香港青马大桥设计创新摘要香港青马大桥是从香港市区通向新机场的主要桥梁。它是以公路铁路两用的悬索桥，连接青衣岛及马湾岛。大桥主跨为1377m，于1997年完成通车。此桥是通往新机场的唯一通道，非常重要，因而规定要在各种天气条件下都可以通行，维持各地区的交通联系。香港的气候条件，尤其是台风的发生和腐蚀性大气，以及铁路通往机场的要求是设计的主要影响因素。对大桥的抗风设计、防腐性能设计提出了较高要求。由于海峡地形特殊，又加大了桥跨布置的困难。关键词：桥跨布置、抗风设计、防腐设计目录第一章桥跨布置31.1设计思想31.2具体布置方案3第二章桥梁截面抗风形式的设计创新52.1风力的影响52.2桥梁断面抗风设计5第三章桥身的防腐蚀设计73.1青马大桥箱体防腐73.1.1车间防腐工艺要求73.1.2组装现场防腐工艺要求83.2钢桥面行车道防腐8参考文献10第一章桥跨布置1.1设计思想根据香港青马大桥所在位置的地形条件差异及青衣侧公路立交布置要求，设计者提出了不对称设计思想。即中跨和马湾一侧边跨悬吊的双塔两跨悬索桥构思，也是净跨最长的公路铁路两用悬索桥。青马大桥从靠大陆一侧的青衣跨越马湾岛，除了马湾塔的基础以外，其它的基础都是支承在坚实基岩上的扩大基础，马湾塔建造在离岸350m左右的一个海底大陆架附近，大约12m深的沉箱上，塔四周还建造一个防船撞击的防护岛。这个方案决定了1377m的中跨和355m的马湾一侧悬索边跨。在青衣一侧，地形陡峭，严重限制了新建3号高速公路线的立体交叉。由于靠岸的水很深，公路线型方案要求引道从桥塔处的主线开始分道。青衣岸边的水深，要求桥塔建在岸上。公路立交定线妨碍了悬跨方案的采用，因此引桥由4个支承在空心钢筋混凝土桥墩上的72m跨径组成，并配有塔顶和锚碇之间的直线后拉索。最终完成的悬索桥将不仅是世界上净跨最长的公路铁路两用桥*，而且也将是世界上最不对称的悬索桥之一。1.2具体布置方案青马大桥东面桥塔基础为钢筋混凝土扩大基础，每个塔柱基础为长27m，宽19m，厚7m，基础混凝土直接浇筑在7m深的岩面坑洞中，顶面与岸地面齐平，因为近海的原因，基础用钢筋都涂上环氧树脂层，以防海水。近马湾岛的桥塔基础是由两个28m长，20m宽，16m高的预制钢筋混凝土沉箱做成。施工时，首先在水中把海床面不平石层爆破，整理后，用拖船把沉箱拖到地基处，加水下沉，令其下沉到设计高程。此处水深约10m，沉箱内再浇筑混凝土，形成一巨大桥塔基础。沉箱四周再加上石块保护层及防波堤，形成一个人工岛，以保护桥塔结构不受来往船只撞损。其不对称布置主要体现在两个方面：1）结构形式上的不对称。从桥梁的布局图中我们可以看出，其青衣岛侧边跨加劲梁石油桥墩支撑而不是由吊杆支撑。2）受力形式上的不对称。悬索桥的上部受力体系主要由加劲梁将桥面受力传递给吊杆，再由吊杆传递给主缆。而青马大桥靠青衣岛一侧的边跨加劲梁由桥墩支撑，近马湾岛一侧由吊杆与主缆支撑，这就形成了受力形式上的不对称。第二章桥梁截面抗风形式的设计创新2.1风力的影响在青马大桥桥址，200年一遇的3秒阵风风速为83m/s，即时速高达300km/h。在结梅设计方面，有两个重要问题要解决。首先，桥身结构要尽量减少风阻力和有足够的抗风能力，因而选择最合适的结构横断面是十分必要的。其次，在遇到台风时，桥结构能维持动力平衡及不产生颤动和不平稳现象。2.2桥梁断面抗风设计经验证明，在传统的箱形桥身两旁安上像飞机翼的桥身稳定器，可大大降低牵引力。传统的吊桥设计型式，符合50m/s的最大风速要求。在欧洲，改良后的流线型箱形桥身，其稳定性也可达到风速为55m/s，的要录。但青马大桥的设计风速标准，均比上述为高。根据桁架桥的施工经验，如在桥身中央加上空气隙，由于便利空气流通，增加了桥身的稳定性。因此，青马大桥的桥身设计，除采用与近年欧洲所建吊桥的流线型闭合箱形断面外，在桥身中央上下都留有空气隙，起通风的作用，并在两旁稳定器的冀端，加上不锈钢镶面以减少风阻力。风洞试验结果，确定桥身临界颇动速度仍超过设计标准(74ms/)，但在低风速下，由于旋涡激发的振荡很小，对公路车及火车没有影响。因此桥身两旁的稳定器可不需要，因此减...