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官廳水庫特大橋

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官廳水庫特大橋（Guanting Reservoir Grand Bridge），是中國河北省張家口市懷來縣境內的跨湖通道，位於官廳水庫水道之上，是京包高速鐵路京張段的控制性工程，也是連接懷來東花園、燕山新城、沙城“一水三城”的標誌性工程 [3]  、2022年北京冬奧會的重點配套交通設施 [10]  。
2016年3月，官廳水庫特大橋開工建設 [9]  [19]  ；2018年10月30日，官廳水庫特大橋合龍 [3]  ；2019年12月30日，官廳水庫特大橋通車運營 [21]  。
官廳水庫特大橋線路東起東花園北站，上跨官廳水庫水道，西至懷來站；大橋全長9077.89米，主橋長880米，橋面為雙線電氣化高速鐵路，設計速度為350千米/小時 [1]  [5]  。
中文名
官廳水庫特大橋
外文名
Guanting Reservoir Grand Bridge
始建時間
2016年3月
投用時間
2019年12月30日
所屬地區
中國河北省張家口市懷來縣
類    型
鋼桁梁橋、鐵路橋、特大橋
長    度
9077.89 m
寬    度
15 m
車道規模
雙線
設計速度
350 km/h
起止位置
東花園北站、懷來站
途經線路
京包高速鐵路京張段
管理機構
中國鐵路北京局集團有限公司

目錄

  1. 1 建設歷程
  2. 2 橋樑位置
  3. 3 建築設計
  4. ▪ 建築結構
  1. ▪ 設計參數
  2. 4 設備設施
  3. 5 建設成果
  4. 6 文化特色
  1. 7 所獲榮譽
  2. 8 價值意義

官廳水庫特大橋建設歷程

2016年3月，官廳水庫特大橋開工建設 [9]  [19]  ；10月，官廳水庫特大橋全面動工 [4]  ；11月，官廳水庫特大橋主橋墩架設完成 [12]  ；11月18日，官廳水庫特大橋墩身澆築完成 [17]  。
2017年4月17日，官廳水庫特大橋進行首孔鋼桁梁頂推 [11]  [14]  ；5月17日，官廳水庫特大橋主橋進行第二孔鋼桁梁頂推施工；11月8日，官廳水庫特大橋拱型八孔鋼桁梁頂推完成 [15]  ；11月11日，官廳水庫特大橋主體工程完工 [2]  。
2018年1月16日，官廳水庫特大橋鋼桁梁全部落梁到位 [11]  ；10月30日，官廳水庫特大橋合龍 [3]  ；11月1日，官廳水庫特大橋開始進行鋪軌 [9]  。
2019年1月13日，官廳水庫特大橋鋪軌工作完成 [1]  ；6月18日，官廳水庫特大橋第一拱首批次上弦杆洗牆燈調試點亮 [20]  ；8月，官廳水庫特大橋完成亮燈調試 [13]  ；12月30日，官廳水庫特大橋通車運營 [21]  。
官廳水庫特大橋進行鋪軌作業

官廳水庫特大橋橋樑位置

官廳水庫特大橋位於中國河北省張家口市懷來縣境內，官廳水庫水道之上，南距官廳水庫大橋約70米，北距懷來大橋約1.6千米；大橋線路東起東花園北站，上跨官廳水庫水道，西至懷來站，橋樑中心裏程為K98+616.44；途經大橋的線路為京包高速鐵路京張段 [5]  。
官廳水庫大橋與官廳水庫特大橋並排跨過官廳水庫 官廳水庫大橋與官廳水庫特大橋並排跨過官廳水庫

官廳水庫特大橋建築設計

官廳水庫特大橋建築結構

  • 整體佈局
官廳水庫特大橋自東向西由北京側引橋、主橋、張家口側引橋組成，主橋線路採用東南至西北方向佈置 [5]  。
官廳水庫特大橋主橋全景 官廳水庫特大橋主橋全景
  • 設計特點
官廳水庫特大橋主橋為八孔簡支曲弦鋼桁梁橋，其設計特點為：
結構
組成
設計概況
主樑
主桁
採用8孔有豎杆整體節點三角桁架下承式簡支鋼桁梁；
上弦採用變高度桁式，近似拱形；
主桁上、下弦杆截面均採用焊接箱形斷面；
主桁上、下弦杆節點均採用整體節點形式；
斜杆截面形式部分採用H形截面；
上、下弦杆均採用四面拼接，除端斜杆採用四面拼接外其餘腹杆均插人節點板內拼接；
主桁拼接採用M30高強度螺栓。
橋面系
橋面系採用正交異性鋼橋面板；
橫樑均採用倒T形截面，支點處設置端橫樑，其他節點處設節點橫樑，相鄰節點橫樑間設三片節間橫樑，每線鐵路下設兩道縱梁，採用倒T形截面；
鋼橋面板縱向採用U形加勁肋和板式加勁肋，橋面板頂板連接採用焊接，縱橫樑腹板﹑底板和橋面板縱肋連接採用M24高強度螺栓拼接。
聯結系
聯結系包括上平縱聯、橋門架及中間橫聯，上平縱聯由斜杆、橫撐組成，採用交叉形；除橋門架處撐杆採用箱形截面外，其餘上平縱聯截面均為焊接工字形截面；
為降低高強螺栓延遲斷裂對高速列車的潛在傷害風險，限界上方聯結系採用全焊連接設計。
橋墩
主墩採用雙柱式矩形截面橋墩，墩中部設置系梁；
邊墩採用雙柱+單柱式矩形截面橋墩；
鋼樑與下部橋墩均採用球型鋼支座連接；
每孔梁設置固定支座、縱向活動支座、橫向活動支座、多向活動支座各一套；
由於橋墩採用延性設計，為確保抗震性能，橫向活動支座在活動範圍外設有限位；
為防止極端地震工況下主引橋結構之間的相互衝擊作用，在交界墩處設置有阻尼器。
參考資料： [5] 

官廳水庫特大橋設計參數

  • 技術標準
技術標準
線路等級
高速鐵路
正線數目
雙線
正線間距
5米
設計速度
350千米/小時
軌道類型
無縫鋼軌、無砟軌道
荷載標準
ZK荷載
最小橫向曲線半徑
一般7000米，困難5500米
最小縱向曲線半徑
25000米
最大縱向坡度
2.0‰
牽引種類
電力動車組
設計洪水頻率
1次/300年
設計洪水流量
11450立方米
最高洪水位高程
488.62米
地震動峯值加速度
0.211伽爾
參考資料： [5]  [22] 
  • 組成參數
官廳水庫特大橋全長9077.89米，全橋孔跨佈置為：36×31.5米+23.5米+31.5米+（40+64+40）米+3×31.5米+3×23.5米+69×31.5米+23.5米+110×31.5米+8×110米+21×31.5米+23.5米+31.5米；主橋各部分組成參數為：
結構
組成
組成參數
主樑
主桁
主桁支點桁高11.0米，跨中桁高19.0米，桁寬13.8米，節間長10.8米；
上弦杆內高1200毫米，內寬900毫米，板厚28至32毫米；
加勁肋寬200或220毫米，板厚20至28毫米；
下弦杆內寬900毫米，板厚24至36毫米；
端斜杆杆件內寬900毫米，高1320毫米，板厚40毫米；
其他腹杆外寬900毫米，高680毫米或720毫米，板厚16至28毫米。
橋面
鋼樑計算跨度108米，梁長109.7米；
橋面板上擋碓牆內側鋪設鋼筋混凝土板厚度20釐米；
節點橫樑間距10.8米；
每線鐵路下設2道縱梁，間距1.5米。
橋墩
每個墩柱橫橋向4.0米，順橋向5.0米；
系梁距墩頂3.1米，梁高1.6米，寬4.5米；
樁基直徑2.5米，共設12根；
全橋樁基共2505根，其中水下樁129根，總長約12.4萬米。
參考資料： [5]  [16]  [18] 

官廳水庫特大橋設備設施

  • 智能照明設施
官廳水庫特大橋夜景 官廳水庫特大橋夜景
截至2019年8月，官廳水庫特大橋設有智能照明設施，設置有一般模式、一般節日模式和重大節日模式三種不同方案，採用獨立的智能照明控制系統，可實現區域控制、模式控制、定時控制節約能源，“智能景觀”融入“智能京張”一體化 [13]  。
  • 雨水收集系統
截至2019年10月，為避免對水庫水體造成污染，官廳水庫特大橋主橋設置橋面雨水收集系統，可將橋面雨水收集後排入兩岸的沉澱蒸發池。雨水收集系統採用由不鏽鋼複合鋼板製成的新型開放式結構，可避免常規排水管堵塞、凍漲、破裂、老化等一系列問題，降低了漏水概率且易於清理維護 [5]  。

官廳水庫特大橋建設成果

  • 建設難題
官廳水庫特大橋鋼桁架 官廳水庫特大橋鋼桁架
官廳水庫特大橋的建設難點主要有：
1、拱形桁樑上弦為折線形杆件，杆件長度、形狀和重心不同，運輸狀態與拼裝狀態不一致，拼裝前上弦杆姿態調整困難；平﹑橫聯結構在行車建築限界上方採用焊接連接，與弦杆、腹杆採用栓接連接，如何克服焊接影響，確保多個栓接點拼裝成功是需要解決的難題 [6]  。
2、鋼桁梁簡支變連續過程中，當相鄰兩孔鋼桁梁為不同工況時，對輔助杆件尺寸的影響不同，輔助杆件設置複雜；簡支鋼桁梁變成連續結構後頂推施工節間長度不同，非等節間頂推增加了頂推滑道設計及頂推施工難度；簡支變連續梁的體系轉化步驟複雜，施工操作難度大，高位落梁安全風險高 [6]  。
3、水源保護要求高。官廳水庫是北京的水源備用地，大橋施工不能對水質造成任何影響 [8]  。
4、氣候環境惡劣。官廳水庫特大橋地處張家口進北京的“風口”區，常年大風，且持續時間長，冬季結冰期長達4個月，有效作業時間短 [9]  。
  • 施工技術
官廳水庫特大橋施工過程中採用的技術有：
1、超耐候鋼橋防腐塗裝技術。主橋鋼結構採用超耐候防腐塗裝技術，提高主橋鋼桁架耐候性能，最大程度地延長塗裝體系壽命，減少橋樑全壽命期內重新塗裝次數，降低鋼橋塗裝作業產生的各種污染。
2、鋼桁架架設採用“頂推法”施工，鋼樑在岸上像“搭積木”一樣拼裝好，再從岸邊向湖心頂推就位 [9]  。
  • 技術創新
1、無砟軌道長大鋼桁梁橋技術。為滿足無作軌道鋪設條件，開展了無砟軌道長大鋼桁梁橋技術研究，採用曲弦析架結構使主橋具備良好的整體剛度，通過鋼—混組合技術提升橋面局部剛度，給無作軌道板的連接提供了良好的條件 [5]  。
2、曲弦桁架橋智能檢查車技術。為解決曲弦鋼桁梁橋的檢查維修，配套研發了曲弦桁架智能檢查車輛，可在最大坡度46°曲弦上行走，搭載機器視覺技術可對大橋主體結構進行無人無損巡查，發現問題後能為養護人員提供2.5千牛頓荷載的維修平台，非檢修期可自主裝卸至平板車回庫貯有保養，綜合技術領先中國國外同類產品 [5]  。
3、研發了一種全新的針對特殊析梁杆件鑽孔的工藝與技術，開發了一種橋樑鑽孔用大型覆蓋式過橋定位樣板，用該樣板卡樣鑽制定位孔然後小樣板二次接鑽，避免構件制孔前各工序對孔羣精度的影響，從而有效保證栓孔精度和連接精度 [7]  。

官廳水庫特大橋文化特色

  • 夜景燈光秀
截至2019年8月，官廳水庫特大橋夜景體系以“百年京張，龍騰盛世”為設計理念，融入當地文化元素，動態呈現“魚躍龍門”“神龍戲水”“二龍戲珠”“五環奧運”“和平鴿”“煙花璀璨”“復興繁榮”等動態主題 [13]  。
官廳水庫特大橋燈光秀 官廳水庫特大橋燈光秀

官廳水庫特大橋所獲榮譽

2023年1月，榮獲2022～2023年度第一批國家優質工程獎。 [23] 

官廳水庫特大橋價值意義

官廳水庫特大橋對進一步增強區域對外輻射能力，帶動懷來官廳湖周邊旅遊、文化等相關產業，為推動懷來經濟發展發揮重要作用 [3]  。（河北省交通運輸廳 評）
參考資料
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