四渡(du)河大橋(qiao)位于中國湖北省(sheng)宜昌市至恩施土家(jia)族苗族自(zi)治(zhi)州段(duan)的(de)巴東縣(xian)野三關鎮,橋(qiao)區(qu)位于鄂(e)西(xi)南褶皺山區(qu)腹(fu)地(di);該橋(qiao)西(xi)起野三關隧(sui)道匝道,上跨四渡(du)河水道,東至八字嶺隧(sui)道匝道,全橋(qiao)路段(duan)為(wei)上海(hai)-重慶高速(su)公路(國家(jia)高速(su)G50)重要(yao)組成部分。
整體布局
四渡(du)河(he)大橋(qiao)主要由(you)主橋(qiao)、主梁體系(xi)、引橋(qiao)、兩岸橋(qiao)塔、纜索體系(xi)、錨碇及(ji)其各立交匝道組成,主橋(qiao)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(te)大單跨雙鉸鋼桁架加勁梁懸索橋。
引橋 引橋采用先簡支后剛構(gou)T梁,左右半橋分開設計。
主梁
本橋(qiao)加(jia)勁鋼桁梁有主桁梁、上(shang)下(xia)平聯、橫向桁架組成,主桁架采(cai)用華倫(lun)式,上(shang)、下(xia)平聯采(cai)用K形體系;主桁片上(shang)、下(xia)弦(xian)桿(gan)、橫梁上(shang)、下(xia)弦(xian)桿(gan)采(cai)用箱形截面,腹桿(gan)及(ji)上(shang)、下(xia)聯軍采(cai)用工(gong)字型截面。
橋(qiao)面(mian)系(xi)采(cai)用縱(zong)(zong)向工(gong)字(zi)鋼梁(liang)與混凝土(tu)橋(qiao)面(mian)板的組成形(xing)式;橋(qiao)面(mian)板采(cai)用預制混凝土(tu)板,橋(qiao)面(mian)板通過接縫處(chu)縱(zong)(zong)梁(liang)上(shang)的剪刀釘與鋼縱(zong)(zong)梁(liang)結合形(xing)成組合結構,各(ge)跨橋(qiao)面(mian)板件采(cai)用橋(qiao)面(mian)連續結構。
鋼桁加勁梁在索塔(ta)處設置塔(ta)連桿做豎向支(zhi)承(cheng),塔(ta)連桿上(shang)(shang)端與(yu)預埋在索塔(ta)內(nei)側壁(bi)上(shang)(shang)的鋼托架鉸(jiao)(jiao)接,下端與(yu)桁架上(shang)(shang)弦桿上(shang)(shang)的耳板鉸(jiao)(jiao)接;鋼桁架及(ji)橋面系縱梁外露(lu)采用(yong)電(dian)弧(hu)噴鋁涂裝長效(xiao)防腐,同時其箱形構件內(nei)表面采用(yong)涂裝防腐。
主塔(ta)(ta) 塔(ta)(ta)柱(zhu)形式(shi)為(wei)門型,由于主橋位于單向縱坡路段,兩橋塔(ta)(ta)上塔(ta)(ta)柱(zhu)高(gao)度相差較大;宜(yi)昌岸(an)橋塔(ta)(ta)設(she)上、下(xia)(xia)兩道橫(heng)(heng)梁,恩施岸(an)橋塔(ta)(ta)設(she)上、中、下(xia)(xia)三道橫(heng)(heng)梁,橫(heng)(heng)梁為(wei)薄壁結(jie)構,均設(she)置水平面(mian)內的(de)預(yu)應(ying)力束,預(yu)應(ying)力束采(cai)取(qu)凹槽式(shi)錨固,用封錨混(hun)凝土補平。
纜索
主纜采(cai)用預(yu)制(zhi)平行(xing)鋼(gang)絲(si)索(suo)股(gu),索(suo)股(gu)為鍍(du)鋅鋼(gang)橋(qiao)鋼(gang)絲(si)組(zu)成,呈豎向排列成尖(jian)頂的正六邊形;索(suo)股(gu)兩(liang)端設(she)錨(mao)頭與錨(mao)碇的錨(mao)固連接器拉(la)桿相連,索(suo)股(gu)錨(mao)頭采(cai)用套筒(tong)式熱鑄錨(mao)。
吊索采(cai)用高強度毒性平行(xing)鋼絲束,外(wai)包(bao)PE層防護;上下接(jie)頭采(cai)用鉸銷與主纜(lan)索夾和(he)加勁(jing)桁梁連接(jie)。吊索上下錨(mao)頭采(cai)用熱鑄錨(mao),錨(mao)頭由錨(mao)杯與叉形耳(er)板螺紋(wen)連接(jie)。
錨碇 宜昌按采用隧道式(shi)(shi)錨碇,分左右兩側(ce),其(qi)中前(qian)錨面頂(ding)部(bu)(bu)(bu)(bu)為圓弧形;恩施岸采用重力式(shi)(shi)錨碇,錨碇下部(bu)(bu)(bu)(bu)開挖成(cheng)(cheng)鋸(ju)齒形,并對底部(bu)(bu)(bu)(bu)基(ji)坑(keng)進行(xing)加固,錨碇前(qian)側(ce)底部(bu)(bu)(bu)(bu)設基(ji)座,與后部(bu)(bu)(bu)(bu)錨體、側(ce)面鞍室形成(cheng)(cheng)閉合體系(xi),鼻涕體系(xi)中部(bu)(bu)(bu)(bu)下層充填(tian)(tian)C20混(hun)凝土(tu),頂(ding)部(bu)(bu)(bu)(bu)充填(tian)(tian)C15碾(nian)壓混(hun)凝土(tu),鞍室頂(ding)板采用厚預(yu)制實心(xin)板,采用C40聚丙烯合成(cheng)(cheng)網狀纖維混(hun)凝土(tu)。
四渡河大橋(qiao)(qiao)兩岸坡度(du)(du)70度(du)(du)至90度(du)(du),谷底(di)至橋(qiao)(qiao)面(mian)高差達560米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);橋(qiao)(qiao)梁全長(chang)1100米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),采(cai)用(900+5×40)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)的跨(kua)(kua)徑(jing)布置,主(zhu)(zhu)橋(qiao)(qiao)長(chang)900米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),引橋(qiao)(qiao)長(chang)5×40米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),橋(qiao)(qiao)面(mian)凈寬24.5米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)桁架桁高6.5米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),桁寬26.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),小節(jie)間長(chang)度(du)(du)6.4米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),大節(jie)間長(chang)度(du)(du)12.8米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);鋼(gang)(gang)(gang)縱梁橫向間距(ju)1.95米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),梁高0.66米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),梁長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);預制板長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),寬1.65米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),厚0.16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。宜昌岸塔(ta)高117.6米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),恩施岸塔(ta)高122.2米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),塔(ta)柱橫橋(qiao)(qiao)向寬5.6米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),順橋(qiao)(qiao)向寬7.6至10米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),塔(ta)柱壁(bi)厚0.8至1米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。承臺(tai)平面(mian)尺(chi)寸(cun)為(wei)16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)x16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),厚6.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),承臺(tai)上塔(ta)座(zuo)高3.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)纜(lan)理論主(zhu)(zhu)跨(kua)(kua)徑(jing)為(wei)900米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),理論垂跨(kua)(kua)比為(wei)1:10;主(zhu)(zhu)纜(lan)每股含(han)127根直徑(jing)5.1鋼(gang)(gang)(gang)絲(si)(si),共(gong)計16129根鋼(gang)(gang)(gang)絲(si)(si)。鋼(gang)(gang)(gang)絲(si)(si)極限看啦強(qiang)度(du)(du)為(wei)1860兆帕。
標準結構
公(gong)路等級 高速公(gong)路
設計(ji)速度 80千米/小時
車道設置 雙向四車道
荷載標(biao)準 公路-Ⅰ級(汽車—超20級、掛車—120)
基本風速 28米/秒
坡度系(xi)數 2.41%上坡(單向(xiang))
防(fang)震等級 基本烈度(du)(du)為VI度(du)(du),按VII度(du)(du)設防(fang)
《2010年(nian)度(du)中國公(gong)路學(xue)會(hui)科(ke)學(xue)技(ji)術特等獎》 2009年(nian)度(du)廣東(dong)省科(ke)學(xue)技(ji)術獎二等獎
《四渡河深切峽谷懸索(suo)橋關鍵技術研(yan)究》 2009年度中(zhong)國公路學會科(ke)學技術一等獎
《復雜地(di)形地(di)質條件下(xia)山區高(gao)速公路建(jian)設成(cheng)套(tao)技(ji)(ji)術》 2010年度中國公路學(xue)會(hui)科學(xue)技(ji)(ji)術特等獎(jiang)
2011年度國(guo)家科技進步(bu)二等獎
四渡河大橋 2010年度中國公路勘察設計協會公路交通優(you)秀設計二等獎
2016年(nian)第十三屆(jie)中國土木工程詹天(tian)佑獎
四渡河大(da)橋(qiao)為中國規模大(da)、難(nan)度(du)高(gao)的山(shan)區(qu)橋(qiao)梁(liang)工(gong)程,隨著大(da)橋(qiao)關(guan)鍵設計(ji)施工(gong)技術(shu)的攻(gong)克和四渡河大(da)橋(qiao)的工(gong)程竣工(gong),該橋(qiao)將有力促(cu)進中國山(shan)區(qu)大(da)跨(kua)度(du)橋(qiao)梁(liang)技術(shu)的進步,推(tui)動(dong)山(shan)區(qu)高(gao)速公(gong)路的技術(shu)發展(zhan)。(《山(shan)區(qu)高(gao)速公(gong)路、橋(qiao)梁(liang)、隧道關(guan)鍵技術(shu)研討會》 評)
四渡河大橋作為首座山區大跨度鋼桁梁懸索橋,在突破惡劣地質、地形條(tiao)件(jian)的(de)過程(cheng)中,充(chong)分利用(yong)(yong)(yong)既(ji)有環境條(tiao)件(jian),善于發揮科技創新的(de)巨大作用(yong)(yong)(yong),取得(de)了(le)很大成績,對同(tong)類工程(cheng)建設具有很好的(de)示范和帶頭作用(yong)(yong)(yong);同(tong)時,該橋的(de)建成在加快當地交通、經濟發展,提(ti)高人(ren)民生活質量水(shui)平方面,起到了(le)無可(ke)替代的(de)重要作用(yong)(yong)(yong)。 (中國(guo)土木工程(cheng)學會 評)
2004年8月20日,四渡河大(da)橋(qiao)動工興(xing)建。
2006年(nian)7月31日(ri),四渡(du)河大(da)橋完成兩側(ce)的(de)索塔、基樁、承臺、塔座等工(gong)程;8月31日(ri),四渡(du)河大(da)橋完成主(zhu)纜架設(she)工(gong)程;10月9日(ri),四渡(du)河大(da)橋火箭拋送(song)先(xian)導索儀式(shi)圓滿結束。
2007年(nian)2月(yue)1日,四(si)(si)渡河(he)大橋完成貓(mao)道架設工(gong)(gong)程(cheng);7月(yue)15日,四(si)(si)渡河(he)大橋完成兩(liang)根主纜架設工(gong)(gong)程(cheng),并進行主纜索安裝工(gong)(gong)程(cheng)。
2008年(nian)9月(yue)11日,四渡(du)河大橋(qiao)鋼桁架梁吊裝進(jin)行合(he)(he)龍工程;10月(yue)24日,四渡(du)河大橋(qiao)完成合(he)(he)龍工程,大橋(qiao)全線貫通(tong)。
2009年11月(yue)15日,四渡河大(da)橋通車運營。
2015年3月15日,四渡河大橋竣工驗(yan)收。
技術難題
四渡河大橋的科技(ji)(ji)創新與新技(ji)(ji)術應(ying)用主要有(you)以下(xia)幾點(dian):
1、對隧(sui)(sui)道(dao)錨(mao)(mao)開(kai)展(zhan)了(le)巖體力(li)學(xue)性(xing)能(neng)試(shi)(shi)驗、國(guo)內較大的隧(sui)(sui)道(dao)錨(mao)(mao)模型拉拔試(shi)(shi)驗、巖體力(li)學(xue)參(can)數(shu)與流變參(can)數(shu)反演分(fen)析、隧(sui)(sui)道(dao)錨(mao)(mao)圍巖三維數(shu)值分(fen)析等(deng)系統(tong)科學(xue)研究(jiu),創新(xin)了(le)隧(sui)(sui)道(dao)式(shi)錨(mao)(mao)碇(ding)施工技術(shu),提(ti)高了(le)隧(sui)(sui)道(dao)錨(mao)(mao)的建(jian)造(zao)技術(shu)水平。
2、索(suo)鞍運(yun)輸(shu)采用 “3拖頭+1輔推(tui)”的創新方案,解決了山區(qu)道路坡陡彎(wan)急情(qing)況下(xia)大件運(yun)輸(shu)的難題。
3、首次提出錨(mao)碇預應力錨(mao)固系統單根可(ke)換(huan)索施工技(ji)術,采(cai)用噴涂環氧鋼(gang)絞線蜂窩(wo)管(guan)集(ji)束,研發了(le)(le)國內(nei)首例37孔大(da)噸位(wei)錨(mao)墊板,創(chuang)新了(le)(le)一套懸索橋(qiao)錨(mao)碇預應力錨(mao)固系統施工技(ji)術,減少了(le)(le)混(hun)凝土方量(liang),提高了(le)(le)懸索橋(qiao)纜索使用壽命,節(jie)約了(le)(le)運營期間的大(da)橋(qiao)維護成本,社會(hui)經濟效益(yi)顯著(zhu)。
4、首創(chuang)“大跨度(du)懸(xuan)索(suo)(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)(dao)索(suo)(suo)(suo)火(huo)箭拋送技術(shu)(shu)”,首次(ci)將(jiang)火(huo)箭技術(shu)(shu)引入懸(xuan)索(suo)(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)(dao)索(suo)(suo)(suo)施工(gong)(gong),巧妙將(jiang)軍用技術(shu)(shu)和橋(qiao)(qiao)梁建設(she)技術(shu)(shu)結合在一(yi)起(qi),該技術(shu)(shu)的成功研發,填補了中國(guo)國(guo)內外在峰(feng)高谷深復雜(za)地形(xing)的山區大跨度(du)懸(xuan)索(suo)(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)先(xian)導(dao)(dao)索(suo)(suo)(suo)施工(gong)(gong)的技術(shu)(shu)空白,創(chuang)建了懸(xuan)索(suo)(suo)(suo)橋(qiao)(qiao)主(zhu)纜先(xian)導(dao)(dao)索(suo)(suo)(suo)施工(gong)(gong)的新(xin)方法,技術(shu)(shu)安(an)全、經濟可靠。
5、研究了(le)深切峽谷(gu)懸索(suo)(suo)(suo)橋鋼桁架加勁梁施工(gong)成套技術,提出了(le)深谷(gu)地區懸索(suo)(suo)(suo)橋創新的(de)纜索(suo)(suo)(suo)吊(diao)系統施工(gong)技術,纜索(suo)(suo)(suo)吊(diao)起吊(diao)重物(wu)后(hou)可以(yi)沿中跨(kua)全跨(kua)范圍內進行移動,起吊(diao)點位置不(bu)受限制,架設速度快、成本(ben)低,提高了(le)懸索(suo)(suo)(suo)橋施工(gong)技術水平(ping),為后(hou)續(xu)山谷(gu)鋼桁梁懸索(suo)(suo)(suo)橋施工(gong)提供了(le)很好的(de)參考(kao)。