1、桥 名：香港青马大桥桥 型：双塔双跨悬吊式连续钢桁架公铁两用悬索桥主 跨：1 377m桥 址：香港特别行政区马湾海峡建设单位：香港特别行政区路政署设计单位：万隆工程师顾问香港有限公司 I施工单位：英高日建筑联营所（由特法佳建筑（亚洲）有限公司高捷达土木工程有限公司及三井物业有限公司联营）混凝土用量：桥塔52 000t。青衣锚碇200 000t.马湾锚碇250 000t钢材用量：主缆26 700t、主梁49 000t造 价：70.6亿港元建成日期：1997 年5月概 况青马大桥是目前世界最长的公铁两用悬索桥。大桥横跨香港青衣岛及马湾岛之间宽约两公里的马湾海峡，位于通往赤鱲角香港国际机场的青屿干线
2、上最显要部分。马湾航道，水深达30m。香港位于亚热带，年平均气温和总降雨量分别为23和2 214mm，每年平均有1 5次台风，最高风速达118km/h。主要技术标准（1）双层主梁：上层六车道高速公路下层全天候双单线车道及双轨铁路（2）设计使用年限：120年（3）设计速度：公路 lOOkm/h铁路135km/h（4）主梁宽度：41m（5）荷载标准车辆荷载：HA+45单位 HB（根据英国运输部标准 BD37/88）铁路荷载：RL （根据英国标准 BS5400第二册）设计风速：阵风85m/s，平均风速50m/s船舶撞击荷载：220 000吨级海轮于时速8浬之撞击地震基本烈度：修订麦加利烈度表级（6）
3、通航净空：净高62m，净宽1 000m大桥上层行驶汽车，下层行驶火车。为确保在任何天气情况下均可开放使用，设计师将两条铁路路轨置于大桥不受风雨影响的下层，并在路轨两旁兴建密封的行车道。大桥体系与桥跨布置大桥为双跨悬吊式连续梁悬索桥，全长2 160m，主跨 l 377m。主梁结构布置为流线型体中央开孔双向钢桁架加劲梁。大桥巨大的荷载由两条主缆及两座钢筋混凝土桥塔承托，主缆锚固在两座的巨型锚碇上。每组吊索由四根竖直的75mm 直径钢丝绳组成。从马湾端开始，桥跨布置为63m+76.5m+355.5m+1 377m+72m 十72m+72m+72m=2 160m 。大桥两端边跨的结构布置显著不同，马湾
4、悬吊边跨由马湾锚碇及两座桥墩支承，青衣边跨由于通往青衣引道需逐步扩宽，以容纳延伸向三号干线交汇处的引路，并由于青衣边跨建于陆地上，所以不设吊索采用桥墩来支承。大桥主梁结构采用连续梁，全桥纵向锚固在马湾桥台，使大桥之伸缩集中在设有大位移行车道及铁路伸缩缝的青衣活动端，该伸缩缝的伸缩量达750mm，是世界上同类型中最大之一。大桥主梁通过青衣及马湾桥塔时分别支承在桥塔最低横梁上的滑动和旋臂式支座上。主桥结构1）锚碇采用重力式锚碇，承受每根主缆逾500 000kN 的巨大拉力。青衣側锚碇重约20万吨，深藏地下；而马湾锚碇则局部埋藏于地下，重约25万吨。锚碇状似一个嵌入石床内的混凝土箱，锚碇的底部建有永
5、久排水道。主缆锚固采用前锚式，再通过两束施加4 000kN 预应力拉索将缆力传至锚体。马湾锚碇挖掘至地下约20m 深；而青衣锚碇必须建于山坡上一个深入地下约50m 的漏斗形深坑，爆破岩石约共30万立方米。2）桥塔基础组成桥塔的一对支柱建于混凝土地基上。每个地基承受最大荷载超逾1 000 000kN。所有钢筋均涂上环氧树脂保护层。青衣桥塔地基直接建于岸边坚稳的岩石上，每根桥塔支柱分别由长27m、宽19m及厚7m 的钢筋混凝土地基支承。地基临海建造，四周再筑起混凝土海堤，可防止桥塔支柱被重型船舶直接碰撞。而马湾桥塔地基则建于海床，水深达12-14m。建造时首先将地基范围内的淤泥挖走，然后在水中进行
6、爆破工作，在海床岩石上造成两个约1m 深的凹槽，放置两个钢筋混凝土沉箱。每个沉箱长约28m 及宽20m。桥塔四周筑建人工岛以防止塔柱被船只直接碰撞。3）桥塔桥柱以柔和的弧线向上收窄，桥塔用钢筋混凝土建造，高206m，最大荷载约为400 000kN。两条支柱，由四道横梁连成一体。每座桥塔各有两个竖井，装有升降机及爬梯与工作台。支柱顶安放铸钢鞍座及不锈钢上盖覆罩。塔支柱是采用滑模建造法成对建造。为保证在建巩期间，塔柱能抵御台风或狂风吹袭，承建商预先对桥塔模型进行风洞试验。两座桥塔的顶部共装上四个鞍座，每个重约500t，采用三节分体式结构，以减低吊装能力的限制。鞍座下装有格床，格床与鞍座之间设有一个
7、滑动支座，在架设主梁时分三个阶段将鞍座顶回，鞍座的最大预偏量为 l 200mm，当工程竣工后，滑动支座即被永久锁紧。4）主缆大桥主缆采用空中编缆法建造，边跨共有97组缆束，而主跨则有91 组。两条主缆均由直径5.38mm 的镀锌高拉力钢丝平衡并列织成。在主跨部分，每条主缆索由33 400根钢丝组成。但在边跨部分，由于主缆角度陡峭，主缆需承受较大拉力，因此组成主缆索的钢丝多达35 224根。进入锚碇内的缆束张拉室，经过散索鞍座后分成多组缆束，每组缆束回绕由钢铸成的半月形缆束索靴将缆力传至锚体。编缆工序历时共九个月完成；编缆工序完成后，紧缆工作随即展开；两条主缆均被压缩成圆形并用钢制的临时箝带捆扎
8、主缆；随后安装索夹与吊索。在防腐措施方面，每条主缆均涂上红铅漆并用直径3.5mm 的镀锌钢丝包捆。再刷上6层保护漆。完成后的主缆直径为 l.lm，总长约4.4km ，总重接近26 700t。5）主梁大桥主梁宽41m，高7.2m，采用首创的流线型体中央开孔双向钢桁架结构，纵向及横向分别采用华伦式及空腹式桁架，上及下层桥面铺上正交异性钢板，具有自重轻及刚度大的优点。主梁采用异剖面形设计，两边外缘装上流线型不锈钢覆面及经特别设计的风嘴。主梁在上下层桥面中央预留一道气隙，可提高主梁的气动稳定性。根据阶段和全桥模型风洞试验结果，施工状态在最不利的+5。风攻角时的颤振临界风速，在低紊流度(=9%)和高紊流
9、度(=16%)分别大于48m/s 及45m/s；成桥状态在0风攻角时颤振临界风速大于95m/s，建成后的大桥能抵御342km/h 的台风，完全满足抗风稳定性要求。为减少焊接变形和有利于焊接应力释放，已架梁段之间通过每个节段两端的工地匹配件临时联结，以满足抗风稳定要求。在架设约60%梁段后，梁段成桥线形接近设计线形，此时开始焊接部分上下层桥面钢板，继而用螺栓将各段桁架连接，最后再进行焊接，逐一固接梁段。6）桥面铺装上层车道铺装采用40mm 厚沥青马蹄酯，表面洒花岗岩碎石，加强车道防滑作用。在铺筑沥青马蹄酯前，铺上经特别设计的防水胶膜，可抵御施工时达220-240高温。下层车道只在紧急事故或修护时
10、使用，选用7mm 厚环氧树脂俐砂料铺装。7）桥梁健康监测系统为了监测大桥的结构健康情况和进行结构评估，桥上安装了一套桥梁结构健康监测系统（简称为桥监系统） 。其作用是监测大桥在使用期间结构健康变化和进行结构评估，以作出相应的应变措施，进行特别检查和维修等工作。结构健康是指结构的可靠性，其中包括结构承载能力、状态和耐久能力等。而结构评估包括结构承载能力、状态和耐久能力等。而结构评估工作是指利用特定信息，分析既有桥梁的可靠性并作出随后的修护决策。桥监系统主要由六个系统组成并通过网络联系运作。六个系统包括：（1）传感器系统；（2）讯息收集及传送系统；（3）信息处理和分析系统；（4）结构健康评估系统；
11、（5）结构健康数据管理系统；（6）检查及维修系统。传感器系统主要是指安装在大桥内约350个传感器及有关附件，其中包括风速仪、加速仪、应变仪、位移仪、温度仪、水平仪、车轴车速仪、全球定位仪、信息放大处理器和串联接口等。信息收集及传送系统安装在大桥内三个由微型计算器控制的信息收集站，收集传感器传来的信息并将之数据化，然后利用光纤网络传送至信息处理和分析系统进行初步分析，输送至结构健康评估系统中，进行整体结构的可靠性评估工作。主要技术特点和创新点（1）青马大桥是目前世界最长的公铁两用悬索桥，现已成为香港标志工程。（2）大桥主梁创新地采用流线型体中央开孔双向钢桁架结构，流线型桥身加上独特的中央通风隙设
12、计有效地减低主梁底面风致压差，大大提高主梁的气动稳定性。主梁下层采用全天候密封式设计，确保公铁交通在恶劣天气情况下仍可运行。（3）在大桥上安装了齐备的监测仪器，利用计算机分析监测结果，藉此预测大桥的结构性能。（4）大桥主缆是世界上使用空中编缆法建成之最大者。设置的大位移行车道及铁路伸缩缝，是世界上同类型中最大之一。（5）大桥首创采用安装在主缆上的钢绞线起重机吊装重达1 000t 的主梁组件，大大提高吊装能力，吊装工时短，对海上交通影响减至最低。（6）大桥上安装了一套精密的交通控制及监控系统，达至高效管理及提升道路安全水平，确保大桥及邻近的道路网络交通畅顺。青马大桥获英国建造业土木工程奖及英国建造业荣誉奖、英国结构工程师学会特别奖及钢料结构设计奖、日本土木学会“田中赏”、香港十大杰出工程项目选举之冠军。
