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清水河大橋

(中國貴州省境內過河通道)

鎖定
清水河大橋(Qingshui River Bridge),是中國貴州省境內連接貴陽市開陽縣黔南布依族苗族自治州甕安縣的過河通道,位於清水河之上,是貴陽—甕安高速公路的組成部分之一 [1] 
清水河大橋於2013年8月1日開工建設;於2015年9月26日合龍 [2]  ;於2015年12月31日正式通車 [1] 
清水河大橋北起和平隧道,上跨清水河峽谷,南至毛雲互通,大橋全長2174.1米,其中主跨1130米 [2]  ;橋面為雙向四車道高速公路,設計速度80千米/小時 [3]  。工程項目總投資15.4億元人民幣 [2] 
中文名
清水河大橋
外文名
Qingshui River Bridge
始建時間
2013年8月1日
投用時間
2015年12月31日
所屬地區
中國貴州省
類    型
公路橋、懸索橋、特大橋
長    度
2174.1 m
寬    度
24.5 m
車道規模
雙向四車道
設計速度
80 km/h
起止位置
貴陽市開陽縣、黔南州甕安縣
途經線路
貴陽—甕安高速公路

清水河大橋建設歷程

建設中的清水河大橋 建設中的清水河大橋
2013年8月1日,清水河大橋正式開工建設 [2] 
2015年9月26日,清水河大橋完成合龍 [2]  。12月18日,清水河大橋貫通。12月25日,清水河大橋交付驗收。12月31日,清水河大橋通車 [1] 

清水河大橋地理位置

清水河大橋位於中國貴州省貴陽市與黔南布依族苗族自治州交界處的清水河峽谷上;大橋北起和平隧道,上跨清水河峽谷,南至毛雲互通;途經大橋的公路為貴陽—甕安高速公路(屬銀川-百色高速公路組成部分) [2] 
清水河大橋鳥瞰 清水河大橋鳥瞰

清水河大橋橋樑設計

清水河大橋橋樑結構

  • 整體佈局
清水河大橋由主橋、開陽岸引橋、甕安岸引橋及兩座橋塔組成,其中主橋路段呈東北西南方向佈置;清水河大橋為單跨簡支鋼桁梁懸索橋 [3] 
清水河大橋結構圖 清水河大橋結構圖
  • 設計特點
結構特點
錨碇
開陽岸和甕安岸錨碇採用擴大基礎結構形式,以中風化灰巖作為持力層,底面設置兩級平台。錨固系統由索股錨固連接構造和預應力拉索錨固構造組成。索股錨固連接構造由拉桿及其組件、連接器組成,拉桿上端與索股錨頭相連接,另一端與被預應力拉索錨固於前錨面的連接器相連接。預應力拉索錨固構造由預埋管道、鋼絞線拉索、錨頭及防護帽等組成。索股錨固連接構造包括單索股錨固單元和雙索股錨固單元兩種類型。
索塔及基礎
索塔為塔柱、橫樑組成的鋼筋混凝土框架結構,塔柱為普通鋼筋混凝土結構,橫樑為預應力混凝十結構。索塔兩塔柱橫橋向內傾,塔柱斷面為八邊形空心截面。兩岸索塔基礎均採用行列式佈置,嵌巖樁設計,樁尖進入中風化岩層深度不小於3倍的樁徑。
纜索系統
主纜預製平行鋼絲索股(PPWS)由鋅鋁合金鍍層高強度鋼絲組成。該橋採用鋼絲繩吊索,每一吊點設2根吊索。吊索與索夾為騎跨式連接;與加勁梁為銷鉸式連接。對於懸吊長度大於20米的吊索,在懸吊長度的中央設置減振架,以將一個吊點兩根吊索的四肢互相聯繫,減小吊索的風致振動。本橋在跨中設置了柔性中央扣,中央扣拉索構造與吊索相似,採用鋼絲繩拉索。中央扣拉索與中央扣索夾為騎跨式連接,與加勁梁為銷鉸式連接。
鋼桁梁加勁梁
主桁架採用帶豎腹杆的華倫式結構,在鋼桁梁主桁架端部下弦杆底面對應端豎腹杆的位置各設置一個豎向支座。在端主桁架上、下弦杆的外側, 對應端主橫桁架的上、下橫樑處各設個橫向抗風支座。鋼桁梁包括鋼桁架和正交異性鋼橋面板兩部分,板桁結合。鋼桁架由主桁架、主橫桁架和下平聯組成。主桁架採用帶豎腹杆的華倫式結構,由上弦杆、下弦杆、 豎腹杆和斜腹杆組成。上弦杆、 下弦杆選用閉P箱形斷面,斜腹杆、豎腹杆除在梁端豎向支座附近採用閉P箱形斷面外,餘均採用工字形斷面。主桁架杆件均為焊接構件。主橫桁架採用單層桁架結構,由上橫樑、下橫樑、 外側斜腹杆、豎腹杆和內側斜腹杆組成。上橫樑除梁端採用閉P箱形斷面外,其他均採用焊接I形斷面,下橫樑採用閉P箱形斷面,腹杆均選用I形斷面。主橫桁架上橫樑、下橫樑均為焊接構件;外側斜腹杆、豎腹杆和內側斜腹杆均採用熱軋H型鋼。下平聯採用K形結構,採用焊接工形斷面。正交異性鋼橋面板由橋面板、U肋、三道縱梁和兩道次橫樑組成。橋面板與主橫桁架上橫樑頂面平齊。正交異性鋼橋面板均為焊接結構。
參考資料: [3] 

清水河大橋設計參數

清水河大橋的全橋採用(9x40)米+1130米+(16x42)米的跨徑佈置,橋長合計2171.4米。主桁架桁高7.0米, 標準節間長7.6米。兩片主桁架弦杆中心間距27.0米。鋼桁梁主桁架端部下弦杆底面對應端豎腹杆的位置豎向支座全橋共計4個。端主桁架上、下弦杆的外側, 對應端主橫桁架的上、下橫樑處橫向抗風支座共計8個。開陽岸索塔高度230米,甕安岸索塔高度236米/220米。索塔兩塔柱橫橋向內傾,傾斜率內側為1/26.170,外側為1/17.535。開陽岸塔底為11.5米(順橋向)x11.5米(橫橋向),線性變化至塔頂9米(順橋向)x7米(橫橋向)。甕安岸左幅塔底為11.391米(順橋向)x11.312米(橫橋向),右幅塔底為11.565米(順橋向)x11.613米(橫橋向),均線性變化至塔頂9米(順橋向)x7米(橫橋向)。大橋主跨1130米,主纜分跨為(258+1130+345)米,主纜垂跨比為1/10,主纜橫橋向間距為27.0米,吊索順橋向間距為15.2米。主纜預製平行鋼絲索股由91根直徑為5.25毫米鋼絲組成,標準強度21770MPa,索股有179股,開陽側邊跨另設8根索股(背索)。錨碇平面尺寸為71.5米x48米,高度為47.5米 [3] 
技術標準
道路等級
高速公路
設計速度
80千米/小時
設計壽命
100年
車道設置
雙向四車道
荷載標準
公路-I級
設計風速
29.4米/秒
抗震等級
基本烈度6級
數據資料: [3] 

清水河大橋運營情況

  • 票制票價
根據貴州省交通運輸廳2020年1月公佈的《貴州省高速(一級)公路及橋隧收費標準》,清水河大橋屬於5類橋樑,貨車收費標準如下:
貨車類型
一型貨車
二型貨車
三型貨車
四型貨車
五型貨車
六型貨車
收費金額(元)
5.50
7.70
16.50
23.10
24.75
33.825
參考資料: [4] 

清水河大橋建設成果

清水河大橋技術難題

1.在開陽縣一側,清水河大橋橋柱深達72米,而在甕安縣一側深度僅為18米,兩者差6倍,建設難度較大。受限於特殊的喀斯特地貌,大型材料無法採用傳統的垂直起吊法 [5] 
2.沒有讓大型起吊設備進入施工現場的通道,即使機械從天而降,喀斯特地貌的特殊構造也無法承受大型起吊設備帶來的巨大壓力,與此同時,清水河河道狹窄,大型運輸船隻無法進入 [1] 
3.清水河大橋位處岩溶高度發育,給施工帶來一定影響 [3] 

清水河大橋技術創新

  • 山區板桁結合加勁梁懸索橋建設關鍵技術研究
板桁分離體系傳力路徑明確,上部荷載通過橋面系支座傳給主橫桁架,再由主橫桁架傳給主桁架。板桁結合體系中傳力路徑不再這麼明確,荷載作用於橋面板上一部分傳到主橫桁架,再由主橫桁架傳給主桁架,另部分直接傳到主桁架上弦杆。板桁結合體系中正交異形板同時發揮橋面板、橋面系和主桁架平面縱向聯繫等多種作用,有效地參與主桁架的彎曲,部分參與主桁架的受剪,使主桁受力有所改變。這種板桁結合體繫結構受力合理,傳力路徑通暢,能較好滿足行車要求。板桁橋樑把正交異形板橋面和桁架的優點充分組合起來。在全跨範圍內,橋面和桁架採用剛性連接。桁一板焊接連接構造省去了高強度螺栓及拼接板,較為經濟。 通過對大量實測不同焊接條件(約束狀態、焊縫斷面、焊接輸入線能量、施焊順序等)下的焊接變形量進行數理統計分析,確定其分佈規律,並以此研究減少焊接收縮變形的有效措施,同時通過焊接變形模擬計算分析,評估焊接收縮變形對橋面板和主桁受力的影響 [3] 
  • 山區特大橋自行式主纜檢修車研製
為了適應山區風力大的環境,檢修設備要具有較強的抗偏載和抗風能力。檢修設備能夠實現在主纜上26°角的爬升,同時在切斷動力源時,檢修設備要能夠穩定地駐車。檢修設備能實現自動過吊索功能,這就要求對檢修設備的行走輪、拉桿和壓緊輪進行優化設計,並設計合理的控制系統,保證過吊索時動作機構的準確執行 [3] 

清水河大橋科研成果

2020年1月,“貴陽至甕安高速公路清水河大橋施工圖設計階段工程地質勘察”項目,獲2019年度中國勘察設計協會優秀勘察設計獎二等獎 [6] 
美麗的清水河大橋

清水河大橋價值意義

清水河大橋就是“橋樑博物館”裏的一顆璀璨明珠。 [7]  (人民網評)
參考資料