建造費用約為3700萬美元，同樣一座橋在今日的造價可能達到十億美元。

（懸索橋結構示意圖。大橋因其新穎的結構和超凡的外觀，被國際橋樑工程界公認為優美建築的典範。它也是世界上最上鏡的大橋之一。）

全球最大懸索橋

作為一座懸索橋，整個橋面的重量經由懸索分擔到兩個橋塔，中間沒有任何支撐。懸索橋的創意自古已有。幾百年前，人們利用藤索穿越山谷或河流，進入現代社會之後，鐵鏈成為更可靠的材料。1883年投入使用的紐約市布魯克林大橋首次使用鋼絲懸索設計，並成為後世懸索橋的標準。

金門大橋的兩條主纜可能是大橋在幾十年來的檢維修中唯一沒有被更換過的部分。每條主纜由27572條鉛筆粗細的鋼筋組成，所有鋼筋長度加起來接近13萬千米。

之所以使用「聚麻成繩」的方法，是因為單獨製造一條長且粗的電纜幾乎是不可能的。更重要的是，單一一條線纜一旦發生問題就意味著災難性的後果。千萬條細鋼筋讓維修和事故救援都更容易。

作為連接舊金山和馬林縣的交通要道，每天有11.2萬輛汽車駛過金門大橋。鑒於灣區獨特的地理條件，大橋需要具備抵抗強風、流水和潛在地震的能力。舊金山位於兩個地質板塊的交界處，板塊活動是橋樑設計必須考慮到的因素。

為了抵禦自然因素都影響，橋樑的每一端都設有減震器，以緩衝來自強風和地震的能量。這些減震器經過專門設計，橡膠包裹鉛芯形成直徑一米的圓柱阻尼器，原本可能摧毀大橋的力量被它們化為無形。

大橋體檢

傳統工程的建造過程以投入使用宣告結束。但金門大橋在施工結束之後還需要進行持續檢修。80年來，有專門的維修工替換鏽蝕和損壞的部件，並重新漆刷以保留大橋原貌。

檢修工作必須按照嚴格的標準進行。例如，當連接橋樑各個部分的螺栓需要更換時，工人不得不同時取下兩個螺栓，以保證橋樑不受強風或地震的影響。

此外還有結構維護的問題。時間的流逝和溫度變化會使得主纜和吊索出現伸長或收縮，需要定期檢查和重新拉伸。這類檢修工作被形象地稱為為大橋「調弦」，類似音樂家為他們的樂器調音。

重建一個金門大橋，會有什麼不同？

由於維護費用巨大，有人建議乾脆重建一座金門大橋。暫且不論政治上的可行性，工程師會拿出什麼樣的設計呢？

科技的進步提供了更輕的材料。用纖維增強聚合物（FRP）可以替代笨重的鋼筋混凝土。目前大橋的自重佔去了橋樑最大承重的70%～80%。減少材料重量，橋樑需要的拉力更少，總體建築成本也得以降低。

目前已有FRP材料應用於橋樑建造的案例，比如西弗吉尼亞州的Market Street Bridge。FRP使用塑料樹脂將玻璃纖維或碳纖維混合，材料重量僅為混凝土的1/4，但強度卻是後者的5到6倍。

此外，大橋吊索可能是工程師最想替換掉的部分。目前金門大橋所使用的鋼材易受腐蝕，在灣區這種濕度和溫度下性能會逐漸變差。碳纖維線纜性質更穩定，目前已在世界各地廣泛使用。

新材料重量僅為鋼材的1/4，也可用於橋樑的其他部分，比如交通巷道。複合材料路面可使橋面自重降至1/5。重量的大幅降低讓工程師可以大膽使用斜拉橋而非弔橋。兩者的差異在於斜拉橋去掉了主纜，橋面直接通過斜索與橋塔相連。第一座使用碳纖維複合材料（CFRP）的公路斜拉橋是瑞士的Stork Bridge，於1996年正式通車。

斜拉橋可實現比弔橋更長的跨度，支撐設計和與兩岸相連的結構可以進一步簡化。在更靠近陸地的淺水區建造橋塔也可避免困難的深水作業，當年金門大橋施工時就曾為這一問題困擾。

阻尼系統也可更換為新的設計，實現更好的抗震效果。這種改進能夠避免華盛頓Tacoma Narrows Bridge大橋被風吹斷的悲劇。

設想歸設想，目前的金門大橋仍然狀態良好，至少可以再服役八十年。加州政府對這座橋呵護備至，確保其在日常損耗、風力和地震中不受損害。即便有更便宜的選擇和更好的設計方案，也沒有人真的會試圖取代這座無與倫比的加州地標。它所承載的文化意義絲毫不亞於所帶來的經濟價值。

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