四渡(du)河大橋(qiao)位于(yu)中國湖北省宜(yi)昌市至(zhi)恩施土家(jia)族苗族自治(zhi)州段(duan)的巴東縣(xian)野三(san)關鎮,橋(qiao)區位于(yu)鄂西南(nan)褶(zhe)皺山區腹地;該(gai)橋(qiao)西起野三(san)關隧(sui)道(dao)(dao)(dao)匝(za)道(dao)(dao)(dao),上跨四渡(du)河水道(dao)(dao)(dao),東至(zhi)八字嶺隧(sui)道(dao)(dao)(dao)匝(za)道(dao)(dao)(dao),全橋(qiao)路段(duan)為上海-重慶高(gao)速公(gong)路(國家(jia)高(gao)速G50)重要(yao)組成部分。
整體布局
四(si)渡河大橋主(zhu)(zhu)(zhu)要由主(zhu)(zhu)(zhu)橋、主(zhu)(zhu)(zhu)梁(liang)體(ti)系、引橋、兩岸橋塔、纜(lan)索(suo)體(ti)系、錨碇及其各立交匝道組成,主(zhu)(zhu)(zhu)橋路段呈正西至正東方向布置(zhi)。
設計特點
結構特點
主橋 主橋為特大單跨雙(shuang)鉸鋼桁架加(jia)勁梁懸索(suo)橋。
引橋 引橋采(cai)用先簡支后剛構T梁(liang),左(zuo)右半橋分開設(she)計。
主梁
本橋加勁鋼桁(heng)梁(liang)有(you)主(zhu)(zhu)桁(heng)梁(liang)、上(shang)下(xia)平聯(lian)、橫向桁(heng)架組成,主(zhu)(zhu)桁(heng)架采(cai)用(yong)華倫式,上(shang)、下(xia)平聯(lian)采(cai)用(yong)K形體系;主(zhu)(zhu)桁(heng)片上(shang)、下(xia)弦桿、橫梁(liang)上(shang)、下(xia)弦桿采(cai)用(yong)箱形截(jie)面(mian),腹桿及上(shang)、下(xia)聯(lian)軍采(cai)用(yong)工字型(xing)截(jie)面(mian)。
橋面系采用(yong)(yong)縱(zong)向工(gong)字鋼梁(liang)與(yu)混凝土橋面板(ban)的組(zu)成形式;橋面板(ban)采用(yong)(yong)預制混凝土板(ban),橋面板(ban)通過接縫處縱(zong)梁(liang)上的剪(jian)刀釘與(yu)鋼縱(zong)梁(liang)結(jie)(jie)合形成組(zu)合結(jie)(jie)構,各(ge)跨橋面板(ban)件采用(yong)(yong)橋面連續結(jie)(jie)構。
鋼(gang)(gang)桁加勁梁在(zai)索塔(ta)處設置塔(ta)連桿做豎向支(zhi)承,塔(ta)連桿上(shang)端與預(yu)埋在(zai)索塔(ta)內側(ce)壁上(shang)的鋼(gang)(gang)托架(jia)鉸(jiao)接(jie)(jie),下端與桁架(jia)上(shang)弦桿上(shang)的耳(er)板鉸(jiao)接(jie)(jie);鋼(gang)(gang)桁架(jia)及(ji)橋面系縱梁外露采用電弧(hu)噴鋁(lv)涂裝長(chang)效防(fang)腐,同時其箱形構件(jian)內表面采用涂裝防(fang)腐。
主(zhu)塔(ta)(ta) 塔(ta)(ta)柱(zhu)形式為(wei)門型,由于主(zhu)橋位于單向縱坡路段(duan),兩(liang)橋塔(ta)(ta)上(shang)塔(ta)(ta)柱(zhu)高(gao)度相差較大;宜昌岸橋塔(ta)(ta)設上(shang)、下(xia)兩(liang)道橫(heng)梁(liang),恩(en)施(shi)岸橋塔(ta)(ta)設上(shang)、中(zhong)、下(xia)三道橫(heng)梁(liang),橫(heng)梁(liang)為(wei)薄壁結構,均設置水(shui)平面內(nei)的預應力(li)(li)束(shu),預應力(li)(li)束(shu)采取(qu)凹槽式錨(mao)固,用封錨(mao)混凝土補平。
纜索
主纜(lan)采用預制平行(xing)鋼絲索(suo)股,索(suo)股為(wei)鍍鋅鋼橋鋼絲組成(cheng)(cheng),呈豎(shu)向排(pai)列成(cheng)(cheng)尖頂(ding)的(de)正(zheng)六(liu)邊形;索(suo)股兩端設錨(mao)頭與錨(mao)碇的(de)錨(mao)固連接器(qi)拉桿(gan)相連,索(suo)股錨(mao)頭采用套(tao)筒式熱鑄錨(mao)。
吊索采(cai)(cai)用(yong)高強度毒性平(ping)行鋼絲束,外包(bao)PE層(ceng)防(fang)護;上下接(jie)頭采(cai)(cai)用(yong)鉸銷與主纜索夾和(he)加勁桁梁連接(jie)。吊索上下錨(mao)頭采(cai)(cai)用(yong)熱鑄錨(mao),錨(mao)頭由錨(mao)杯與叉形耳板螺紋連接(jie)。
錨碇 宜昌(chang)按采用隧(sui)道式(shi)錨碇,分左右兩側,其中(zhong)前錨面(mian)頂(ding)部為圓弧形(xing);恩(en)施(shi)岸(an)采用重力式(shi)錨碇,錨碇下部開挖成(cheng)鋸齒(chi)形(xing),并對底部基坑進行加固(gu),錨碇前側底部設基座,與后部錨體(ti)、側面(mian)鞍(an)室(shi)形(xing)成(cheng)閉(bi)合(he)體(ti)系,鼻涕(ti)體(ti)系中(zhong)部下層充填(tian)C20混凝(ning)土,頂(ding)部充填(tian)C15碾壓混凝(ning)土,鞍(an)室(shi)頂(ding)板采用厚(hou)預制(zhi)實心板,采用C40聚丙(bing)烯合(he)成(cheng)網狀(zhuang)纖維混凝(ning)土。
四渡河大(da)(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)兩岸坡度70度至(zhi)90度,谷(gu)底至(zhi)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)面高差達(da)560米(mi)(mi)(mi)(mi);橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)全(quan)長(chang)1100米(mi)(mi)(mi)(mi),采(cai)用(900+5×40)米(mi)(mi)(mi)(mi)的跨(kua)徑布置(zhi),主(zhu)(zhu)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)900米(mi)(mi)(mi)(mi),引(yin)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)5×40米(mi)(mi)(mi)(mi),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)面凈寬(kuan)24.5米(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)桁架(jia)桁高6.5米(mi)(mi)(mi)(mi),桁寬(kuan)26.0米(mi)(mi)(mi)(mi),小節間(jian)長(chang)度6.4米(mi)(mi)(mi)(mi),大(da)(da)節間(jian)長(chang)度12.8米(mi)(mi)(mi)(mi);鋼縱梁(liang)(liang)橫(heng)向間(jian)距(ju)1.95米(mi)(mi)(mi)(mi),梁(liang)(liang)高0.66米(mi)(mi)(mi)(mi),梁(liang)(liang)長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi);預(yu)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)。宜昌岸塔(ta)高117.6米(mi)(mi)(mi)(mi),恩施(shi)岸塔(ta)高122.2米(mi)(mi)(mi)(mi),塔(ta)柱橫(heng)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)向寬(kuan)5.6米(mi)(mi)(mi)(mi),順橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)向寬(kuan)7.6至(zhi)10米(mi)(mi)(mi)(mi),塔(ta)柱壁厚0.8至(zhi)1米(mi)(mi)(mi)(mi)。承臺平面尺(chi)寸為(wei)(wei)(wei)16米(mi)(mi)(mi)(mi)x16米(mi)(mi)(mi)(mi),厚6.0米(mi)(mi)(mi)(mi),承臺上塔(ta)座高3.0米(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)纜理論主(zhu)(zhu)跨(kua)徑為(wei)(wei)(wei)900米(mi)(mi)(mi)(mi),理論垂跨(kua)比(bi)為(wei)(wei)(wei)1:10;主(zhu)(zhu)纜每股含127根(gen)直徑5.1鋼絲,共計16129根(gen)鋼絲。鋼絲極限看啦強度為(wei)(wei)(wei)1860兆帕。
標準結構
公(gong)路(lu)等級(ji) 高速公(gong)路(lu)
設計速(su)度 80千(qian)米/小時
車道(dao)設置 雙(shuang)向四車道(dao)
荷載(zai)標準 公路-Ⅰ級(汽(qi)車—超20級、掛車—120)
基(ji)本風速 28米/秒
坡度系數 2.41%上坡(單向)
防震等級 基本烈(lie)度為VI度,按VII度設防
《2010年度中國公路學會科學技(ji)術特等獎(jiang)》 2009年度廣東省科學技(ji)術獎(jiang)二等獎(jiang)
《四渡河深(shen)切峽谷懸(xuan)索橋關鍵技術研(yan)究》 2009年度中國公路學(xue)會科學(xue)技術一(yi)等獎
《復(fu)雜地形地質條件下(xia)山區高速公路建設(she)成套技術》 2010年度中國公路學(xue)(xue)會科學(xue)(xue)技術特等獎
2011年度國家(jia)科技進步二等獎
四渡河(he)大橋 2010年度中(zhong)國公(gong)路勘察設(she)計協(xie)會公(gong)路交通(tong)優(you)秀設(she)計二(er)等獎
2016年(nian)第十三屆(jie)中國土木(mu)工程詹天佑獎
四渡(du)河大橋(qiao)(qiao)(qiao)為中(zhong)國規模大、難度高的(de)(de)山(shan)(shan)區橋(qiao)(qiao)(qiao)梁工(gong)(gong)程,隨著大橋(qiao)(qiao)(qiao)關鍵(jian)設(she)計(ji)施工(gong)(gong)技術的(de)(de)攻克和(he)四渡(du)河大橋(qiao)(qiao)(qiao)的(de)(de)工(gong)(gong)程竣工(gong)(gong),該橋(qiao)(qiao)(qiao)將(jiang)有(you)力促進中(zhong)國山(shan)(shan)區大跨度橋(qiao)(qiao)(qiao)梁技術的(de)(de)進步,推(tui)動山(shan)(shan)區高速(su)公(gong)路(lu)的(de)(de)技術發展。(《山(shan)(shan)區高速(su)公(gong)路(lu)、橋(qiao)(qiao)(qiao)梁、隧(sui)道關鍵(jian)技術研討(tao)會(hui)》 評(ping))
四(si)渡(du)河(he)大(da)橋作為(wei)首(shou)座山區大(da)跨度鋼桁梁懸(xuan)索橋,在(zai)突破惡(e)劣(lie)地(di)質、地(di)形條件(jian)的(de)(de)過程中,充分利用(yong)(yong)既(ji)有(you)環境(jing)條件(jian),善于發揮科(ke)技創新的(de)(de)巨大(da)作用(yong)(yong),取(qu)得了(le)很大(da)成(cheng)績,對同(tong)類工(gong)程建設(she)具(ju)有(you)很好的(de)(de)示范和帶頭作用(yong)(yong);同(tong)時,該橋的(de)(de)建成(cheng)在(zai)加快當地(di)交通、經濟發展,提高人民生活(huo)質量(liang)水平方(fang)面,起到了(le)無可(ke)替代(dai)的(de)(de)重要(yao)作用(yong)(yong)。 (中國土木工(gong)程學會 評(ping))
2004年8月(yue)20日(ri),四渡河大橋動工興建。
2006年7月31日(ri)(ri),四渡河(he)大(da)橋(qiao)完成(cheng)兩側的索(suo)(suo)塔(ta)、基樁、承臺、塔(ta)座等工(gong)程(cheng);8月31日(ri)(ri),四渡河(he)大(da)橋(qiao)完成(cheng)主纜(lan)架設工(gong)程(cheng);10月9日(ri)(ri),四渡河(he)大(da)橋(qiao)火箭(jian)拋(pao)送先導(dao)索(suo)(suo)儀式圓滿結束。
2007年2月(yue)1日(ri),四渡河大橋完(wan)成(cheng)(cheng)貓道架設(she)工程;7月(yue)15日(ri),四渡河大橋完(wan)成(cheng)(cheng)兩根主纜(lan)架設(she)工程,并進行主纜(lan)索(suo)安裝工程。
2008年9月(yue)11日(ri),四渡河(he)大橋(qiao)鋼桁架梁吊(diao)裝進行合(he)龍(long)工(gong)程;10月(yue)24日(ri),四渡河(he)大橋(qiao)完(wan)成合(he)龍(long)工(gong)程,大橋(qiao)全線(xian)貫通。
2009年11月15日(ri),四渡河大橋(qiao)通車運營(ying)。
2015年3月15日,四渡河大橋(qiao)竣工(gong)驗收。
技術難題
四渡河(he)大橋的科技創新與新技術應用主要有以下(xia)幾點:
1、對隧道錨開展了巖體力學性能試驗、國內較大的隧道錨模型拉拔試驗、巖體力學參(can)數(shu)(shu)與流變參(can)數(shu)(shu)反演(yan)分析、隧道錨圍巖三維(wei)數(shu)(shu)值分析等系(xi)統科學研究,創(chuang)新了隧道式錨碇施(shi)工技術(shu),提高了隧道錨的建造技術(shu)水平(ping)。
2、索鞍運(yun)(yun)輸(shu)采(cai)用 “3拖頭+1輔推”的創新方(fang)案,解決了(le)山區道路坡陡彎急情況下大件運(yun)(yun)輸(shu)的難(nan)題。
3、首(shou)次(ci)提(ti)出錨(mao)碇預應力(li)錨(mao)固系統單根(gen)可換索(suo)施工技術,采(cai)用噴涂環氧(yang)鋼絞線蜂窩管集束,研(yan)發了國內首(shou)例37孔大噸位錨(mao)墊板,創新(xin)了一套懸索(suo)橋(qiao)錨(mao)碇預應力(li)錨(mao)固系統施工技術,減少了混凝土方量(liang),提(ti)高了懸索(suo)橋(qiao)纜索(suo)使(shi)用壽命,節約了運(yun)營期(qi)間的大橋(qiao)維護成本,社會經濟效益顯著(zhu)。
4、首創(chuang)“大(da)跨(kua)度懸索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先導(dao)索(suo)(suo)火箭拋送技(ji)術(shu)”,首次(ci)將火箭技(ji)術(shu)引(yin)入懸索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先導(dao)索(suo)(suo)施工,巧妙(miao)將軍(jun)用技(ji)術(shu)和橋(qiao)(qiao)梁建設技(ji)術(shu)結合在一起,該技(ji)術(shu)的(de)成功研發,填補了中國國內(nei)外在峰(feng)高谷深復雜(za)地形的(de)山區大(da)跨(kua)度懸索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先導(dao)索(suo)(suo)施工的(de)技(ji)術(shu)空白(bai),創(chuang)建了懸索(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)主纜先導(dao)索(suo)(suo)施工的(de)新(xin)方法,技(ji)術(shu)安全、經濟可靠。
5、研(yan)究了(le)深切(qie)峽谷懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)鋼桁架加(jia)勁梁施(shi)工(gong)成(cheng)套技(ji)術,提出了(le)深谷地區懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)創(chuang)新的纜(lan)索(suo)(suo)吊(diao)系(xi)統施(shi)工(gong)技(ji)術,纜(lan)索(suo)(suo)吊(diao)起吊(diao)重物后(hou)(hou)可以沿中跨全跨范圍(wei)內(nei)進行移動,起吊(diao)點位置(zhi)不受限制,架設速度快(kuai)、成(cheng)本低(di),提高了(le)懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)施(shi)工(gong)技(ji)術水平,為后(hou)(hou)續山谷鋼桁梁懸(xuan)索(suo)(suo)橋(qiao)施(shi)工(gong)提供(gong)了(le)很(hen)好(hao)的參考。