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台灣重大公共工程 「淡江大橋」何以成為國際地標?

第277期
謝平平
世界級工程「淡江大橋」入選《CNN》「2025年最重要建築」之一。葉俊宏攝影

世界級工程「淡江大橋」去年入選《CNN》「2025年最重要建築」之一,與其他獲選作品不同的是,這座由知名的已故普立茲克建築獎(Pritzker Architecture Prize)得主札哈‧哈蒂(Zaha Hadid)設計的淡江大橋,豎立在東北季風年年必訪的淡水河出海口,連接淡水與八里,由單一座主橋塔與不對稱的斜張鋼纜支撐橋面,以保留淡水河口的絕美日落;但即使預算再追加約40億(第三標工程預算從85億追加至近125億),仍然流標七次,因為工程難度極大。

在外界極度不看好的情況下,「工信工程」頂著巨大壓力,經歷七年苦戰,在2025年獲得金質獎、金安獎的雙金特優肯定,今年也順利通車,人潮至今絡繹不絕,但更令人感動的是背後那股不服輸的台灣精神。

 

淡江大橋主橋塔因是3D曲面,因此興建時拆為50多個節塊,逐一完成。交通部公路局北區新建工程局

 

「曲線女王」絕美遺作

出生在伊拉克的札哈‧哈蒂,求學時被稱為「89度創作者」(建築設計理念中極少使用90度直角),從業後被譽為「曲線女王」,她的作品與其說是建築,更像是雕塑。23年前,台中古根漢博物館交由她設計;20年前,台中國家歌劇院、高雄衛武營藝術文化中心的國際競圖,相繼敗北。最終因中興工程邀請札哈‧哈蒂設計淡江大橋,在台灣留下了這位大師的遺作。

札哈‧哈蒂事務所副總監黃劭暐在「淡江大橋建築美學與城市設計論壇」表示,淡江大橋的成就難以複製,其中有業主的堅持、施工團隊的研究與創新,才能有大家都滿意的結果。

 

淡江大橋主橋塔下方線條變化多,以飛模吊裝模板。圖中的主橋塔進度已達32公尺。工信工程在橋塔外搭建外平台運送模板與工料,效率大大增加。公路局公路人粉專

 

主橋塔模板的解決之道

形似雙手祈福的主橋塔,是淡江大橋第一女主角,美則美矣,但橋塔非方正形狀的建築模板如何製造?工信工程團隊大傷腦筋,沒有能配合造型多變的模板,後續的鋼筋綁紮、灌漿也無法施作。

工信工程內部就橋塔施工採用木模、鋼模討論許久。在考慮風險承擔後,捨棄了台灣鋼模廠商,交給德國派利(Peri),這家馳名國際的模板與施工架專業製造廠商也足足想了二個月,才找到解方。

211.4公尺的主橋塔拆為53昇層,線條變化最大的主橋塔左、右橋墩(1到20昇層),採用傳統飛模吊裝模具;左右橋墩合併後(21昇層以上),立面線條較為單純,改用自動爬模系統,可加快工期、降低高空作業危險。

派利設計出二套系統木模,分別給左、右橋墩使用,當左橋墩組立模板時,右橋墩的模板就開始拆解,修改為下一昇層可用的模板造型。第一昇層施工期超過70天,第四昇層已縮減至17天,工信成功破關,士氣大振。

 

主橋塔旁開始吊裝鋼箱梁節塊接龍成為橋身。公路局公路人粉專

 

斷面70公尺全銲接橋梁

主橋塔有了進度,橋身也開始跟上。

淡江大橋主橋段為920公尺,為保有纖細外型,橋身未採傳統預力鋼筋混凝土,而改由鋼箱梁節塊逐個接龍成為橋身,採全斷面銲接工法,將重量降到最低。因外型獨特,銲接技術人員的銲接資格須達到「全姿勢銲接」要求的2G到6G級等(2G橫銲、3G立銲、4G仰銲、5G及6G複雜管道銲接)。

受過專業訓練之10位本籍及20位外籍移工,戴上防護面罩,在懸臂工作車吊起的長15公尺、寬60公尺、高4公尺的巨大鋼箱梁中作業,隨著技術純熟,一個鋼箱梁接頭銲接時間從7天縮短到4天。

但淡水河出海口的風如影隨形,冬季如刃,夏日如炙,對鋼箱梁施工影響巨大。現場曾發生鋼箱梁與風力同頻共振,宛如坐船迎巨浪,銲接人員被搖得七葷八素,工程顧問為此設計出水中阻尼器,避免共振持續擴大。

「如果鋼箱梁不在中線上,就無法與八里岸對接,這個橋就功敗垂成。」鋼材因溫度效應造成熱脹冷縮,影響施工精度,而全線66個鋼梁節塊在海上接合,必須「走直線」——保持與中心線誤差在5mm以內,工信工程副總經理劉永慶全程督陣,一路戰戰兢兢。

但高屏溪斜張橋亦為全斷面銲接橋身,相較之下,淡江大橋有何特殊之處?劉永慶解釋,高屏溪斜張橋寬度34.4公尺,由方正的鋼箱梁銲接為橋身,淡江大橋斷面寬達70公尺,船型鋼箱梁是為輕量化的客製品,未銲接前無法定型,因而銲接技術要求高。

台灣營造業的潛能也被激發在海事工程上。在陸地興建一棟建築物,基礎開挖、鋼筋綁紮、模板組立、混凝土澆灌等作業,皆已成熟,但移到海上作業,寸步難行。

主橋塔基礎位於波流交會、黏硬大南灣岩盤

工信工程總經理丁承之解釋,河、海工程面對的風險不同,例如跨海的台灣金門大橋,因其位於深槽區,施工團隊需與強勁海流與季風對抗,難度頗高。而淡江大橋主橋塔位於河海交界,需注意淡水河水流速與沖刷,也需注意大海的漲退潮、波浪、季風、沿岸飄沙等因素,等同「吃全餐」。

台灣沿海的林口到八里為大南灣層,由砂岩與泥岩組成,這區域土層N值(地質工程中的標準。由1開始,N值越低,代表相對軟弱或緊密程度較差的土層)達100,地質堅硬,黏性高的地層在原海床上不易鑽探挖掘。淡江大橋主橋塔基樁必須打入水平面下80公尺的岩盤,必須克服基樁反力,套管難以拔除的難題;而單層圍堰面臨巨大的海洋潮力及波力,也開始漏水;讓才剛起步的淡江大橋工程險象環生,最後是靠什麼逢凶化吉?

 

圍堰保護層與其中的環撐。海上便橋可運送機具。公路局公路人粉專

 

水下圍堰新設計「環撐」

台灣地質複雜,設計原規劃行之有年的「井字形」作為「圍堰」結構支撐,七撐八挖(七層),每層都需要近20個工作天;但遇上主橋塔的二座橋墩,就得不斷地拆、改、建。

圍堰(Cofferdam)是指在水域中施工時,為了建造永久性水利(如水壩基礎)或橋梁設施(如橋墩),所建造的臨時性擋水結構。台灣頂尖的鋼結構技師陳威治,想出以拱形結構加上二個「環撐」,簡潔有力地完成結構設計,減少一年半工期,也讓工程順利進行。

工信團隊也在主橋塔二座橋墩周遭搭建實固架(類似鷹架,但加上平面鋪面),作為模板運送、置放物料的平台,工班在高空中踩踏如陸地,工作效率大大提升。在空心的橋墩內,工信也設計有內平台,可運送模板、機電設備等,且可回收再利用。

 

從空中俯視主橋塔工程,模板、鋼筋都由塔吊運送。橋腳最下方七支阻尼器已經裝好。仔細觀察會發現橋塔內部為空心,工信工程自行開發相當多工法。公路局公路人粉專

 

淡江大橋上的三款阻尼器

台灣位於環太平洋地震帶上,淡江大橋耐震度達到7級,漂浮在海上的主橋塔下方裝有7支「速度型液態黏滯性阻尼器」(Hydraulic Fuse Restraint,簡稱HFR),總體可承受5,250噸的橋軸方向束制力,遇大震會自動開啟閥門,隔震消能,為台灣橋梁首次採用的頂級阻尼器。

淡水、八里二側橋身也各裝有2支「液態黏滯阻尼器」(Fluid Viscous Damper,簡稱FVD),作為第二道防線。

東北季風風速每秒達15公尺,形同輕度颱風,斜張鋼纜也內裝有「摩擦式阻尼器」(Friction Damper,簡稱FD),可化解風力振盪,延長鋼纜壽命。

 

淡江大橋斜張鋼纜系統。葉俊宏攝影

 

穩妥的鋼纜系統

全球知名大橋多為雙塔、預力混凝土橋,即使有斜張橋,也多為對稱鋼纜,例如全球主跨最長的俄羅斯島大橋(Russky Bridge)。

而淡江大橋主橋塔兩側跨距分別為450公尺(八里端)、175公尺(淡水端),八里端為全球「單塔不對稱」斜張橋最長的跨距。主橋塔與斜張鋼纜像是在舞台上唱跳的二位歌手,相互影響。主橋塔的進度影響鋼纜裝設,鋼纜裝設又影響主橋塔的受力,施工期間,主橋塔像搖頭晃腦的不倒翁,如何計算二邊不對稱鋼纜的索力,對全球橋梁與結構工程的「教父」LAP(Leonhardt, Andrä und Partner)德國工程顧問公司也是一大課題。

幸運的是,加入淡江大橋工程的「教父」不只一位,此次負責斜張鋼纜系統的德國Dywidag亦為鋼纜系統巨擘,該公司在台子公司「地為達」董事長周東陽,調派擁有大型斜張橋的工程師赴台。他表示,斜張鋼纜會依照不同的設計進行系統修正,只要事先擬定周全計劃,即使現場陰雨連綿、強風、低溫如淡水,也能順利完工。

 

淡江大橋完工後,成為民眾最佳打卡景點,圖片中下方的行控中心有相關展覽。交通部

 

距離通車至今已經過去二個月,工信工程仍在現場持續監測,完善維護管理計劃。2027年即將接手的交通部公路局北區養護分局主任工程司楊秉順表示,淡江大橋不但是台灣營造業的里程碑,也是養護工程的新標竿。他也提到,維護管理是公共工程的最後一棒,生命週期最長,未來將跟上國際趨勢,引進數位孿生(Digital Twin)系統進行管理。N

 

 

淡江大橋記事表

1980        淡水當地提出「淡江大橋」構想。

1998.07   環保署(已升格環境部)核定綜合計劃,進行環評。

2010.04   行政院核定規劃報告檢討。

2015        交通部公路局舉行淡江大橋(主橋段)國際競圖。

2018.11   近二年無廠商投標,第八次招標由工信工程得標。

2019.02   淡江大橋主橋段工程開工。

2020.09   主橋塔基礎的圍堰合龍。

2021.02   主橋塔基礎開始打設首支基樁。

2022.03   圍堰漏水,交通部次長陳彥伯與公路局局長陳福山4月到場視察處理進度。

2022.08   主橋塔基礎大底進行灌漿作業。

2022.11   橋身首次吊裝鋼箱梁(八里端),隔年8月完成陸地相關作業,淡水端於2024年完成。

2023.09   完成主橋塔U01基座,高32公尺。

2024.06   主橋塔完成第28升層,行政院長卓榮泰視察工地現場。

2024.12   進行主橋塔鋼箱梁吊裝作業,往淡水、八里二側推進。

2025.03   主橋塔與淡水端的鋼箱梁完成閉合。

2025.09   主橋塔與八里端的鋼箱梁完成閉合。

2026.05   淡江大橋通車。