舟山位于受臺風影響頻繁的海域，橋位處水文、地質、氣候條件復雜，因此西堠門大橋是世界上抗風要求最高的橋梁之一。

它采用了世界上尚無先例的分體式鋼箱加勁梁，滿足了抗風穩定性要求，顫振臨界風速達到88米/秒以上，可抗17級超強臺風。

從寧波到浙江省的離島舟山，需要穿過5座跨海大橋，其中技術最高的特大型跨海大橋要屬西堠門大橋。

西堠門大橋的主橋為兩跨連續鋼箱梁懸索橋，主跨1650米，位居懸索橋世界第二、中國第一，其中鋼箱梁全長在懸索橋中居世界第一。設計通航等級3萬噸、通航凈高49.5米，使用年限100年。

舟山是浙江省下轄的地級市，位于浙江省東北部，人口116.8萬人，與眾不同的是，它是一個完全以群島建制的地級市，沒有一寸土地在大陸上。

舟山的港灣眾多，航道縱橫，是中國屈指可數的天然深水良港，這在浙江這片高速發展的沃土上是一份極其寶貴的資源?？上в捎谑请x島，與大陸之間的交通需要依靠原始的船運，島與島之間也需要依賴船運。加之舟山附近海域風高浪急，臺風多發，船運也很難穩定。因此，舟山優質的港口資源一直難以得到利用。

上世紀90年代起，舟山開始規劃大陸連島工程。舟山共建成跨海大橋20余座，這些大橋橫跨于各島之間，成為海島經濟的生命線。這其中最重要的，就是連接舟山本島與寧波的西堠門大橋。

西堠門大橋位處海峽之中。由于島嶼分布密集，暗礁眾多，因此水流復雜，流速理想，這給施工造成了很大的難度，這種施工難度從最開始的先導索架設階段就存在。

西堠門大橋是一座懸索橋，這是最經典的現代橋梁形式之一。它是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸的纜索作為上部結構主要承重構件的橋梁，它靠這根“粗繩”承力，將橋面本身的重量和交通工具的荷載通過細細的吊索吊在粗繩上。這樣，橋面的重力與交通的載荷就沿著這根吊索傳到了兩端高聳的索塔上，進而傳給地面。

懸索結構是一種受力非?？茖W的結構形式，鋼材制成的懸索非常適宜承擔拉力，它可以使用最小的自重承載最大的交通荷載，并且橋面板受到的彎矩很小，基本不受跨距的限制。因此，現今的大跨徑橋梁多采用懸索橋的形式。

從大橋的尺度上看，這根懸索十分纖細；但實際上，這條懸索粗達1米，重達萬噸，想要直接張拉在兩岸是不可能的。那么，怎么才能將懸索從一側拉到另一側呢？

這就需要先導索的幫助。

先將一根纖細的先導索吊到對岸，再將一根根更粗的鋼索沿著先導索輸送過去，最后將鋼懸索架設過去。

通常，這根先導索是利用拖輪，或通過海底架設到對岸的。但采用這些方法，要么受天氣、風浪等條件影響很大，要么受到海底障礙物，如暗礁的影響很大，并且還要長時間封航，這在舟山海域都是很難做到的。

因此，西堠門大橋的先導索采用了直升機牽引過海的方案，在大量實驗研究、操演和資料的基礎上，直升機僅用了23分鐘，就將先導索布設成功。

這在中國開創了先例，是自主開發完成的成套創新技術，其技術水平和社會經濟效益都超過了同樣采用直升機布設先導索的日本明石海峽大橋，綜合技術水平居世界第一。西堠門大橋所處的海洋環境中，風場紊流強度很高，風強度大，且缺乏規律，災害性天氣頻發，每年都要發生幾場大臺風。為了抵抗這些一年幾次的超強臺風，西堠門大橋從頭到腳都采用了抗風能力最強的設計，尤其是其中采用了能夠理想降低顫振的分體式鋼箱加勁梁，這在世界上尚屬首次。

為了降低風動響應，專家對懸索橋的塔柱斷面形式進行了氣動選形研究，索塔看似粗壯，但作用在上面的風力實則大得驚人，索塔的風阻系數直接決定了塔基傳遞給基巖的荷載大小，進而決定了索塔的穩定。

此外，舟山海域復雜的風環境還會造成渦振問題，進一步破壞索塔穩定性。因此，經過反復的實驗和數值模擬，人們決定在塔柱斷面的角點部位設置凹槽，進而降低索塔風阻，改善索塔抗風性能。

風的動力作用會造成大橋的顫振，而決定大橋顫振的主要是兩個因素：主纜和加勁梁。

其中，大橋箱梁內部的加勁梁的形狀和幾何尺寸具有決定性作用。工程采用了雙箱斷面方案，既有很高的技術成熟度，又能最大限度地節約成本，行車舒適性、疲勞壽命和行車安全性也是最優。它能夠理想地降低風振響應，將臨界響應風速提高到現實環境不可能達到的高度，提高了大橋的穩定性。

大橋的主纜采用強度1770MPa的平行鋼絲，力學強度是普通建筑鋼材的8倍。工程開工時，這種高強鋼絲剛剛實現了國產化，相比起從日本進口，造價可降低200多萬美元。

主纜作為不可更換的永久結構，其耐久性決定了整個大橋的使用壽命，而可靠的主纜防護是確保主纜耐久性的關鍵。西堠門大橋主纜防護構造采用了重防護涂裝體系，涂裝十分復雜。除了涂裝各種防腐材料外，還要在整體表面纏繞細密的鍍鋅低碳鋼絲。

西堠門大橋地處海洋環境，水汽含鹽份較多，從緊纜結束至涂裝工作完成前，每逢雨天，跨中或錨側主纜低端位置匯水下滴通常會持續幾天。在這種干濕交替環境下，金屬構件極易發生電化學作用而腐蝕，對主纜鋼絲防護十分不利。

考慮到上述因素影響，在確保工程質量的前提下，西堠門大橋采用“先纏絲，后鋪裝”的施工工藝，以縮短海洋腐蝕環境下主纜暴露在外的時間，減少雨水和潮濕含鹽空氣對鋼絲內部的腐蝕、減少吊索涂裝對橋面鋪裝的污染。

而纏繞鋼絲則為主纜鋼絲提供保護，它在主纜外表面構成一個具有足夠壓力的套箍，將兩索夾之間的鋼絲夾緊，以保持主纜的空隙率最小，同時通過纏繞鋼絲內外防護涂層隔絕大氣環境，保證主纜的涂裝防護效果。

除了主索外，連接主索與橋面箱梁之間的吊索也需要進行減震。由于這些吊索較細，在風力作用下更容易發生震蕩，對于長細輕柔的多索股結構，其風振動形式主要表現為索股間互相碰撞和索段相對運動。除了傳統的改變吊索表面形狀、減小風力作用外，工程師們還基于理論分析和風洞試驗，確定了分隔器減震方案。

這樣可以在同樣的激勵條件下減小振動響應，防止吊索相碰，可以將振動平均分配給各個索股，有效減小單一索股的過大振動。

實驗結果表明，安裝分隔器后，吊索的碰索現象不再發生，吊索的各階振動均明顯減小，各階減振率達55％～95％。

結語

2009年12月25日，西堠門大橋建成通車。西堠門大橋是全長50公里的舟山連島工程的一部分，整個工程完工后，舟山交通完全融入長江三角洲高速公路網絡，有力推動了寧波-舟山港口一體化進程，終結了舟山作為一個離島的歷史。如今，寧波－舟山港貨物吞吐量已位居全球第一。

來源：知乎專欄 了不起的中國制造