承載希望

橋梁設計
金門大橋跨越金門與烈嶼,以優美而協調的曲線矗立在金烈水道及浩瀚的天空之間,其特殊的環境位置使大橋擁有壯闊宏偉的景色,但也同時帶給橋梁工程許多的挑戰。建設前期,對於金烈水道的地質、氣象、海象,皆做了詳細的大地工程調查及實驗,並依設計規範進行橋梁基礎型式與承載力的建議,提供橋梁結構設計參考。
橋梁路線主要於海上,地質以分布在海床的未固結沖積層,紅土台地及花崗片麻岩為主。地質勘查階段共在橋梁沿線鑽了 48 個鑽探孔,分別為海上 39 孔及陸上 9 孔,總深度合計 2,082.65 公尺。鑽探結果顯主橋段橋墩座落位置的地形與岩盤變化急遽,且覆土層厚度變化大。因此以樁基(全套管基樁)作為主橋段的基礎型式。
金門地區四面環海,屬亞熱帶海洋性氣候,四季分明,平均氣溫18~24度。每年10月至翌年3月東北季風盛行,風速強,有高達10級的風速,另外依據中央氣象局歷年颱風資料,過去 113 年平均每年約有2個颱風影響金門地區海域。另外,每年3至5月為當地霧季,全年霧日約31天。強風及多霧影響施工安全性,當風速達6級以上,施工團隊就必須暫停作業。
金門大橋工程從金烈水道潮汐觀測資料中統計得到各種潮位基準面,掌握潮汐變化,作為跨海大橋離岸橋墩群樁基座工程規劃的設計考量基礎。金門地區潮汐以半日潮為主,本工程計畫利用丹麥研發之MIKE 21 水力數值模擬軟體進行海流模擬並加以監測。依據資料顯示,金門大橋的施工沿線海域每日潮差大,最大潮差約 6.3 公尺,流速最快可達每秒 1.4 公尺,最大水深約 23 公尺。
以「三分交通、七分觀光」為設計主軸,金門大橋跨越金門港道銜接金門與烈嶼,路線長約 5.41 公里,車輛通行時間大約只要五到十分鐘,串起兩地更加緊密的連結。其中跨海部份約 4.77 公里,是臺灣最大規模的跨海橋梁。橋梁設計除了兼顧安全、經濟、美觀等基本原則外,也需要考量工程特性、規模、工程費用適當,並兼顧國內施工技術水準。如今完工的壯觀橋梁,是背後無數的精密計算、設計與實驗的成果

金門大橋在橋梁線形設計上,採用三組大半徑的反向圓曲線搭配緩和曲線設計而成,優美而協調的線形能避免視覺單調,也可有效降低東西向道路長時間受日照炫光的影響,並且能讓使用者在行車時產生移行換景的愉悅感受,時時處處皆有令人驚嘆的景觀效果。

高度的設計經過地形及航道的考量,以兩階段高度爬升的方式設計,中央主橋段高約 47 公尺,相當於 15 層樓高,可供5,000GT 的客貨輪通航,並且為了日後大橋兩端的長遠發展,通過濱海大道、慈湖海堤皆保留足夠淨高。 橋型選擇使用脊背橋,可減少海中落墩數,減少水流的沖刷面,更有施工快、易於維護保養等優點。

橋梁設計
金門擁有一千六百多年歷史。有豐富、多樣的文化風貌,是十分珍貴的文化資產。

金門大橋橫跨金門港道,連繫大小金門之交通要道,沿岸多為寬闊地勢,景觀視域開闊,鄰近海岸高地具極佳視覺景觀,可瀏覽優美的沙灘及植被風貌。

金門大橋及周圍景觀運用了許多人文元素,融合於橋塔、橋梁附屬設施物及景觀設計中。其中如風獅爺、風雞、狀元樁及金門高粱甚至保育動物等相關元素都有融入設計當中。

為使金門大橋成為金門夜晚的景觀地標,呼應推動觀光旅遊的需求,主橋塔的夜間景觀照明特別採用光雕效果呈現,可程式化控制燈光,搭配節能、壽命長的全彩變色LED投射燈創造絢爛的動態燈光效果,還可依需求區分季節、節慶、平日、假日時段等多變多元的燈光,營造主體橋塔唯美的夜間風貌。
橋上行車設計速率為 60 公里/小時,配置雙向 4 車道。橋梁開通初期以兩車道加人行、自行車道佈設,並預留未來交通量成長,可調整為雙向四車道,將人行、自行車道移至橋面下之空間設計。
為增加民眾參與公共工程決策,「金門大橋推動委員會」研擬設計五種橋塔造型方案,供金門縣民眾票選決定橋塔造型。推出了包含「五金串聯,金門啟航」、「醉月燕尾,開啟新扉」、「穗心傳語,風情再現」、「雙十生輝,精采一百」、「五行馬背,捨我其誰」等五種方案。縣府工務局委託金門大學策畫舉辦「咱要行的橋,咱自己選」活動,藉由網路、 明信片及現地問卷調查三種方式,最後票選出「穗心傳語 風情再現」作為金門大橋主橋橋塔造型。讓當地住民參與決定大橋造型的作法是國內公路橋梁首見的創舉。

「穗心傳語,風情再現」的設計結合了高粱穗心的外型曲線,轉化為橋塔造型,塑造一個嶄新優雅的景觀焦點,更傳頌金門高粱酒的「香」與「醇」,讓金門在地風情藉由金門大橋展現得更淋漓盡致。
金門大橋在橋墩基礎型式的選擇上,考量了地形、地質狀況、水位、施工條件、荷重條件及經濟性。評估地理條件後,認為不適合用淺基礎,需採用深基礎,也避免日後海流沖刷的影響,又考量到橋址岩盤高低不一,最後決定使用較能因應劇烈岩盤變化的全套管基樁,作為深槽區的基礎型式;設計樁徑最大為主橋 2.5 公尺(邊橋 2.0 公尺、引橋 1.5 公尺)。
考量海床面的淘刷影響,在深槽區橋墩基礎(編號 P42 至 P50) 配置設計了防淘刷設施,並與成功大學水工試驗所合作辦理水工模型試驗,依據流體力學研擬出縮小比例的模型,監測海流遇橋基的變化,並檢視防淘設計的穩定性。
跨海大橋施工位置在海水中及近海岸,受海水飛沫影響,屬於嚴重的腐蝕環境,因此設計工作展開後即刻收集、比較國外跨海大橋案例,針對防蝕效果及耐久性進行研討,擬定的策略採用100年年限設計,包括:

上部結構
上部結構
箱梁採全預力避免裂縫產生,角隅處採圓弧設計,避免蓄積鹽害因子。
抗腐蝕混凝土
上部結構
採TYPE II抗硫水泥、限制水膠比≦0.4、添加高爐石粉及飛灰,提高抗腐蝕能力。
防蝕鋼筋
上部結構
墩柱及樁帽鋼筋採用鍍鋅鋼筋及防蝕處理,並加大鋼筋保護層的混凝土厚度。
橋塔外置預力鋼腱
上部結構
採熱融被覆HDPE並灌注油脂之鍍鋅單根鋼絞線+HDPE外套管。具4層防蝕保護功能。
金門大橋全天候完整的安全監控系統,是讓橋梁及使用者更加安心的必備設施,除了路況監控、天候偵測及提供用路人資訊的LED燈標誌燈板外,更有幫助船隻導航的防撞設備如警示燈浮及警示燈標等,並裝設橋墩基礎防撞設施提供雙層防撞保護,以確保水道船隻的航行安全。
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