四(si)渡河(he)大橋位于(yu)中國湖北省宜(yi)昌(chang)市至恩施土家(jia)族苗族自(zi)治(zhi)州段的巴東(dong)縣野(ye)三關(guan)鎮,橋區位于(yu)鄂(e)西南褶皺(zhou)山區腹地;該(gai)橋西起野(ye)三關(guan)隧道(dao)匝(za)道(dao),上(shang)(shang)跨四(si)渡河(he)水道(dao),東(dong)至八(ba)字嶺隧道(dao)匝(za)道(dao),全(quan)橋路段為(wei)上(shang)(shang)海-重慶高速公(gong)路(國家(jia)高速G50)重要組成部分。
整體布局
四渡河大橋主(zhu)要由(you)主(zhu)橋、主(zhu)梁體(ti)系、引橋、兩(liang)岸橋塔、纜(lan)索(suo)體(ti)系、錨碇及其各立交匝道(dao)組成,主(zhu)橋路段呈正(zheng)西至正(zheng)東方向(xiang)布置(zhi)。
設計特點
結構特點
主(zhu)橋(qiao) 主(zhu)橋(qiao)為特大(da)單跨雙鉸(jiao)鋼桁(heng)架加勁梁懸索橋(qiao)。
引橋 引橋采用先簡支(zhi)后剛構T梁,左右半(ban)橋分開設計。
主梁
本橋加勁(jing)鋼(gang)桁(heng)梁有主(zhu)桁(heng)梁、上(shang)下平(ping)聯、橫向(xiang)桁(heng)架(jia)組成,主(zhu)桁(heng)架(jia)采用(yong)華倫(lun)式,上(shang)、下平(ping)聯采用(yong)K形體(ti)系;主(zhu)桁(heng)片上(shang)、下弦(xian)桿、橫梁上(shang)、下弦(xian)桿采用(yong)箱(xiang)形截面(mian),腹桿及(ji)上(shang)、下聯軍采用(yong)工字(zi)型截面(mian)。
橋面(mian)系(xi)采(cai)用(yong)縱向工字(zi)鋼(gang)梁(liang)與混凝土(tu)(tu)橋面(mian)板(ban)(ban)的(de)組(zu)成形式;橋面(mian)板(ban)(ban)采(cai)用(yong)預制(zhi)混凝土(tu)(tu)板(ban)(ban),橋面(mian)板(ban)(ban)通過接(jie)縫處縱梁(liang)上的(de)剪刀釘(ding)與鋼(gang)縱梁(liang)結合形成組(zu)合結構(gou),各跨橋面(mian)板(ban)(ban)件采(cai)用(yong)橋面(mian)連續結構(gou)。
鋼(gang)桁加勁梁在索塔(ta)處(chu)設置塔(ta)連桿做(zuo)豎向支承,塔(ta)連桿上端(duan)與預埋在索塔(ta)內(nei)側壁(bi)上的(de)(de)鋼(gang)托架鉸接,下端(duan)與桁架上弦桿上的(de)(de)耳板鉸接;鋼(gang)桁架及橋面系縱梁外露采用(yong)電(dian)弧噴(pen)鋁涂(tu)裝(zhuang)長效防腐(fu),同時(shi)其箱形(xing)構件內(nei)表面采用(yong)涂(tu)裝(zhuang)防腐(fu)。
主塔(ta) 塔(ta)柱形式(shi)為(wei)(wei)門(men)型,由于主橋(qiao)位(wei)于單(dan)向(xiang)縱坡路段,兩橋(qiao)塔(ta)上塔(ta)柱高度相(xiang)差較大;宜昌岸橋(qiao)塔(ta)設上、下兩道橫梁(liang),恩施(shi)岸橋(qiao)塔(ta)設上、中、下三道橫梁(liang),橫梁(liang)為(wei)(wei)薄壁結構,均設置(zhi)水平(ping)面內(nei)的(de)預(yu)應力束,預(yu)應力束采取凹槽式(shi)錨固(gu),用封錨混凝土補平(ping)。
纜索
主(zhu)纜(lan)采(cai)用預(yu)制(zhi)平行鋼絲索(suo)(suo)股,索(suo)(suo)股為鍍鋅鋼橋鋼絲組成(cheng),呈豎向排列成(cheng)尖頂(ding)的正六邊形;索(suo)(suo)股兩端設錨頭(tou)與錨碇的錨固連接(jie)器拉桿相連,索(suo)(suo)股錨頭(tou)采(cai)用套筒(tong)式熱鑄錨。
吊索(suo)采(cai)用(yong)高(gao)強度毒性平行鋼絲束,外包PE層(ceng)防護;上(shang)下(xia)接(jie)頭(tou)采(cai)用(yong)鉸銷(xiao)與主纜(lan)索(suo)夾和加勁(jing)桁(heng)梁連(lian)接(jie)。吊索(suo)上(shang)下(xia)錨(mao)(mao)頭(tou)采(cai)用(yong)熱鑄錨(mao)(mao),錨(mao)(mao)頭(tou)由錨(mao)(mao)杯與叉(cha)形耳板螺紋連(lian)接(jie)。
錨(mao)碇(ding) 宜昌按采(cai)用(yong)隧道式錨(mao)碇(ding),分左右(you)兩側,其中前錨(mao)面(mian)頂部(bu)(bu)為圓弧(hu)形(xing)(xing);恩施岸采(cai)用(yong)重(zhong)力式錨(mao)碇(ding),錨(mao)碇(ding)下部(bu)(bu)開挖成鋸齒形(xing)(xing),并對(dui)底部(bu)(bu)基坑進行加固,錨(mao)碇(ding)前側底部(bu)(bu)設基座,與(yu)后(hou)部(bu)(bu)錨(mao)體(ti)、側面(mian)鞍(an)室(shi)形(xing)(xing)成閉合(he)體(ti)系(xi),鼻(bi)涕體(ti)系(xi)中部(bu)(bu)下層充(chong)填C20混凝(ning)土,頂部(bu)(bu)充(chong)填C15碾(nian)壓(ya)混凝(ning)土,鞍(an)室(shi)頂板采(cai)用(yong)厚預制實心(xin)板,采(cai)用(yong)C40聚丙烯(xi)合(he)成網狀纖維混凝(ning)土。
四渡(du)河大橋(qiao)(qiao)(qiao)兩岸(an)(an)坡度(du)70度(du)至90度(du),谷底至橋(qiao)(qiao)(qiao)面(mian)高差達560米(mi)(mi);橋(qiao)(qiao)(qiao)梁全長1100米(mi)(mi),采用(900+5×40)米(mi)(mi)的跨徑(jing)布(bu)置(zhi),主橋(qiao)(qiao)(qiao)長900米(mi)(mi),引橋(qiao)(qiao)(qiao)長5×40米(mi)(mi),橋(qiao)(qiao)(qiao)面(mian)凈寬(kuan)(kuan)24.5米(mi)(mi)。主桁(heng)架桁(heng)高6.5米(mi)(mi),桁(heng)寬(kuan)(kuan)26.0米(mi)(mi),小節(jie)間長度(du)6.4米(mi)(mi),大節(jie)間長度(du)12.8米(mi)(mi);鋼縱(zong)梁橫向(xiang)間距(ju)1.95米(mi)(mi),梁高0.66米(mi)(mi),梁長6.36米(mi)(mi);預(yu)制板長6.36米(mi)(mi),寬(kuan)(kuan)1.65米(mi)(mi),厚0.16米(mi)(mi)。宜昌岸(an)(an)塔(ta)高117.6米(mi)(mi),恩(en)施岸(an)(an)塔(ta)高122.2米(mi)(mi),塔(ta)柱橫橋(qiao)(qiao)(qiao)向(xiang)寬(kuan)(kuan)5.6米(mi)(mi),順橋(qiao)(qiao)(qiao)向(xiang)寬(kuan)(kuan)7.6至10米(mi)(mi),塔(ta)柱壁厚0.8至1米(mi)(mi)。承臺(tai)平面(mian)尺寸為16米(mi)(mi)x16米(mi)(mi),厚6.0米(mi)(mi),承臺(tai)上塔(ta)座高3.0米(mi)(mi)。主纜理(li)論主跨徑(jing)為900米(mi)(mi),理(li)論垂跨比為1:10;主纜每股含127根直(zhi)徑(jing)5.1鋼絲(si),共計16129根鋼絲(si)。鋼絲(si)極限看啦強度(du)為1860兆帕。
標準結構
公路等級 高速公路
設計速(su)度 80千米(mi)/小時
車道設置 雙向四車道
荷載標準 公路(lu)-Ⅰ級(汽車—超20級、掛車—120)
基本風速 28米/秒
坡度(du)系數 2.41%上坡(單向(xiang))
防震(zhen)等級 基本烈度為VI度,按(an)VII度設防
《2010年度(du)中國(guo)公(gong)路學會(hui)科(ke)學技術特等獎》 2009年度(du)廣(guang)東(dong)省科(ke)學技術獎二(er)等獎
《四渡河深(shen)切峽(xia)谷懸索橋關鍵技術(shu)研(yan)究》 2009年度(du)中國公路學會科學技術(shu)一等獎
《復(fu)雜地(di)形地(di)質條件下(xia)山(shan)區高速公路(lu)建設成套(tao)技術》 2010年(nian)度(du)中國公路(lu)學會(hui)科(ke)學技術特等獎
2011年度國家科(ke)技進步二等獎
四渡河大(da)橋 2010年度中(zhong)國(guo)公(gong)路勘(kan)察設計協會(hui)公(gong)路交(jiao)通優(you)秀設計二等獎
2016年第十三屆(jie)中國土木工(gong)程詹天佑獎
四渡河大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)為中(zhong)國規(gui)模大(da)、難(nan)度(du)高(gao)的(de)(de)山(shan)區(qu)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)工(gong)程,隨著大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)關鍵設(she)計施工(gong)技(ji)術的(de)(de)攻(gong)克和四渡河大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)的(de)(de)工(gong)程竣工(gong),該橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)將(jiang)有力促進中(zhong)國山(shan)區(qu)大(da)跨(kua)度(du)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)技(ji)術的(de)(de)進步,推動山(shan)區(qu)高(gao)速公(gong)路(lu)的(de)(de)技(ji)術發展。(《山(shan)區(qu)高(gao)速公(gong)路(lu)、橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)、隧道關鍵技(ji)術研討會(hui)》 評)
四渡河大橋作(zuo)為首座山區大跨度鋼桁梁懸索橋,在突(tu)破惡劣地(di)質、地(di)形(xing)條件的(de)過(guo)程中,充分利用(yong)(yong)既有(you)環境條件,善于發揮科技創新的(de)巨(ju)大作(zuo)用(yong)(yong),取得了(le)很大成績,對同類工程建(jian)(jian)設具(ju)有(you)很好的(de)示范和帶頭(tou)作(zuo)用(yong)(yong);同時,該(gai)橋的(de)建(jian)(jian)成在加快當地(di)交通、經濟發展,提高(gao)人民生活質量水平方面,起到(dao)了(le)無可替(ti)代的(de)重要(yao)作(zuo)用(yong)(yong)。 (中國土木工程學會 評(ping))
2004年8月20日,四渡河大橋動工興(xing)建。
2006年(nian)7月31日(ri),四渡河大(da)橋完成兩(liang)側(ce)的索塔、基樁、承臺、塔座等工程(cheng);8月31日(ri),四渡河大(da)橋完成主(zhu)纜架設工程(cheng);10月9日(ri),四渡河大(da)橋火箭拋(pao)送(song)先(xian)導索儀(yi)式圓滿(man)結(jie)束。
2007年2月1日(ri),四渡河(he)(he)大橋(qiao)完成(cheng)貓道架設工程;7月15日(ri),四渡河(he)(he)大橋(qiao)完成(cheng)兩根主(zhu)纜架設工程,并(bing)進行主(zhu)纜索安裝工程。
2008年9月11日,四(si)渡(du)河大(da)橋鋼(gang)桁架梁吊裝進行合龍(long)工(gong)程(cheng);10月24日,四(si)渡(du)河大(da)橋完成合龍(long)工(gong)程(cheng),大(da)橋全(quan)線貫通。
2009年11月(yue)15日,四渡(du)河大橋(qiao)通(tong)車運營。
2015年3月15日(ri),四渡河(he)大橋竣工驗收。
技術難題
四渡河(he)大橋的科技創新(xin)與新(xin)技術(shu)應用主(zhu)要(yao)有以下幾點:
1、對隧道錨(mao)開(kai)展了巖(yan)(yan)(yan)體力學性能試驗(yan)、國(guo)內較大的隧道錨(mao)模型拉(la)拔試驗(yan)、巖(yan)(yan)(yan)體力學參(can)數與流(liu)變參(can)數反演(yan)分(fen)析(xi)、隧道錨(mao)圍巖(yan)(yan)(yan)三維數值分(fen)析(xi)等系統(tong)科學研究,創新了隧道式錨(mao)碇施(shi)工技術,提高(gao)了隧道錨(mao)的建造技術水平。
2、索鞍(an)運(yun)輸(shu)采用 “3拖頭+1輔推”的(de)創新方案,解決了山區道路(lu)坡陡彎(wan)急情(qing)況下大件運(yun)輸(shu)的(de)難(nan)題。
3、首次提(ti)出錨(mao)碇預(yu)(yu)應力錨(mao)固系(xi)統單根(gen)可換索(suo)施工(gong)技(ji)術,采用(yong)噴涂(tu)環氧鋼絞線蜂窩管集(ji)束,研發了(le)國內(nei)首例37孔大(da)噸位錨(mao)墊板,創新了(le)一(yi)套懸索(suo)橋(qiao)(qiao)錨(mao)碇預(yu)(yu)應力錨(mao)固系(xi)統施工(gong)技(ji)術,減少(shao)了(le)混(hun)凝土方量,提(ti)高了(le)懸索(suo)橋(qiao)(qiao)纜索(suo)使用(yong)壽命,節約了(le)運營期間的大(da)橋(qiao)(qiao)維護(hu)成本,社會經(jing)濟效益顯著。
4、首創(chuang)“大跨(kua)度(du)(du)懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)先(xian)導索(suo)(suo)火箭拋送技(ji)(ji)術(shu)(shu)”,首次將火箭技(ji)(ji)術(shu)(shu)引入懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)先(xian)導索(suo)(suo)施(shi)(shi)工,巧妙將軍用技(ji)(ji)術(shu)(shu)和橋(qiao)梁(liang)建設技(ji)(ji)術(shu)(shu)結合在一起,該技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)成功研發,填補(bu)了中國國內外(wai)在峰高谷深復雜地(di)形的(de)(de)山區大跨(kua)度(du)(du)懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)先(xian)導索(suo)(suo)施(shi)(shi)工的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)空白,創(chuang)建了懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)主(zhu)纜先(xian)導索(suo)(suo)施(shi)(shi)工的(de)(de)新方(fang)法,技(ji)(ji)術(shu)(shu)安全(quan)、經濟可靠。
5、研究了(le)深(shen)切峽(xia)谷懸(xuan)索橋(qiao)(qiao)(qiao)鋼(gang)桁(heng)架加勁梁施工成套技(ji)術,提(ti)出(chu)了(le)深(shen)谷地區懸(xuan)索橋(qiao)(qiao)(qiao)創新的(de)(de)纜(lan)索吊(diao)系統施工技(ji)術,纜(lan)索吊(diao)起吊(diao)重物后可以沿中(zhong)跨(kua)全跨(kua)范圍內進行(xing)移動(dong),起吊(diao)點位置不受限制,架設(she)速度快、成本低(di),提(ti)高了(le)懸(xuan)索橋(qiao)(qiao)(qiao)施工技(ji)術水平,為(wei)后續(xu)山谷鋼(gang)桁(heng)梁懸(xuan)索橋(qiao)(qiao)(qiao)施工提(ti)供了(le)很好的(de)(de)參考。