匿名使用者 9級 2009-12-16 回答

香港青馬大橋

袁漢寧

【摘 要】 較為全面地介紹了香港青馬大橋。首先，總結了它的地位、結構和特徵等，然後分析了為保障香港青嶼幹

線安全的青馬管制區，最後研究了應用其中的地球空間資訊科學技術的作用。

【關鍵詞】香港青馬大橋；青馬管制區；地球空間資訊科學

【正文】

青嶼幹線是香港新機場核心計劃十大建築專案的重點，是全球最偉大的橋樑工程之一，也是首條連線大嶼山島和香港其他地方的陸路通道，也是香港交通網路的發展邁進了新里程的象徵。由青馬大橋、汲水門橋及馬灣高架道路三個部分組成，全長3。5 km。

1、青馬大橋的結構

香港青馬大橋由英日聯營公司興建，合約於1992年批准，價值9。1億美元。於1997年4月27日舉行開通典禮，由前英國首相撒切爾夫人任名譽主禮嘉賓。開通典禮當晚，大會安排了一次價值500萬港元的大型煙花匯演，在20 min內一共發放了6萬多枚煙花，成為香港歷史上數量最多和密度最大的一次煙花表演。青馬大橋於5月22日正式啟用。青馬大橋是青嶼幹線的主要部分，連線青衣島和馬灣島，是當今世界上最長的一條能相容鐵路和行車路的懸索結構雙層兩用吊橋，見表1、大橋橋塔和主纜橫跨馬灣海峽，長2。2 km，主跨長1 377 m（333+1377+300），但300 m邊跨側主纜不設吊杆，實際上只有2跨加勁桁，鋼筋混凝土橋塔高206 m。青馬大橋在青衣島側採用隧道式錨碇，在馬灣島側採用重力式錨碇，鋼箱加勁桁梁高7。54 m，高跨比1/185，縱向桁架之間為空腹式桁架橫樑，中部空間可容納行車道及路軌，大橋上層橋面中部和下層橋面路軌兩側均設有通氣空格，形成流線型帶有通氣空格的閉合箱型加勁梁。青馬大橋的主纜本身由數以千計的鋼線組成，其長160 000 km，可以環繞地球四次。其吊橋橋面由50組鋼製元件組成，離海面高度62 m，足以讓遠洋輪船在海峽上通行無阻。上層橋面為公路6車道，下層橋面分為三車道。

表1 世界主要大橋比較

橋名地點主跨/m行車線鐵路路軌/條

享伯橋英國1 410 4 0

青馬大橋中國香港1 377 8 2

金門橋美國1 280 6 0

南備贊瀨戶橋日本1 100 4 2

青馬大橋和汲水門橋由橫跨馬灣的高架道路連線，該道路長約500 m。兩座橋及高架道路的露天上層均提供6條行車線，有蓋的下層則有兩條鐵路路軌，以及兩條供緊急情況下使用的行車通道。汲水門橋（Kap Shui Mun Bridge）是斜拉

式橋樑，由混凝土和鋼筋建成，連線馬灣小島和大嶼山，總長820 m，主跨長430 m，離海面高度47 m，橋塔高150 m。在世界上同類型相容鐵路和行車路的橋樑中，汲水門橋也是最長的一條。

2、青馬大橋的穩健性

香港在夏季常受颱風吹襲，所以青馬大橋的結構是經過特殊設計的，可以抵禦時速達300 km的狂風吹襲，能夠確保大橋抵禦巨大強風。在臺風到來時，大橋的左右搖擺幅度最大可以達到5 m，露天上層的行車線將全部關閉。同時，下層橋面分為三車道：中央道為雙線機場鐵路，左右分別為汽車應急單行道，供緊急或颱風等天氣惡劣時使用。在1997年8月2日下午，它第一次經受了時速為120 km熱帶風暴“維克托”颱風吹襲後安然無恙，於颱風過後的8月3日凌晨重新開放。

為了確保青嶼幹線及其鄰近的道路網路交通暢順、安全和高效率，香港特別行政區政府已經專門指定了青馬管制區，範圍包括通往新機場的17 km道路網路，由位於青葵公路上的美孚交匯處至北大嶼山公路的陰澳交匯處，還包括青馬大橋、汲水門大橋、藍巴勒海峽大橋和位於青衣島的長青隧道，以及汀九橋。同時，香港特別行政區政府還制定了新法律來監管整個青馬管制區運作。目前由青馬管理有限公司具體負責。

3、青馬大橋的地球空間資訊科學

地球空間資訊科學技術在青馬大橋的建設和安全運作中具有重要的基礎作用，青馬大橋在專案論證、規劃勘察、選線設計、施工控制放樣等工程中使用了當時幾乎世界最為先進的所有地球空間資訊科學技術。例如，GPS、遙感、地理資訊資料庫管理系統、空間圖形影象等各種處理工具、裝置和技術，以及相應的計算機軟硬體及其附屬裝置等。在青馬大橋的使用過程中，形變監測和安全控制也是不可取代的。現在，香港青馬大橋GPS位移監測研究由清華大學和香港大學共同負責。GIS技術集合了計算機資料處理技術和圖形處

理技術，也被應用於青馬大橋的安全控制。將適當數量的風力風向的感測器安裝在大橋的合適位置上，當採集的資料傳輸入GIS時，GIS能夠實時顯示風力風向對青馬大橋的作用。當把GIS與各種青馬大橋的歷史資訊分析和處理技術整合在一起時，就可以對這些空間資料進行空間資料探勘和知識發現，尋找對青馬大橋有害有益的空間知識，及時預報各種可能的災害，從而保證大橋的安全。同時，新的理論和技術也正在被應用於其中，圖2顯示的就是基於雲理論的青馬大橋風力風向的監測圖形。

雲理論把自然世界中的模糊性和隨機性有機地綜合在一起，構成定性和定量相互間的對映，不但突破了機率統計的數理統計“硬計算”的侷限性，而且解決了作為模糊集理論基石的隸屬函式的固有缺陷。眾所周知，風向是隨機性的，風的強度是模糊性的。雲理論首先把每一時刻來自橋上每個感測器的空間資料綜合處理為視覺化的圖形影象，然後把它與從歷史空間資料中挖掘的空間預測知識的視覺化的圖形影象對比，並將其納入歷史資料庫。如果青馬大橋在風中的搖擺幅度超過了設計要求，就要報警，反映在雲的圖形影象上，就是超過雲場的最大範圍。如此反覆，形成對青馬大橋的實時監控和實時預報。

【參考文獻】

［1］ 過靜。用GPS監測香港青馬大橋位移實驗研究［J］。地殼形變與地震，1998，18（增刊）： 37~40

圖二：基於雲理論的青馬大橋風力風向的監測圖