從西部高聳的高原山地

到東部廣袤的丘陵平原

中國的地勢呈現明顯的三級階梯

發源自高原的河流順勢逐級而下

在上游劈開山體，形成崖壁陡峭的嶂谷

嶂谷拓寬、加深，便形成典型的峽谷

到了下游，河流在平原上肆意沖刷

寬廣的河道再次將大地遙遙分隔

而在海岸線一帶，群島破碎，海灣廣闊

太多的天塹阻礙著人們的交通和交流

人們究竟該如何跨越這一切？

壹 架梁為橋

先民創造獨木橋時，橋梁的歷史便開始了。兩墩架一梁，成了人類橋梁史上最簡潔、最經典的造型，這便是“梁橋”。在木石架橋的時代，梁橋在我國的福建和廣東地區十分流行，這里盛產的花崗巖，是建造石梁橋的絕佳材料。

隨著煉鋼法的成熟，嶄新的橋梁時代來臨。1874年，世界第一座以鋼材為主體的橋梁在美國建成。但對當時的中國而言，鋼橋是如此先進、如此昂貴，設計、建造、資金都只能依賴西方國家，基本上也只能用于鐵路橋梁的建設。例如中國首座具有近代水平的鋼橋——天津薊運河橋（也有稱“薊運河鐵路橋”），便是在十多年后的1888年，由英國人設計、比利時公司施工建成的。

直到1937年，杭州錢塘江大橋建成，我國才有了自行設計和建造的第一座公路鐵路兩用橋。然而，大橋通車后不到3個月，日本侵略者就攻陷了上海。為阻止日軍經此快速運兵南下，設計大橋的茅以升先生不得不親手將其炸毀，大橋沉入江中，直到16年后才完全修復，重新與世人見面。這座大橋的最大跨度約為66米，相鄰兩墩上各架一梁，稱為簡支梁橋。

若要進一步提高跨度，這種橋梁就必須進化，連續梁橋由此誕生。這是一種“多墩架一梁”的橋，其梁體連續不間斷，前后的彎曲互相約束，因此橋身難以被“折斷”。我國最早跨越長江的橋梁——武漢長江大橋、重慶白沙沱長江大橋、南京長江大橋等，均采用連續梁結構。其中，武漢長江大橋是中國第一座跨越長江的現代化橋梁，人稱“萬里長江第一橋”。它的最大跨度達128米，正所謂“一橋飛架南北，天塹變通途”。而建成于11年后的南京長江大橋，則是長江上第一座完全由中國人自行設計、建造的大橋，最大跨度為160米。

除了鋼橋的突破，另一種技術也在我國被普及。它的原理十分巧妙，人們在混凝土中置入預先被拉伸的鋼筋，鋼筋如同被拉開的彈簧，自帶強烈的“收縮欲望”。利用這種“內力”去平衡外力，梁體便能承受比原先更大的荷載，從而可以支持更大的跨度，這就是預應力混凝土技術。相比昂貴的鋼鐵，鋼筋混凝土顯然成本更低。于是在預應力混凝土技術的“加持”下，公路橋梁如雨后春筍般出現，紛紛登上歷史舞臺。

時至今日，各類梁橋的應用已十分廣泛，甚至形成標準組件，可以在工廠制造、現場組裝。雖然它的單跨跨度有限，但梁與梁前后相接，便可橫貫江河，跨越海灣，甚至綿延100多千米，徹底取代路面。

貳 似梁非梁

在生活中，有一種極為“低調”的橋，從外表上看與梁橋十分相似，而實際上它具有截然不同的力學特征，需要更為復雜的設計和計算，這就是“剛構橋”。

剛構橋的橋墩和梁體之間，不再需要支座支撐，而是成為一個整體，它們“同甘共苦”，共同抵抗梁體的彎曲。這就意味著，剛構橋能夠支持更大的橋梁跨度，或可建造更加輕薄的橋面。尤其是結合預應力混凝土技術的連續剛構橋，這種1988年才第一次在國內應用的新橋型，兼顧跨度需求和行車體驗，數年間便風靡大江南北。

美中不足的是，剛構橋對溫度變化較為敏感。當溫度變化時，如果橋墩過于“倔強”，便會“束縛”住梁體，令梁體的伸縮變形無法得到釋放，最終可能導致梁體彎曲。但這難不倒機智的工程師們，他們為剛構橋設計了更高的橋墩，讓它變得“柔軟靈活”，從而更好地釋放梁體變形產生的壓力。在高山峽谷地帶，這種高橋墩再合適不過了。于是，眾多高大巍峨的橋梁在山谷間拔地而起，橋墩從橋面直插谷底，通行其上仿佛騰云駕霧。

不過，在平原的大江大河之上，高聳入云的橋墩便沒有了用武之地。為降低橋梁高度，同時保證橋墩的柔性，則需要為墩柱“瘦身”，如雙肢薄壁墩、V形墩、Y形墩等；或是采用全新的橋墩形態，如人形墩、A形墩等。然而，在橋梁建造實踐中，橋墩要薄，橋梁要穩，成本要低，三者互相制約，因而跨度超過300米的剛構橋屈指可數。

盡管如此，還是有敢于突破者。2006年建成的重慶石板坡大橋復線橋，為給長江江面預留充分的航行空間，其最大跨度達到330米，一舉成為世界上跨度最大的預應力混凝土連續剛構橋。

而緊靠它身旁的，就是長江上游的第一座公路橋梁——重慶石板坡長江大橋，這是一座最大跨度為174米的T型剛構橋。盡管當年“全民建橋”的盛大場景已成往事，但如今新老兩橋并駕齊驅，人們據此仍可看到時代變遷的痕跡。

叁 長虹臥波

至此，從峽谷到平原，從江河到海峽，似乎都已被中國人跨越，但實際上這還遠遠不夠。面對陡峭的崖壁、湍急的水流或是橋下交通的需要，豎直的橋墩已然無處安放，人們需要一種一跨而過的橋梁，比如“拱橋”。

中國人對拱橋再熟悉不過了。被寫進小學課本的趙州橋，建于1400余年前，縱然經歷了歷史上的戰爭、洪澇、地震等，其主體結構依然完好，堪稱“世界橋梁藝術的典范”。拱橋的形象更是深入人心，不僅成為我國古典園林的標配，也是詩詞歌賦中的經典意象：

在一座現代拱橋中，根據橋面與主拱拱圈的相對位置，可分為上承式、中承式和下承式拱橋。其中的“拱”結構，在自重和橋面荷載的作用下，將向兩端底座釋放“張力”。這意味著兩端的底座不僅要在豎向上托起橋身，還必須提供橫向的推力。正是這樣的推力，牢牢抵抗住“拱”的變形，從而提高了拱橋的跨越能力。這是拱橋獨特的優勢，也是拱橋面臨的挑戰。

若遇上脆弱的巖石和松軟的地基，兩端底座便無法提供足夠的支撐力。此時，為了滿足橋梁跨度，工程師們只能盡量減輕橋梁自重，利用更加“骨感”的外形，以保持底座的穩定。例如由我國首創的混凝土桁（héng，橋梁界業內也讀作háng）架拱橋，其纖細的預應力混凝土骨架讓橋身變得輕盈，最大跨度可達330米。不僅如此，在中承式和下承式拱橋中，工程師們還能在拱和梁的交點間固定一“系桿”，以其拉力代替兩端底座的推力，是為“系桿拱”。而如果這些系桿足夠“強硬”、不易彎折，甚至還能幫助拱結構共同承受橋面的荷載。但無論采取哪種方式，系桿的存在都能讓拱橋的底座不再需要提供橫向的推力，使之對地形的適應性大為提高。

隨著混凝土拱橋達到跨度極限，一種新的拱橋后來居上。工程師們將混凝土填充在鋼管中，令其獲得一層“保護殼”，這會比普通混凝土更加堅固牢靠。同時，鋼管本身便可作為施工骨架，不必另行搭建施工時的拱架和混凝土澆筑的模板，大大降低了拱橋的修建難度。于是，這種“N全其美”的鋼管混凝土拱橋，一時間成了拱橋圈的寵兒。更有甚者，以填充完畢的鋼管為骨架，在外層再包裹混凝土，由此演變為一種“硬骨頭拱橋”，即勁性骨架混凝土拱橋，如今這種拱橋的跨度已突破400米。

自1993年起，我國的粗鋼產量躍居世界首位，橋梁建設逐漸走出了“舍不得用鋼”的時代，鋼拱橋隨之崛起。它們可與桁架、剛構等多種結構進行組合，建造效率和跨越能力大幅提高，不僅創造了一個又一個工程奇跡，而且以其柔美的造型裝點著一個又一個城市的風景。

如今，拱橋的跨度已達575米，而接下來登場的角色，將幫助中國人突破1000米的跨度大關。

肆 鋼鐵琴弦

早在20世紀80年代末，上海浦東還沒有林立的高樓，黃浦江兩岸相隔近400米，擺渡是來往通行的唯一途徑。隨著上海的發展，修建一座跨江大橋成為大勢所趨。然而在當時的中國，還從未有橋梁達到如此跨度。

即使艱難如此，同濟大學的李國豪校長和項海帆教授依然力主自行建造這座“黃浦江第一橋”。項海帆教授在給上海市市長的信中寫道：

于是在1991年，以不到日本團隊提出的原方案一半的造價，上海南浦大橋正式建成通車，開啟了我國自主建設超大跨度橋梁的先河。這座大橋的兩端佇立著兩座約50層樓高的高塔，兩塔與橋面以180根鋼索相連，如同一根根傾斜的鋼鐵琴弦，是為“斜拉橋”。

大橋建成兩年后，原班人馬再次操刀，又一座跨越黃浦江的大橋——楊浦大橋橫空出世，其跨度超過600米，一躍成為當時世界斜拉橋之最，和南浦大橋堪稱“一時雙璧”。

但對斜拉橋來說，這樣的跨度僅僅是“牛刀小試”。由于根根拉索向上提拉，竭力阻止梁體向下彎曲，如同有了一個個“隱形橋墩”，極大地提高了橋梁的跨度潛力。加之工程材料和計算方法的革新，現代斜拉橋從誕生日起，僅用50余年時間，便完成了千米跨度的跨越。

不過，超大跨度的梁體也帶來了巨大的自重，加上來往的車輛行人，以及猛烈的橫風……這些荷載最終多由拉索向索塔傳遞，因此對斜拉橋而言，索塔至關重要，它必須格外穩定、格外堅固。不僅如此，索塔的配置也十分講究，有時“一夫當關”，有時雙塔并立，有時多塔排列……千姿百態的造型，彰顯著大橋的藝術氣質，堪稱工程和藝術的完美融合。更重要的是，與生俱來的對稱形態，讓斜拉橋更容易實現“自錨”。這在“無地可錨”的環境中獨具優勢，成為眾多海灣大橋的符號。

然而，斜拉橋的跨度仍存在瓶頸。因為拉索角度傾斜，所以在豎直方向上提起橫梁的同時，還必須沿著橫梁產生水平方向的“分力”，稱為“軸力”。當橋梁跨度延伸時，拉索勢必增加，橫梁承受的軸力也將逐漸累積，最終導致梁體不堪重負。

雪上加霜的是，當拉索越來越長、越來越傾斜時，巨大的自重將令其自身彎曲下垂，導致其難以拉起巨大的梁體。加之橫風的影響和建造成本的限制，斜拉橋會逐漸達到跨度極限，可謂“成也斜拉索，敗也斜拉索”。而要向2000米跨度發起沖擊，只能指望最后一位選手。

伍 跨度王者

我國西南地區，地形崎嶇，河谷縱橫，現代橋梁出現以前，人們只能依靠原始而簡易的方式跨越障礙。最“簡陋”時，只有一根孤獨的溜索，略為“先進”的，則是索橋或吊橋。它們的建造者和使用者一定都想象不到，這種橋梁類型會在今天達到1700米的跨度，成為橋梁界的王者，這就是現代懸索橋。高聳的橋塔、彎曲的主索、堅實的錨碇，組成了它最基本的承重體系，也是它最鮮明的外形特征。

和古老的索橋不同，現代懸索橋擁有格外堅韌的主纜。以位于貴州的壩陵河大橋為例，其主纜以直徑5.20毫米的高強鋼絲為基本材料，91根為一束，208束為一纜，雙纜并行，足以承載近萬噸的鋼梁。

相比巨大的梁體，橋上車馬行人的載重顯得微不足道，因此橋面不再因外力而上下波動，顛簸晃蕩的索橋成為歷史。即便主梁跨度較小、自重較輕，橋面載重不能被忽略，工程師們通過加設“加勁梁”，便能避免梁體上下彎曲。

盡管懸索橋和斜拉橋都是索橋，但懸索橋的吊索垂直于橋面，無論其跨度多大，都不會產生擠壓梁體的水平軸力。根據學者們的推算，懸索橋的跨度至少能達到5000米，實在令人咋舌。正因為有這種跨越的能力，在今天，無論是大江大河，還是高山峽谷，抑或是島嶼海峽……許多難以逾越的天險都被懸索橋一一征服。

回顧中國橋梁的建造歷史，我們曾領先于世界，也曾落后于他人。雖然充滿坎坷和波折，科學家和工程師們卻從未停下腳步。近百年來，他們不斷突破地理、地質、技術、成本等條件限制，即便在一窮二白的年代里，也能創造出新的技術，實現一次又一次跨越。

正因如此，今天的中國大地上，僅公路橋梁就已超過91萬座，高鐵橋梁達1萬余座。它們跨越高山大川，連通城鎮村莊，共同組成了一座廣袤國土上的“橋梁博物館”。