四渡河特大桥

基本介绍

四渡河大桥位于中国湖北省宜昌市至恩施土家族苗族自治州段的巴东县野三关镇，桥区位于鄂西南褶皱山区腹地；该桥西起野三关隧道匝道，上跨四渡河水道，东至八字岭隧道匝道，全桥路段为上海－重庆高速公路（国家高速G50）重要组成部分。

建筑设计

建筑结构

整体布局

四渡河大桥主要由主桥、主梁体系、引桥、两岸桥塔、缆索体系、锚碇及其各立交匝道组成，主桥路段呈正西至正东方向布置。

设计特点

结构特点

主桥 主桥为特大单跨双铰钢桁架加劲梁悬索桥。

引桥 引桥采用先简支后刚构T梁，左右半桥分开设计。

主梁

本桥加劲钢桁梁有主桁梁、上下平联、横向桁架组成，主桁架采用华伦式，上、下平联采用K形体系；主桁片上、下弦杆、横梁上、下弦杆采用箱形截面，腹杆及上、下联军采用工字型截面。

桥面系采用纵向工字钢梁与混凝土桥面板的组成形式；桥面板采用预制混凝土板，桥面板通过接缝处纵梁上的剪刀钉与钢纵梁结合形成组合结构，各跨桥面板件采用桥面连续结构。

钢桁加劲梁在索塔处设置塔连杆做竖向支承，塔连杆上端与预埋在索塔内侧壁上的钢托架铰接，下端与桁架上弦杆上的耳板铰接；钢桁架及桥面系纵梁外露采用电弧喷铝涂装长效防腐，同时其箱形构件内表面采用涂装防腐。

主塔 塔柱形式为门型，由于主桥位于单向纵坡路段，两桥塔上塔柱高度相差较大；宜昌岸桥塔设上、下两道横梁，恩施岸桥塔设上、中、下三道横梁，横梁为薄壁结构，均设置水平面内的预应力束，预应力束采取凹槽式锚固，用封锚混凝土补平。

缆索

主缆采用预制平行钢丝索股，索股为镀锌钢桥钢丝组成，呈竖向排列成尖顶的正六边形；索股两端设锚头与锚碇的锚固连接器拉杆相连，索股锚头采用套筒式热铸锚。

吊索采用高强度毒性平行钢丝束，外包PE层防护；上下接头采用铰销与主缆索夹和加劲桁梁连接。吊索上下锚头采用热铸锚，锚头由锚杯与叉形耳板螺纹连接。

锚碇 宜昌按采用隧道式锚碇，分左右两侧，其中前锚面顶部为圆弧形；恩施岸采用重力式锚碇，锚碇下部开挖成锯齿形，并对底部基坑进行加固，锚碇前侧底部设基座，与后部锚体、侧面鞍室形成闭合体系，鼻涕体系中部下层充填C20混凝土，顶部充填C15碾压混凝土，鞍室顶板采用厚预制实心板，采用C40聚丙烯合成网状纤维混凝土。

设计参数

四渡河大桥两岸坡度70度至90度，谷底至桥面高差达560米；桥梁全长1100米，采用（900+5×40）米的跨径布置，主桥长900米，引桥长5×40米，桥面净宽24.5米。主桁架桁高6.5米，桁宽26.0米，小节间长度6.4米，大节间长度12.8米；钢纵梁横向间距1.95米，梁高0.66米，梁长6.36米；预制板长6.36米，宽1.65米，厚0.16米。宜昌岸塔高117.6米，恩施岸塔高122.2米，塔柱横桥向宽5.6米，顺桥向宽7.6至10米，塔柱壁厚0.8至1米。承台平面尺寸为16米x16米，厚6.0米，承台上塔座高3.0米。主缆理论主跨径为900米，理论垂跨比为1:10；主缆每股含127根直径5.1钢丝，共计16129根钢丝。钢丝极限看啦强度为1860兆帕。

标准结构

公路等级 高速公路

设计速度 80千米/小时

车道设置 双向四车道

荷载标准 公路-Ⅰ级（汽车—超20级、挂车—120）

基本风速 28米/秒

坡度系数 2.41%上坡（单向）

防震等级 基本烈度为VI度，按VII度设防

所获荣誉

《2010年度中国公路学会科学技术特等奖》 2009年度广东省科学技术奖二等奖

《四渡河深切峡谷悬索桥关键技术研究》 2009年度中国公路学会科学技术一等奖

《复杂地形地质条件下山区高速公路建设成套技术》 2010年度中国公路学会科学技术特等奖

2011年度国家科技进步二等奖

四渡河大桥 2010年度中国公路勘察设计协会公路交通优秀设计二等奖

2016年第十三届中国土木工程詹天佑奖

功能价值

四渡河大桥为中国规模大、难度高的山区桥梁工程，随着大桥关键设计施工技术的攻克和四渡河大桥的工程竣工，该桥将有力促进中国山区大跨度桥梁技术的进步，推动山区高速公路的技术发展。（《山区高速公路、桥梁、隧道关键技术研讨会》 评）

四渡河大桥作为首座山区大跨度钢桁梁悬索桥，在突破恶劣地质、地形条件的过程中，充分利用既有环境条件，善于发挥科技创新的巨大作用，取得了很大成绩，对同类工程建设具有很好的示范和带头作用；同时，该桥的建成在加快当地交通、经济发展，提高人民生活质量水平方面，起到了无可替代的重要作用。 （中国土木工程学会 评）

建设沿革

2004年8月20日，四渡河大桥动工兴建。

2006年7月31日，四渡河大桥完成两侧的索塔、基桩、承台、塔座等工程；8月31日，四渡河大桥完成主缆架设工程；10月9日，四渡河大桥火箭抛送先导索仪式圆满结束。

2007年2月1日，四渡河大桥完成猫道架设工程；7月15日，四渡河大桥完成两根主缆架设工程，并进行主缆索安装工程。

2008年9月11日，四渡河大桥钢桁架梁吊装进行合龙工程；10月24日，四渡河大桥完成合龙工程，大桥全线贯通。

2009年11月15日，四渡河大桥通车运营。

2015年3月15日，四渡河大桥竣工验收。

活动及其他

建设成果

技术难题

四渡河大桥的科技创新与新技术应用主要有以下几点：

1、对隧道锚开展了岩体力学性能试验、国内较大的隧道锚模型拉拔试验、岩体力学参数与流变参数反演分析、隧道锚围岩三维数值分析等系统科学研究，创新了隧道式锚碇施工技术，提高了隧道锚的建造技术水平。

2、索鞍运输采用 “3拖头+1辅推”的创新方案，解决了山区道路坡陡弯急情况下大件运输的难题。

3、首次提出锚碇预应力锚固系统单根可换索施工技术，采用喷涂环氧钢绞线蜂窝管集束，研发了国内首例37孔大吨位锚垫板，创新了一套悬索桥锚碇预应力锚固系统施工技术，减少了混凝土方量，提高了悬索桥缆索使用寿命，节约了运营期间的大桥维护成本，社会经济效益显著。

4、首创“大跨度悬索桥先导索火箭抛送技术”，首次将火箭技术引入悬索桥先导索施工，巧妙将军用技术和桥梁建设技术结合在一起，该技术的成功研发，填补了中国国内外在峰高谷深复杂地形的山区大跨度悬索桥先导索施工的技术空白，创建了悬索桥主缆先导索施工的新方法，技术安全、经济可靠。

5、研究了深切峡谷悬索桥钢桁架加劲梁施工成套技术，提出了深谷地区悬索桥创新的缆索吊系统施工技术，缆索吊起吊重物后可以沿中跨全跨范围内进行移动，起吊点位置不受限制，架设速度快、成本低，提高了悬索桥施工技术水平，为后续山谷钢桁梁悬索桥施工提供了很好的参考。