阿基米德桥示意图

实验室中的阿基米德桥模型

   阿基米德桥是一种基于阿基米德浮力定律、被固定于水面以下的封闭通道，是一种跨越水域的新交通方式。阿基米德桥横截面可以为椭圆形或圆形，长度可达几千米，宽度可达几十米，可通行汽车，也可建成多通道，同时通行汽车和火车。  

    由于技术上的一些难题没有解决，并且没有相应的设计、建设标准，目前世界上还没有一座真正的阿基米德桥。而一旦建成，阿基米德桥将成为一种新的交通方案供人们选择。更为重要的是，阿基米德桥适用于跨度较大、水位较深等不适宜建桥、隧道的地点。 

    今年10月22日，首座阿基米德桥样桥模型在中国驻意大利大使馆展示。同时，由中国科学院力学研究所和意大利阿基米德桥公司合作建设的世界第一座阿基米德桥原型桥正筹划在千岛湖建设。自2001年开始合作以来，中意双方一直致力于在中国建成世界第一座阿基米德桥。 

    作为项目负责人，中国科学院力学研究所研究员洪友士是如此描述阿基米德桥的研究进展的：“基本原理清楚，具体的技术方案还没有解决。”

    目前，中国、意大利、瑞士、挪威、日本、美国、巴西等国都在开展阿基米德桥的研究，开过多次国际会议。接受《科学时报》记者采访时，洪友士表示：“目前来看，国际范围内中意合作是走在最前面的，但如果我们不抓紧也有可能被赶上。” 

    基本科学问题+实际应用背景 

    阿基米德桥学名为水中悬浮隧道。不过，与隧道不同，阿基米德桥借助于浮力浮于水中；与一般的桥也不同，对于浮力大于重力的阿基米德桥，它和水底的连接方式与桥相反——用缆索(也可以用其他方式)固定于水底和两岸，以防浮出水面，桥顶距水面保持20米以上的距离以便通行大吨位船只。因此，阿基米德桥的基础设计方案与桥梁、隧道有根本区别。 

    重浮比是阿基米德桥的一个重要参数。据洪友士介绍，一般情况下，阿基米德桥的浮力明显大于桥的自重和交通载荷，其中自重又明显大于交通载荷。由于重力太大会导致不稳定，浮力太大又对固定桥体的缆索要求很高，目前研究认为重浮比在0.7~0.8之间效果最佳。 

     “这个数字也有待进一步验证，现在力学所也在探索最佳重浮比的范围。”洪友士说：“我们有个基金重点项目在研究这些基础科学问题——水中悬浮隧道关键力学问题研究，其中包括长跨度结构在波流作用下的动态响应和在高平均载荷基础上叠加有周期载荷的结构和材料的完整性问题两个方面。缆索要承受浮力、交通载荷、波流的影响，及涡激振动产生的周期性载荷，这种情况下其结构的耐久性如何？寿命有多久？此外，缆索在湖水、海水中的寿命往往比在空气中短很多。因此，阿基米德桥问题的研究既有基本科学问题，也需同实际背景相联系，显然能够对这类科学问题提供可借鉴的结果。” 

    尚没有建立标准、规范 

    洪友士表示，阿基米德桥具有现有桥梁和隧道所不具备的优势和特点。

    第一，阿基米德桥是一种环境友好的方案，对两岸地貌的影响非常小；

    第二，由于借助了自然的力量——浮力，一旦技术成熟，阿基米德桥同桥梁、隧道相比具有造价优势，因为其单位长度的造价不随跨度的增加而增加；

    第三，技术上阿基米德桥不受跨度和水深的限制，可建在长跨度、水位深、陡峭的地方。

    除此之外，阿基米德桥还有一定的旅游价值可供开发。