四(si)渡(du)河大(da)橋位于(yu)(yu)中(zhong)國湖北(bei)省宜昌市(shi)至(zhi)恩施土家族苗(miao)族自治(zhi)州(zhou)段(duan)的巴東(dong)縣(xian)野三關(guan)鎮,橋區位于(yu)(yu)鄂西南褶皺山區腹地;該橋西起(qi)野三關(guan)隧(sui)道(dao)(dao)(dao)匝(za)道(dao)(dao)(dao),上跨(kua)四(si)渡(du)河水道(dao)(dao)(dao),東(dong)至(zhi)八字(zi)嶺隧(sui)道(dao)(dao)(dao)匝(za)道(dao)(dao)(dao),全(quan)橋路段(duan)為上海-重慶高速(su)(su)公路(國家高速(su)(su)G50)重要組成(cheng)部分(fen)。
整體布局
四渡河大橋(qiao)主要(yao)由主橋(qiao)、主梁(liang)體系、引橋(qiao)、兩岸橋(qiao)塔、纜索體系、錨碇(ding)及其各立交匝道組成,主橋(qiao)路段呈(cheng)正西至(zhi)正東(dong)方向布(bu)置(zhi)。
設計特點
結構特點
主(zhu)橋 主(zhu)橋為特大單跨雙鉸(jiao)鋼桁架加(jia)勁梁懸索橋。
引橋(qiao) 引橋(qiao)采用先簡支后(hou)剛構T梁(liang),左(zuo)右半橋(qiao)分開設(she)計。
主梁
本橋加(jia)勁鋼(gang)桁(heng)梁有(you)主(zhu)桁(heng)梁、上下(xia)平(ping)聯、橫向桁(heng)架組成,主(zhu)桁(heng)架采(cai)(cai)(cai)用(yong)華倫式,上、下(xia)平(ping)聯采(cai)(cai)(cai)用(yong)K形體系(xi);主(zhu)桁(heng)片上、下(xia)弦桿、橫梁上、下(xia)弦桿采(cai)(cai)(cai)用(yong)箱形截面(mian)(mian),腹桿及(ji)上、下(xia)聯軍(jun)采(cai)(cai)(cai)用(yong)工字型截面(mian)(mian)。
橋(qiao)面(mian)系采用(yong)縱向工字鋼(gang)梁(liang)與混凝土(tu)橋(qiao)面(mian)板的(de)組(zu)成形式;橋(qiao)面(mian)板采用(yong)預制(zhi)混凝土(tu)板,橋(qiao)面(mian)板通過接縫處(chu)縱梁(liang)上的(de)剪(jian)刀釘與鋼(gang)縱梁(liang)結合形成組(zu)合結構,各跨橋(qiao)面(mian)板件采用(yong)橋(qiao)面(mian)連(lian)續結構。
鋼桁加勁梁在索(suo)塔(ta)(ta)處設置(zhi)塔(ta)(ta)連桿做豎(shu)向支承,塔(ta)(ta)連桿上(shang)(shang)端與預埋在索(suo)塔(ta)(ta)內側壁上(shang)(shang)的(de)鋼托架鉸接(jie),下(xia)端與桁架上(shang)(shang)弦桿上(shang)(shang)的(de)耳板鉸接(jie);鋼桁架及橋面(mian)(mian)系(xi)縱梁外露采(cai)用電弧噴鋁涂裝長效(xiao)防腐(fu),同時其箱形構(gou)件(jian)內表面(mian)(mian)采(cai)用涂裝防腐(fu)。
主塔(ta) 塔(ta)柱形式為門(men)型,由于主橋位(wei)于單向縱坡路段(duan),兩橋塔(ta)上塔(ta)柱高度相差(cha)較大;宜昌岸(an)(an)橋塔(ta)設(she)上、下(xia)(xia)兩道(dao)橫(heng)梁,恩(en)施岸(an)(an)橋塔(ta)設(she)上、中、下(xia)(xia)三道(dao)橫(heng)梁,橫(heng)梁為薄壁結構,均設(she)置水平面內的預應力(li)束,預應力(li)束采取凹槽(cao)式錨(mao)(mao)固,用(yong)封錨(mao)(mao)混凝(ning)土補平。
纜索
主(zhu)纜采用(yong)預制平行鋼(gang)絲索(suo)股,索(suo)股為鍍鋅鋼(gang)橋鋼(gang)絲組成,呈(cheng)豎向排列成尖頂的正六邊(bian)形;索(suo)股兩端設錨(mao)頭(tou)與錨(mao)碇的錨(mao)固連接器拉(la)桿(gan)相連,索(suo)股錨(mao)頭(tou)采用(yong)套筒(tong)式熱鑄錨(mao)。
吊索采用(yong)高(gao)強度毒性平行鋼絲束(shu),外包PE層(ceng)防(fang)護;上下接(jie)頭(tou)(tou)采用(yong)鉸銷與主纜索夾和加勁桁(heng)梁連(lian)接(jie)。吊索上下錨(mao)(mao)頭(tou)(tou)采用(yong)熱鑄錨(mao)(mao),錨(mao)(mao)頭(tou)(tou)由(you)錨(mao)(mao)杯與叉形耳板螺紋連(lian)接(jie)。
錨(mao)碇(ding) 宜昌按采(cai)用隧道(dao)式(shi)錨(mao)碇(ding),分(fen)左右兩側,其中前(qian)(qian)錨(mao)面頂部(bu)為圓(yuan)弧形;恩施岸采(cai)用重力式(shi)錨(mao)碇(ding),錨(mao)碇(ding)下部(bu)開挖(wa)成鋸齒形,并對底部(bu)基坑進行加固(gu),錨(mao)碇(ding)前(qian)(qian)側底部(bu)設基座,與后部(bu)錨(mao)體、側面鞍(an)室(shi)形成閉合體系,鼻涕體系中部(bu)下層(ceng)充(chong)填C20混凝(ning)土,頂部(bu)充(chong)填C15碾壓(ya)混凝(ning)土,鞍(an)室(shi)頂板采(cai)用厚(hou)預制實心板,采(cai)用C40聚丙烯合成網狀纖維混凝(ning)土。
四渡河(he)大(da)橋(qiao)兩岸(an)坡(po)度(du)70度(du)至(zhi)90度(du),谷(gu)底至(zhi)橋(qiao)面(mian)高(gao)(gao)差達(da)560米(mi)(mi)(mi)(mi);橋(qiao)梁全長(chang)1100米(mi)(mi)(mi)(mi),采用(900+5×40)米(mi)(mi)(mi)(mi)的跨徑布(bu)置,主橋(qiao)長(chang)900米(mi)(mi)(mi)(mi),引(yin)橋(qiao)長(chang)5×40米(mi)(mi)(mi)(mi),橋(qiao)面(mian)凈寬(kuan)24.5米(mi)(mi)(mi)(mi)。主桁架桁高(gao)(gao)6.5米(mi)(mi)(mi)(mi),桁寬(kuan)26.0米(mi)(mi)(mi)(mi),小(xiao)節間(jian)長(chang)度(du)6.4米(mi)(mi)(mi)(mi),大(da)節間(jian)長(chang)度(du)12.8米(mi)(mi)(mi)(mi);鋼縱(zong)梁橫向(xiang)(xiang)間(jian)距1.95米(mi)(mi)(mi)(mi),梁高(gao)(gao)0.66米(mi)(mi)(mi)(mi),梁長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi);預制板長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi),寬(kuan)1.65米(mi)(mi)(mi)(mi),厚0.16米(mi)(mi)(mi)(mi)。宜昌岸(an)塔高(gao)(gao)117.6米(mi)(mi)(mi)(mi),恩施(shi)岸(an)塔高(gao)(gao)122.2米(mi)(mi)(mi)(mi),塔柱(zhu)橫橋(qiao)向(xiang)(xiang)寬(kuan)5.6米(mi)(mi)(mi)(mi),順橋(qiao)向(xiang)(xiang)寬(kuan)7.6至(zhi)10米(mi)(mi)(mi)(mi),塔柱(zhu)壁厚0.8至(zhi)1米(mi)(mi)(mi)(mi)。承臺(tai)平面(mian)尺(chi)寸為16米(mi)(mi)(mi)(mi)x16米(mi)(mi)(mi)(mi),厚6.0米(mi)(mi)(mi)(mi),承臺(tai)上塔座高(gao)(gao)3.0米(mi)(mi)(mi)(mi)。主纜理(li)論(lun)主跨徑為900米(mi)(mi)(mi)(mi),理(li)論(lun)垂(chui)跨比為1:10;主纜每股含127根(gen)直(zhi)徑5.1鋼絲(si),共計(ji)16129根(gen)鋼絲(si)。鋼絲(si)極限(xian)看啦(la)強度(du)為1860兆帕。
標準結構
公(gong)路等(deng)級 高速公(gong)路
設(she)計(ji)速(su)度 80千米/小時
車(che)道(dao)設置 雙向四(si)車(che)道(dao)
荷載標準(zhun) 公路-Ⅰ級(汽車—超20級、掛車—120)
基本風速 28米/秒
坡度系數 2.41%上坡(單(dan)向)
防震等級 基本(ben)烈度(du)為VI度(du),按VII度(du)設(she)防
《2010年(nian)度(du)中國公路學會科(ke)學技術特等獎(jiang)》 2009年(nian)度(du)廣東省科(ke)學技術獎(jiang)二等獎(jiang)
《四(si)渡河深切峽谷懸索橋關鍵技(ji)(ji)術研究》 2009年度中國公路(lu)學會(hui)科(ke)學技(ji)(ji)術一等獎
《復雜地形地質條件下(xia)山區(qu)高速公路建設成(cheng)套技術》 2010年(nian)度中國(guo)公路學會科學技術特等(deng)獎
2011年度國(guo)家科技(ji)進步二等獎
四渡河大橋 2010年度中國公(gong)路勘察設計協(xie)會公(gong)路交通優秀設計二等獎(jiang)
2016年(nian)第十三屆(jie)中國土木工程詹天(tian)佑獎(jiang)
四渡(du)河大(da)(da)橋為中(zhong)國規模大(da)(da)、難(nan)度(du)高(gao)的山(shan)區(qu)橋梁(liang)工程(cheng),隨著大(da)(da)橋關鍵設計施工技(ji)(ji)術的攻克和(he)四渡(du)河大(da)(da)橋的工程(cheng)竣(jun)工,該橋將(jiang)有力促(cu)進中(zhong)國山(shan)區(qu)大(da)(da)跨(kua)度(du)橋梁(liang)技(ji)(ji)術的進步(bu),推(tui)動山(shan)區(qu)高(gao)速公路(lu)的技(ji)(ji)術發(fa)展。(《山(shan)區(qu)高(gao)速公路(lu)、橋梁(liang)、隧道關鍵技(ji)(ji)術研討會(hui)》 評(ping))
四渡河大(da)橋作(zuo)為首座山區大(da)跨度鋼桁梁懸(xuan)索橋,在突破(po)惡劣地(di)質、地(di)形條件(jian)(jian)的過(guo)程中,充分利用(yong)(yong)(yong)既(ji)有(you)環境條件(jian)(jian),善于發(fa)(fa)揮科技創新的巨(ju)大(da)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),取得了很大(da)成績,對同類工程建(jian)設具有(you)很好的示范和帶頭作(zuo)用(yong)(yong)(yong);同時,該橋的建(jian)成在加快當地(di)交通、經(jing)濟發(fa)(fa)展,提高人民生活質量水平方面(mian),起到了無(wu)可替(ti)代的重要作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。 (中國土木工程學會 評)
2004年8月20日(ri),四渡河大橋動工興建。
2006年(nian)7月(yue)31日,四渡(du)河大橋(qiao)完成兩側的索(suo)塔(ta)、基樁、承(cheng)臺、塔(ta)座等工(gong)程;8月(yue)31日,四渡(du)河大橋(qiao)完成主纜架設(she)工(gong)程;10月(yue)9日,四渡(du)河大橋(qiao)火(huo)箭拋送先導索(suo)儀式圓滿結束(shu)。
2007年(nian)2月(yue)1日(ri),四渡河大(da)橋(qiao)完成貓道架設工(gong)(gong)程;7月(yue)15日(ri),四渡河大(da)橋(qiao)完成兩(liang)根主纜架設工(gong)(gong)程,并(bing)進行(xing)主纜索安裝(zhuang)工(gong)(gong)程。
2008年9月11日,四(si)渡河大(da)橋鋼(gang)桁架梁吊裝(zhuang)進行(xing)合(he)龍(long)工(gong)程;10月24日,四(si)渡河大(da)橋完成合(he)龍(long)工(gong)程,大(da)橋全線貫通。
2009年11月(yue)15日,四渡河(he)大橋通車運營(ying)。
2015年3月(yue)15日,四渡河大(da)橋竣工驗收。
技術難題
四渡河(he)大橋的科技創新(xin)與新(xin)技術應用主要有以下幾點(dian):
1、對隧(sui)道(dao)錨開展了(le)巖(yan)體(ti)力(li)學(xue)性(xing)能試驗、國內較大的隧(sui)道(dao)錨模型拉(la)拔試驗、巖(yan)體(ti)力(li)學(xue)參數(shu)與流(liu)變參數(shu)反演分析、隧(sui)道(dao)錨圍巖(yan)三維數(shu)值(zhi)分析等系統科(ke)學(xue)研究,創新了(le)隧(sui)道(dao)式(shi)錨碇(ding)施工技(ji)術(shu),提高了(le)隧(sui)道(dao)錨的建造技(ji)術(shu)水平。
2、索(suo)鞍運輸(shu)采用 “3拖頭+1輔(fu)推(tui)”的創新方(fang)案,解決(jue)了(le)山(shan)區(qu)道(dao)路坡(po)陡彎(wan)急情(qing)況(kuang)下大件運輸(shu)的難題。
3、首次提出錨(mao)(mao)碇(ding)預應(ying)力錨(mao)(mao)固(gu)系統單根(gen)可換索(suo)施(shi)工(gong)技(ji)術(shu),采用噴涂環氧鋼絞線蜂窩管集束,研(yan)發了(le)國內首例37孔大噸(dun)位(wei)錨(mao)(mao)墊板,創新了(le)一套(tao)懸(xuan)(xuan)索(suo)橋錨(mao)(mao)碇(ding)預應(ying)力錨(mao)(mao)固(gu)系統施(shi)工(gong)技(ji)術(shu),減少(shao)了(le)混(hun)凝土方量,提高了(le)懸(xuan)(xuan)索(suo)橋纜索(suo)使(shi)用壽命,節約了(le)運(yun)營期間的(de)大橋維護成本,社會經濟效益顯著。
4、首(shou)創(chuang)“大(da)跨(kua)度懸索(suo)橋(qiao)(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)索(suo)火(huo)箭(jian)拋(pao)送技(ji)(ji)術(shu)”,首(shou)次將(jiang)火(huo)箭(jian)技(ji)(ji)術(shu)引入懸索(suo)橋(qiao)(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)索(suo)施工,巧妙將(jiang)軍用技(ji)(ji)術(shu)和橋(qiao)(qiao)(qiao)梁建(jian)設技(ji)(ji)術(shu)結合(he)在一(yi)起,該技(ji)(ji)術(shu)的(de)成功研(yan)發(fa),填補了中國(guo)國(guo)內外在峰高(gao)谷深復(fu)雜地形的(de)山(shan)區大(da)跨(kua)度懸索(suo)橋(qiao)(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)索(suo)施工的(de)技(ji)(ji)術(shu)空白(bai),創(chuang)建(jian)了懸索(suo)橋(qiao)(qiao)(qiao)主纜先(xian)導(dao)索(suo)施工的(de)新方法,技(ji)(ji)術(shu)安全、經(jing)濟可靠(kao)。
5、研究(jiu)了(le)(le)深切(qie)峽谷懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)鋼桁(heng)架(jia)加勁梁(liang)施(shi)工成套技(ji)術(shu),提出了(le)(le)深谷地(di)區懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)創(chuang)新(xin)的纜(lan)索(suo)(suo)吊(diao)(diao)系統施(shi)工技(ji)術(shu),纜(lan)索(suo)(suo)吊(diao)(diao)起吊(diao)(diao)重物后可以沿中跨(kua)全跨(kua)范圍(wei)內進行移(yi)動,起吊(diao)(diao)點位置不受限(xian)制(zhi),架(jia)設(she)速度快、成本(ben)低(di),提高了(le)(le)懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)施(shi)工技(ji)術(shu)水平,為后續山谷鋼桁(heng)梁(liang)懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)施(shi)工提供了(le)(le)很好的參考。