不怕大洪水的斜張橋

造型千變萬化

除了輕巧造型，斜張橋也能營造出多樣的視覺效果。斜張橋的典型橋塔有 A 型、H 型、I 型、倒 Y 字型等；鋼纜也分輻射狀、豎形、扇形等多種排列，不同塔型、塔高配上不同排列的鋼纜，再漆上不同顏色，就能創造出千變萬化的橋梁景觀。而現在經由電腦快速運算，橋塔的造型、鋼纜與鋼纜間的距離也能稍做變化，如上圖的台北大直橋就是扇型鋼纜、I 型橋塔的變體；有些設計師還會根據當地環境，設計出與傳統斜張橋不同的造型，例如美國加州的拉克爾恰科橋（Ruck-A-Chucky bridge），為考量不破壞山坡地，就沒有立橋塔及基礎，而是將鋼纜直接錨碇在兩邊的山谷，可說是橋梁生態工法最佳實例。

斜張橋的多變造型不僅讓橋梁從單純的交通運輸，變成美化城市的重要角色外，蔡俊鐿表示，沖刷、地震及颱風是台灣河川橋的三大風險因素，因此橋梁設計的新思維應朝向減少落墩、拉大跨徑。斜張橋的造價成本雖然昂貴，但卻是能真正帶來美觀又長壽的橋梁。

結合預力混凝土橋與斜張橋的脊背橋
除了斜張橋之外，還有一種橋也是利用鋼纜斜拉主梁，那就是橋塔高度較低的「脊背橋」。它的優點是跨徑比一般梁式橋長，可減少落墩數，施工也較斜張橋容易，例如國道 6 號愛蘭交流道南港溪橋就是國內首座脊背橋。交通部國道新建工程局規劃組橋梁科科長羅財怡表示，從力學行為分析，脊背橋是介於斜張橋與梁式橋中的「預力混凝土橋」。

由於材料特性，混凝土所能承受的張力大約只有壓力的 1/10 左右，因此當純混凝土橋梁放在橋墩上時，自身的重量會從橋墩之間把橋身壓彎，一旦橋身底部承受不了壓彎時所產生的張力就會產生裂縫，甚至斷裂。為了增加混凝土橋的強度及跨徑，通常會在混凝土內加抗張強度佳的鋼筋，但這樣的跨徑還是太短，若在混凝土內加韌性較鋼筋強的組合鋼材，從兩頭拉緊鋼材，並固定於橋梁的兩端，便可以使橋梁內部的結構更緊密，減少彎曲幅度而不易斷裂，這正是所謂的預力。預力混凝土橋的跨徑已可達 200 公尺，約是鋼筋混凝土橋的 10 倍。

　脊背橋的橋塔較斜張橋低，塔高約是跨徑的 1/15~1/8 倍，因此斜張鋼纜提供的水平預力較大，效果相當於混凝土橋內加的組合鋼材，可降低橋梁的彎曲變形幅度；不過垂直拉力變小，使得跨徑不如斜張橋，目前跨徑約在100~200公尺。

延伸閱讀
《斜張橋》，蔡俊鐿編，科技圖書出版
高二課本《物理》上冊

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