四(si)(si)渡河大橋位于(yu)中國(guo)湖北(bei)省宜昌市至(zhi)恩(en)施土家族(zu)苗族(zu)自治(zhi)州段的巴東縣(xian)野三(san)(san)關(guan)鎮,橋區(qu)位于(yu)鄂西(xi)(xi)南褶皺山(shan)區(qu)腹(fu)地;該橋西(xi)(xi)起(qi)野三(san)(san)關(guan)隧道(dao)匝(za)道(dao),上跨四(si)(si)渡河水道(dao),東至(zhi)八字嶺隧道(dao)匝(za)道(dao),全橋路(lu)段為上海-重(zhong)慶高速公路(lu)(國(guo)家高速G50)重(zhong)要組成部分。
整體布局
四(si)渡河大橋(qiao)主(zhu)(zhu)要由主(zhu)(zhu)橋(qiao)、主(zhu)(zhu)梁體系、引橋(qiao)、兩(liang)岸(an)橋(qiao)塔(ta)、纜(lan)索體系、錨(mao)碇及(ji)其各立交(jiao)匝道組成,主(zhu)(zhu)橋(qiao)路(lu)段呈正西至正東方向布(bu)置。
設計特點
結構特點
主(zhu)橋 主(zhu)橋為特(te)大單(dan)跨雙鉸鋼桁架(jia)加勁(jing)梁懸(xuan)索(suo)橋。
引橋 引橋采用先(xian)簡支后剛構(gou)T梁(liang),左右半橋分開(kai)設計。
主梁
本橋(qiao)加勁鋼桁梁有主桁梁、上(shang)(shang)下(xia)(xia)平(ping)(ping)聯、橫向(xiang)桁架組(zu)成,主桁架采用(yong)華倫式,上(shang)(shang)、下(xia)(xia)平(ping)(ping)聯采用(yong)K形(xing)體(ti)系;主桁片(pian)上(shang)(shang)、下(xia)(xia)弦桿(gan)、橫梁上(shang)(shang)、下(xia)(xia)弦桿(gan)采用(yong)箱形(xing)截面,腹桿(gan)及(ji)上(shang)(shang)、下(xia)(xia)聯軍采用(yong)工字型截面。
橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)系采用縱向工字鋼(gang)梁(liang)與混(hun)凝土橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)板(ban)(ban)的組(zu)成(cheng)形(xing)式;橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)板(ban)(ban)采用預制(zhi)混(hun)凝土板(ban)(ban),橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)板(ban)(ban)通過接(jie)縫處縱梁(liang)上的剪刀釘(ding)與鋼(gang)縱梁(liang)結合形(xing)成(cheng)組(zu)合結構(gou),各跨橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)板(ban)(ban)件采用橋(qiao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)連續結構(gou)。
鋼(gang)(gang)桁(heng)加勁梁(liang)在索塔(ta)(ta)(ta)處設置塔(ta)(ta)(ta)連(lian)桿(gan)(gan)做豎(shu)向支承,塔(ta)(ta)(ta)連(lian)桿(gan)(gan)上(shang)端與預埋在索塔(ta)(ta)(ta)內側壁上(shang)的(de)鋼(gang)(gang)托架(jia)鉸接(jie),下端與桁(heng)架(jia)上(shang)弦(xian)桿(gan)(gan)上(shang)的(de)耳板鉸接(jie);鋼(gang)(gang)桁(heng)架(jia)及橋面系縱梁(liang)外露采(cai)用電弧(hu)噴鋁涂裝長效防腐,同(tong)時其箱形構件內表(biao)面采(cai)用涂裝防腐。
主塔(ta) 塔(ta)柱形式為門(men)型(xing),由(you)于(yu)主橋(qiao)位于(yu)單向縱坡路(lu)段(duan),兩橋(qiao)塔(ta)上塔(ta)柱高度相差較大;宜昌岸(an)橋(qiao)塔(ta)設(she)(she)上、下(xia)兩道橫(heng)梁,恩(en)施岸(an)橋(qiao)塔(ta)設(she)(she)上、中、下(xia)三道橫(heng)梁,橫(heng)梁為薄壁結構,均設(she)(she)置(zhi)水平(ping)面內(nei)的(de)預應(ying)力(li)束,預應(ying)力(li)束采(cai)取(qu)凹槽式錨(mao)(mao)固,用(yong)封錨(mao)(mao)混凝土補平(ping)。
纜索
主纜采用預(yu)制平行鋼絲(si)索股(gu)(gu)(gu),索股(gu)(gu)(gu)為鍍鋅鋼橋鋼絲(si)組成,呈豎向排列成尖頂的正六邊形;索股(gu)(gu)(gu)兩(liang)端設錨(mao)(mao)頭與錨(mao)(mao)碇的錨(mao)(mao)固連接器拉桿(gan)相連,索股(gu)(gu)(gu)錨(mao)(mao)頭采用套筒式熱鑄錨(mao)(mao)。
吊(diao)索(suo)采用(yong)高強度毒性平(ping)行鋼(gang)絲束,外包PE層(ceng)防(fang)護;上(shang)下接頭采用(yong)鉸銷(xiao)與主纜(lan)索(suo)夾和加勁桁梁連接。吊(diao)索(suo)上(shang)下錨(mao)頭采用(yong)熱(re)鑄(zhu)錨(mao),錨(mao)頭由錨(mao)杯與叉形耳板螺紋(wen)連接。
錨碇 宜昌按采(cai)(cai)用隧道式錨碇,分左右兩側,其(qi)中前錨面頂(ding)部(bu)為圓(yuan)弧形;恩(en)施岸(an)采(cai)(cai)用重(zhong)力式錨碇,錨碇下部(bu)開挖(wa)成鋸齒形,并(bing)對(dui)底部(bu)基坑(keng)進(jin)行(xing)加固(gu),錨碇前側底部(bu)設基座(zuo),與后部(bu)錨體、側面鞍(an)室形成閉(bi)合(he)體系,鼻涕體系中部(bu)下層充填C20混(hun)凝土(tu),頂(ding)部(bu)充填C15碾壓混(hun)凝土(tu),鞍(an)室頂(ding)板(ban)采(cai)(cai)用厚預制實心板(ban),采(cai)(cai)用C40聚丙(bing)烯合(he)成網狀纖維混(hun)凝土(tu)。
四渡河大橋(qiao)(qiao)兩(liang)岸(an)坡度(du)70度(du)至(zhi)90度(du),谷底(di)至(zhi)橋(qiao)(qiao)面(mian)(mian)高(gao)差(cha)達560米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);橋(qiao)(qiao)梁全長(chang)1100米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),采用(yong)(900+5×40)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)的跨(kua)徑布置,主(zhu)(zhu)橋(qiao)(qiao)長(chang)900米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),引(yin)橋(qiao)(qiao)長(chang)5×40米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),橋(qiao)(qiao)面(mian)(mian)凈寬(kuan)24.5米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)桁(heng)架桁(heng)高(gao)6.5米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),桁(heng)寬(kuan)26.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),小(xiao)節間(jian)長(chang)度(du)6.4米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),大節間(jian)長(chang)度(du)12.8米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);鋼縱梁橫向間(jian)距1.95米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),梁高(gao)0.66米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),梁長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi);預制板長(chang)6.36米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),寬(kuan)1.65米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),厚(hou)0.16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。宜(yi)昌岸(an)塔高(gao)117.6米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),恩施岸(an)塔高(gao)122.2米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),塔柱橫橋(qiao)(qiao)向寬(kuan)5.6米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),順橋(qiao)(qiao)向寬(kuan)7.6至(zhi)10米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),塔柱壁厚(hou)0.8至(zhi)1米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。承臺(tai)平面(mian)(mian)尺(chi)寸為(wei)(wei)(wei)16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)x16米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),厚(hou)6.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),承臺(tai)上塔座高(gao)3.0米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)。主(zhu)(zhu)纜理(li)論主(zhu)(zhu)跨(kua)徑為(wei)(wei)(wei)900米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)(mi),理(li)論垂跨(kua)比為(wei)(wei)(wei)1:10;主(zhu)(zhu)纜每股含127根直徑5.1鋼絲,共計16129根鋼絲。鋼絲極限看啦強度(du)為(wei)(wei)(wei)1860兆帕(pa)。
標準結構
公(gong)路等級(ji) 高速公(gong)路
設計速(su)度 80千米/小(xiao)時
車(che)(che)道設(she)置 雙(shuang)向四車(che)(che)道
荷(he)載標準 公(gong)路-Ⅰ級(ji)(汽(qi)車(che)—超20級(ji)、掛車(che)—120)
基(ji)本風速 28米/秒
坡度系(xi)數 2.41%上坡(單向)
防(fang)震等(deng)級 基本烈度(du)為VI度(du),按(an)VII度(du)設(she)防(fang)
《2010年度中國(guo)公路學(xue)會科學(xue)技術特等獎(jiang)(jiang)》 2009年度廣(guang)東省科學(xue)技術獎(jiang)(jiang)二(er)等獎(jiang)(jiang)
《四(si)渡河深切峽谷懸索(suo)橋關鍵(jian)技術(shu)研究》 2009年度(du)中國(guo)公(gong)路學(xue)會(hui)科(ke)學(xue)技術(shu)一等獎(jiang)
《復雜地形地質條(tiao)件(jian)下山區高速公路建設成套(tao)技(ji)術(shu)》 2010年度中國(guo)公路學(xue)會科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)特等獎
2011年度國家科技進(jin)步(bu)二等獎
四渡河大(da)橋(qiao) 2010年度中(zhong)國公(gong)路勘察設計協會公(gong)路交通優秀設計二等獎
2016年(nian)第十三屆中(zhong)國土木(mu)工程詹天佑獎
四(si)(si)渡(du)河大橋(qiao)(qiao)為中國(guo)規(gui)模大、難度(du)高(gao)的山區橋(qiao)(qiao)梁工(gong)(gong)程(cheng),隨著(zhu)大橋(qiao)(qiao)關鍵設計施工(gong)(gong)技術的攻克和四(si)(si)渡(du)河大橋(qiao)(qiao)的工(gong)(gong)程(cheng)竣工(gong)(gong),該(gai)橋(qiao)(qiao)將有力(li)促進中國(guo)山區大跨(kua)度(du)橋(qiao)(qiao)梁技術的進步,推動山區高(gao)速(su)(su)公路(lu)的技術發(fa)展。(《山區高(gao)速(su)(su)公路(lu)、橋(qiao)(qiao)梁、隧道(dao)關鍵技術研(yan)討會》 評)
四渡河大(da)橋作(zuo)為首座山區(qu)大(da)跨度鋼桁梁懸索橋,在(zai)突(tu)破惡劣地(di)質、地(di)形(xing)條(tiao)件的(de)(de)過程中,充分利用既有環境條(tiao)件,善于發揮科技(ji)創新的(de)(de)巨(ju)大(da)作(zuo)用,取得了很大(da)成績,對同(tong)類工程建設(she)具有很好的(de)(de)示范(fan)和(he)帶頭(tou)作(zuo)用;同(tong)時,該橋的(de)(de)建成在(zai)加快當地(di)交通、經濟發展,提高人(ren)民生活質量水平(ping)方面,起到了無可替代的(de)(de)重要(yao)作(zuo)用。 (中國土木工程學會 評)
2004年8月20日,四渡河大橋動(dong)工(gong)興建。
2006年7月(yue)31日(ri),四渡(du)河(he)大橋(qiao)完成兩側的索塔(ta)、基樁、承臺、塔(ta)座等工程;8月(yue)31日(ri),四渡(du)河(he)大橋(qiao)完成主纜架設(she)工程;10月(yue)9日(ri),四渡(du)河(he)大橋(qiao)火箭拋送先導索儀式圓滿結束。
2007年(nian)2月1日,四(si)渡河大(da)橋完成貓道架設(she)(she)工程;7月15日,四(si)渡河大(da)橋完成兩(liang)根主(zhu)(zhu)纜架設(she)(she)工程,并進(jin)行主(zhu)(zhu)纜索安(an)裝工程。
2008年9月11日,四渡河大橋(qiao)鋼(gang)桁架梁吊(diao)裝進行合龍工程;10月24日,四渡河大橋(qiao)完成合龍工程,大橋(qiao)全線貫通。
2009年11月15日,四渡河大橋(qiao)通車運(yun)營。
2015年3月15日,四渡河(he)大橋竣工驗收。
技術難題
四渡河大橋的科技(ji)創新與(yu)新技(ji)術(shu)應用主(zhu)要有以(yi)下幾點:
1、對隧(sui)道錨(mao)開展了(le)巖(yan)體力(li)學(xue)性能試驗、國內較大(da)的(de)隧(sui)道錨(mao)模型拉拔試驗、巖(yan)體力(li)學(xue)參數(shu)與流變參數(shu)反演分析、隧(sui)道錨(mao)圍(wei)巖(yan)三維(wei)數(shu)值分析等系統科(ke)學(xue)研(yan)究,創新了(le)隧(sui)道式錨(mao)碇施(shi)工技術,提(ti)高(gao)了(le)隧(sui)道錨(mao)的(de)建造技術水平(ping)。
2、索鞍運輸采用 “3拖頭+1輔推”的創(chuang)新方(fang)案,解決了(le)山區(qu)道路坡陡彎急情況下大件運輸的難(nan)題。
3、首(shou)次(ci)提出錨碇(ding)(ding)預應(ying)力(li)錨固系統單根可換索(suo)施工(gong)(gong)技(ji)術(shu)(shu),采用噴(pen)涂環氧鋼絞線(xian)蜂窩管集束(shu),研發了國內首(shou)例37孔大噸位(wei)錨墊(dian)板(ban),創新(xin)了一套懸(xuan)索(suo)橋錨碇(ding)(ding)預應(ying)力(li)錨固系統施工(gong)(gong)技(ji)術(shu)(shu),減少(shao)了混(hun)凝土(tu)方量,提高了懸(xuan)索(suo)橋纜(lan)索(suo)使(shi)用壽命,節約了運(yun)營期間的大橋維護成本(ben),社(she)會(hui)經濟效(xiao)益顯著。
4、首創(chuang)“大跨度懸(xuan)索(suo)(suo)橋先(xian)導(dao)索(suo)(suo)火箭(jian)拋送技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)”,首次將(jiang)火箭(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)引入懸(xuan)索(suo)(suo)橋先(xian)導(dao)索(suo)(suo)施工,巧妙將(jiang)軍(jun)用技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)橋梁建(jian)設技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)結合(he)在一起(qi),該技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的成功研發,填補了中國國內外(wai)在峰(feng)高(gao)谷(gu)深復雜地形的山區(qu)大跨度懸(xuan)索(suo)(suo)橋先(xian)導(dao)索(suo)(suo)施工的技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)空白,創(chuang)建(jian)了懸(xuan)索(suo)(suo)橋主纜先(xian)導(dao)索(suo)(suo)施工的新(xin)方法,技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)安(an)全、經濟可靠。
5、研究(jiu)了(le)深切峽谷(gu)懸索(suo)橋鋼桁架加(jia)勁梁施工成(cheng)套(tao)技術,提(ti)出了(le)深谷(gu)地區(qu)懸索(suo)橋創(chuang)新的(de)纜索(suo)吊(diao)系統(tong)施工技術,纜索(suo)吊(diao)起(qi)吊(diao)重物后可以沿(yan)中跨(kua)全跨(kua)范圍內(nei)進(jin)行(xing)移動,起(qi)吊(diao)點位置不受限(xian)制(zhi),架設速度(du)快、成(cheng)本低,提(ti)高了(le)懸索(suo)橋施工技術水平,為后續山(shan)谷(gu)鋼桁梁懸索(suo)橋施工提(ti)供(gong)了(le)很好的(de)參(can)考。