โปรดติดตามตอนต่อไป

本州的延伸四國之聯結－明石海峽大橋




明石海峽大橋是連接日本神戶和淡路島 あわじしま之間跨海公路大橋，它跨越明石海峽，是目前世界上跨距最大的橋樑及懸索橋，橋墩跨距1991米，寬35米，兩邊跨距各為960米，橋身呈淡藍色。明石海峽大橋擁有世界第二高的橋塔，高達298.3米，僅次於法國密佑高架橋(342米)，比日本第一高大樓橫濱地標大廈(295.8米)還高，甚至可與東京鐵塔及法國艾菲爾鐵塔相匹敵，全橋總長3911米。





此橋1988年5月動工，歷時10年，耗資5000多億日元，於1998年4月建成通車，其間經歷了1995年1月17日的阪神大地震的考驗。在近150年發生一次大地震中，此時明石海峽大橋已完成了安裝階段。阪神大地震的震中雖然距橋址僅4公里，但大橋安然無恙，只是南岸的岸墩和錨錠裝置發生了輕微位移，使大橋的長度增加了約1米（大橋原設計長度為3910米，主跨距1990米），此無疑是一次結構實力展示。

緣起、挑戰







橋面有六車道，設計時速100公里，可承受芮氏規模8.5強震和百年一遇的80米/秒強烈颱風襲擊。由於明石海峽大橋的建成，再加上原有的連接淡路島和四國的大鳴門大橋，本州與四國在陸路上連為一體。











明石大橋跨越明石海峽連結神戶與淡路島，施工10年而於1998年完工通車，全長3,911(四個基座結構:三個間隔分別為960+1991+960)公尺，共3個跨徑，中間單跨長達1,991公尺，為目前世界最長的吊橋。主塔頂高約300公尺，橋下淨空65公尺以上可以行船，最大水深110公尺，主鋼纜兩條直徑為1.1公尺。施工時分為五大部分，即主塔基礎、錨定基礎、主塔架設、鋼纜架設與加勁鋼桁架設。明石橋的四個基座結構之編號，由神戶側至淡路島側依次為1A, 2P, 3P與4A。其中1A與4A為吊橋兩岸之錨定基礎，2P與3P為主塔基礎。


















錨定基礎
該橋樑上部結構共使用鋼材20萬噸，下部結構使用混凝土約142萬立方。施工嚴謹精密的明石海峽大橋，有著世界上最大跨度的橋樑，包含多項世界紀錄，明石海峽大橋設計荷載可承受裏氏8．5級地震，所以此橋在1995年1月震央距橋址才4公里的芮氏7．2級地震阪神地震，歷經嚴峻的抗震檢驗僅有微小損壞。


主塔基礎

明石海峽的地層由沖積層、洪積層、神戶層、明石層與花崗岩層。明石層主要包含了40%的礫石，其礫石直徑約10~20cm。神戶層主要為砂岩、緊密砂土與硬粉土。地盤調查的工作包括大口徑未擾動之試體採取與試驗，與謹慎的岩盤工程性質調查。







1995年規模7.2之阪神地震侵襲阪神地區，明石海峽之地盤因而發生錯動，當時明石大橋的4個基礎均已完成，主塔的兩個基礎產生傾斜與近1公尺的相對位移，基礎的位移如下圖所示。經過評估，該1公尺的位移不致於對此橋的工程產生影響，最後吊橋亦順利施工完成，中間跨徑則由原設計之1,990公尺，變為1,991公尺。



















抗震、耐風



明石大橋的耐震需求以兩個假設來設計:1.抵抗距150 km之海板塊發生M=8.5之地震。2.抵抗150 km半徑內，150年回歸期的地震強度。

主塔基礎(橋墩)


主塔基礎2P基礎面座落於明石層，3P座落於神戶層。每個主塔基礎需傳遞120,000噸之橋樑重量至水面下60公尺處之支承面。海底整平直徑需達80公尺，在快速海流、波動與60公尺的水深下，基礎面的挖掘仍控制在+/-10公分之內，以利沉箱基礎的安裝。沉箱基礎直徑80公尺，高70公尺，在岸上施作後拖至定點，再進行水下灌漿。灌漿用的混凝土為高坍度不易發生骨材分離的水中混凝土。其施作的流程如下圖所示。











錨錠橋台1A之圓形基礎以地下連續壁構築，穿透較為軟弱的洪積、沖積層進入神戶砂岩層，其直徑85公尺，深度為75.5公尺，使其成為世界最大的錨錠基礎，承受了吊橋的拉力。錨錠體為以350,000噸之混凝土及鋼架構成。淡路島側的橋台4A，因座落於花崗岩層，故使用展式基礎(spread foundation)。























鋼絲電纜、高塔

鋼絲電纜，直徑φ5.23mm，一條高強度鍍鋅鋼絲電纜由290束所組成，(一束鋼纜為127一條鋼纜290束即為36,830條鋼絲線組成)，聯直著四個主要支柱。強度的鋼絲，拉伸強度180Kgf/mm2 （每單位的承載能力為3.9噸）。明石海峽大橋180kgf使用160kgf每平方毫米高強度鋼絲撐載。總長度線中使用的鋼絲線使用總數約30萬公里，可繞七個半地球。鋼絲電纜於架設時考慮了船舶航行渡海時及其他影響力強大的氣流和其他條件，並利用直升機進行吊掛。最大拉伸強度為57萬噸。為了防止生鏽，直徑4毫米，以1.6毫米厚橡膠磁覆蓋並漆上防水漆。



















橋面結構


橋面主體使用了強力鋼材，並以減輕本體的重體以增加其經濟效用的構思。橫斷面尺寸：高度35.5米×寬度14米。所使用總重量約9萬噸。在考量必需面對颱風和強勁氣流的海岸地形，設計耐風係數為耐風級數為80米/秒。









































明石大橋同時也兼負了提供四國(島)淡水(自來水)、電信(NTT)、電力(關西電力)用水的重任






























明石海峽大橋遊客中心-舞子海上プロムナード觀景台


































孫文紀念館




由於本州(神戶)與四國(淡路島)地形有高低的差
往本州(神戶)方向-高架









往四國(淡路島)方向-隧道

















































延申閱讀-世界最高的橋

Millau Viaduct






後記
形式: 三跨徑雙支柱鋼纜吊橋。
全長:總長度3,911米。
橋梁總長:1,991米（世界上最長鋼纜吊橋）。


橋墩主塔:塔身高： 297.2米。
橫斷面尺寸： 16.5米× 8.3米。
總重量： 25,000噸。
橋梁(面)主體:大橋主梁材質：強力鋼架。
橫斷面尺寸：高度35.5米×寬度14米。
使用鋼材:約20萬噸。
總體混凝土使用量:約1420000立方米。
電纜:材料：耐米的鋼絲。
線材：直徑φ5.23mm。
拉伸強度： 180Kgf/mm2 （每單位的承載能力為3.9噸）。
使用量： 36,830束。
（ 一束鋼纜為127條鋼絲線組成）。
（ 一條鋼纜290束即為36,830條鋼絲線組成）。
一束鋼纜直徑： 67.99毫米。
一條鋼纜直徑： 1122毫米。
上最大拉伸強度為570000噸。
鋼絲線使用總數：約30萬公里（約可繞地球超過7.5圈）。


主塔結構(橋墩)：鋼沉箱:注水使其沉入海低再填充混凝土。使用為強化特殊混凝土。
尺寸：直徑為80米×高70米形狀似一個巨大的甜甜圈（相當甲子園棒場大小）。
岸上基座：直徑85米，深度為巨大的圓形結構63.5米，約使用35萬噸混凝土。
抗震係數：耐震級數為8.5 （150年一次大地震）。
耐風係數：耐風級數為80米/秒。