清水河大橋(Qingshui River Bridge),是中國貴州省境內(nèi)連接貴陽市開陽縣與黔南布依族苗族自治州甕安縣的過河通道,位于清水河之上,是貴陽—甕安高速公路(國家高速G69)的組成部分之一。
清水河大橋于2013年8月1日開工建設(shè);于2015年9月26日合龍;于2015年12月31日正式通車。
清水河大橋北起和平隧道,上跨清水河峽谷,南至毛云互通,大橋全長2174.1米,其中主跨1130米;橋面為雙向四車道高速公路,設(shè)計速度80千米/小時。工程項目總投資15.4億元人民幣。
建設(shè)歷程
建設(shè)中的清水河大橋
2013年8月1日,清水河大橋正式開工建設(shè)。
2015年9月26日,清水河大橋完成合龍。
2015年12月18日,清水河大橋貫通。
2015年12月25日,清水河大橋交付驗收。2015年12月31日,清水河大橋通車。
地理位置
清水河大橋位于甕安縣境內(nèi),全球最大的單跨板桁結(jié)合加勁梁懸索橋、亞洲第一山區(qū)鋼桁梁懸索橋。
橋梁結(jié)構(gòu)
貴陽至甕安高速公路上的清水河大橋,就是“橋梁博物館”里的一顆璀璨明珠。作為貴甕高速的全線控制性工程,清水河大橋總投資15.4億元,全長2171.4米,主跨1130米,是世界上最大單跨板桁結(jié)合加勁梁懸索橋,亞洲第一的山區(qū)雙塔單跨鋼桁懸索橋。設(shè)計采用9×40米T梁(開陽岸引橋)+1130米(主橋)+16×42米T梁(甕安岸引橋)構(gòu)造。清水河大橋共約使用鋼材6萬噸,混凝土33萬方。兩岸索塔基礎(chǔ)均采用18根直徑3.5米的樁基礎(chǔ);兩岸錨均采用重力式錨;索塔為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),開陽岸索塔高度為230米,甕安岸兩索塔高度分別為236米、220米。
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布置;清水河大橋為單跨簡支鋼桁梁懸索橋。
設(shè)計參數(shù)
清水河大橋的全橋采用(9x40)米+1130米+(16x42)米的跨徑布置,橋長合計2171.4米。主桁架桁高7.0米, 標準節(jié)間長7.6米。兩片主桁架弦桿中心間距27.0米。鋼桁梁主桁架端部下弦桿底面對應(yīng)端豎腹桿的位置豎向支座全橋共計4個。端主桁架上、下弦桿的外側(cè),對應(yīng)端主橫桁架的上、下橫梁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(nèi)傾,傾斜率內(nèi)側(cè)為1/26.170,外側(cè)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(yù)制平行鋼絲索股由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(cè)邊跨另設(shè)8根索股(背索)。錨碇平面尺寸為71.5米x48米,高度為47.5米。
技術(shù)攻關(guān)
國內(nèi)首創(chuàng)千米級纜索吊
大膽的板桁結(jié)合設(shè)計是清水河大橋在科技創(chuàng)新上最大的亮點,那么,國內(nèi)首次嘗試在同類型橋梁中使用超千米、大噸位纜索吊設(shè)備,則是最好的輔助。這樣的纜索吊運在國內(nèi)山區(qū)也屬首次應(yīng)用。板桁結(jié)合體和纜索吊的關(guān)系是相互支撐、缺一不可,張明閃做過計算,最大能吊裝200噸的纜索吊每天能吊裝一個節(jié)段,清水河大橋總共75個節(jié)段,差不多3個月的時間就完成吊裝,這比其他同類橋梁吊裝節(jié)約三分之二的時間。要實現(xiàn)這些想法,主纜內(nèi)總重數(shù)千噸的179根基準索高度誤差值不能超過兩毫米,讓以噸計的材料誤差以毫米計,精細程度可想而知。由于主纜的材質(zhì)容易受到熱脹冷縮的影響,白天溫差大,不利于測量是否合格,測量工作必須晚上進行,同時還需要溫度保持在一定的范圍內(nèi)。資料顯示,施工地超過三分之二的時間都在風雨中度過。測量纜繩的工作足足花了一個月。為了讓纜繩在空中“各走各的路”,施工團隊還專門設(shè)計了一系列設(shè)備,在不斷創(chuàng)新解決問題的過程中,清水河大橋的施工進展順利,原計劃在2016年年底完工的清水河大橋,工期整整提前了一年。
技術(shù)難題
1.在開陽縣一側(cè),清水河大橋橋柱深達72米,而在甕安縣一側(cè)深度僅為18米,兩者差6倍,建設(shè)難度較大。受限于特殊的溶洞,大型材料無法采用傳統(tǒng)的垂直起吊法。
2.沒有讓大型起吊設(shè)備進入施工現(xiàn)場的通道,即使機械從天而降,喀斯特地貌的特殊構(gòu)造也無法承受大型起吊設(shè)備帶來的巨大壓力,與此同時,清水河河道狹窄,大型運輸船只無法進入。
3.清水河大橋位處巖溶高度發(fā)育,給當時施工帶來一定影響。
技術(shù)創(chuàng)新
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(jié)合體系中傳力路徑不再這么明確,荷載作用于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桿。板桁結(jié)合體系中正交異形板同時發(fā)揮橋面板、橋面系和主桁架平面縱向聯(lián)系等多種作用,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(jié)合體系結(jié)構(gòu)受力合理,傳力路徑通暢,能較好滿足行車要求。板桁橋梁把正交異形板橋面和桁架的優(yōu)點充分組合起來。在全跨范圍內(nèi),橋面和桁架采用剛性連接。桁一板焊接連接構(gòu)造省去了高強度螺栓及拼接板,較為經(jīng)濟。通過對大量實測不同焊接條件(約束狀態(tài)、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(shù)理統(tǒng)計學分析,確定其分布規(guī)律,并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。
為了適應(yīng)山區(qū)風力大的環(huán)境,檢修設(shè)備要具有較強的抗偏載和抗風能力。檢修設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在主纜上26°角的爬升,同時在切斷動力源時,檢修設(shè)備要能夠穩(wěn)定地駐車。檢修設(shè)備能實現(xiàn)自動過吊索功能,這就要求對檢修設(shè)備的行走輪、拉桿和壓緊輪進行優(yōu)化設(shè)計,并設(shè)計合理的控制系統(tǒng),保證過吊索時動作機構(gòu)的準確執(zhí)行。
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(shè)計階段工程地質(zhì)勘察”項目,榮獲2019年度中國勘察設(shè)計協(xié)會優(yōu)秀勘察設(shè)計獎二等獎。
建造紀錄
清水河大橋406米深、2171米長,是截止2016年1月世界第二高橋。建造中使用科技創(chuàng)新進行板桁結(jié)合設(shè)計,并國內(nèi)首創(chuàng)千米級纜索吊設(shè)備使用,3個月的時間就完成吊裝,這比其他同類橋梁吊裝節(jié)約三分之二的時間。該項目催生了《山區(qū)千米級板桁結(jié)合加勁梁懸索橋建養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》、《山區(qū)大跨徑板桁結(jié)合鋼桁梁懸索橋建設(shè)及管養(yǎng)技術(shù)研究》、《大跨徑纜索吊成套技術(shù)研究》等9個科研項目,20余篇論文、10余個專利、1個工法。
建造意義
貴陽至甕安高速公路全長71公里,總投資95億元。項目建成通車后,貴陽至甕安的車程將縮短至一個小時,便捷的高速通道將有效改善開陽縣、甕安縣交通環(huán)境,使之更快地融入黔中經(jīng)濟區(qū)“1小時經(jīng)濟圈”,對增強省會城市貴陽的輻射帶動作用,促進黔中經(jīng)濟區(qū)的協(xié)調(diào)快速發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。
承建單位
這座大橋誕生于一群年輕人之手。中交二公局第二工程有限公司是清水江大橋項目部經(jīng)理王鳳存,36歲;黨委書記高恒,33歲;總會計師鐘珂軍,26歲。
運營情況
根據(jù)貴州省交通運輸廳2020年1月公布的《貴州省高速(一級)公路及橋隧收費標準》,清水河大橋?qū)儆?類橋梁,貨車收費標準如下:
參考資料 >
“橋”見甕安 | 清水河大橋,從開工建設(shè)到通車運營僅用了29個月.甕安縣人民政府.2023-12-16
貴甕高速清水河大橋合龍.環(huán)球網(wǎng)國內(nèi).2023-12-16
刷新世界同類型橋梁之最,這里是寫在高山大地上的“橋梁博物館”.百家號.2023-12-16
?貴州省橋梁調(diào)查報告.貴州商學院.2023-12-16
貴州清水河大橋正式建成通車 系世界第二高橋.央視網(wǎng).2023-12-16