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    就去旅游网  最近更新:2012年11月17日  浏览次数:  关健字:矮寨特大悬索桥
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矮寨特大悬索桥概述


矮寨特大钢桁加劲悬索桥矮寨大桥,是国家高速公路重点规划的8条西部通道之一的长沙至重庆通道,湖南段的吉(首)茶(峒)高速公路中的重点工程,在吉首市矮寨镇上空330米处横跨德夯大峡谷。桥身全长约1073.65米,其中悬索桥的主跨1176米。工程概算9.2亿元,预计2011年年底建成通车。



矮寨特大悬索桥简介


矮寨特大悬索桥位于湖南湘西。矮寨悬索桥桥距吉首市区约20公里,跨越矮寨镇附近的山谷,德夯河流经谷底,桥面设计标高与地面高差达330米左右。桥型方案


为钢桁加劲梁单跨悬索桥,全1073.65m,悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷,主跨居世界第14、亚洲第8。工程计划投入7.2亿元,占吉茶高速公路计划总投资的15%。目前正在建设之中。
 


矮寨特大悬索桥:世界上跨峡谷跨径最大的钢桁梁悬索桥,毫米粗导绳将拉通万吨钢缆据。



矮寨特大悬索桥主要技术标准


矮寨大桥为四车道高速公路特大桥,设计车速80km/h,设计汽车荷载为公路-1级,桥面设计风速34.9m/s。地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。



矮寨特大悬索桥工程建设进度


2010年3月28日,飞艇成功跨越跨度1176米的德夯大峡谷将矮寨特大悬索桥先导索从茶洞岸引牵到了吉 首岸,这标志着矮寨特大悬索桥正式进入上部构造施工阶段。



2010年10月20日,建设中的矮寨特大悬索桥的主缆完成了最后一根索股的架设,标志着大桥的索塔、主缆、钢桁梁三大主体工程完成了两项。


2011年4月11日上午9点30分,在矮寨桥吉首岸建设工地,随着一段重达200多吨,长17米的钢桁梁通过钢缆索道,由吉首一岸向中间缓缓滑动,矮寨大桥首创的轨索移梁方案开始了全面实施阶段。


索桥调装


2010年3月28日上午9时许,矮寨特大悬索桥茶洞岸端的施工现场,飞艇起飞前,工作人员做着最后的准备工作。9时10分,飞艇牵引着矮寨特大悬索桥先导索开始起飞升空


飞向峡谷对岸,而现场技术人员通过手中遥控装置准确地控制着飞艇飞行方向和高度。15分钟后,飞艇成功将先导索牵引到了对岸的巨型桥塔。“这标志着矮寨特大悬索桥正式进入上部构造施工阶段”湖南路桥建设集团矮寨特大悬索桥项目部总工程师张念来说,先导索虽然直径仅1毫米但承受的重量可达450公斤。据张念来介绍,“它是第一级绳的引导索。通过先导索再逐级把牵引绳放大,第二级绳直径将放到6毫米,接着是依次是直径为9毫、16毫米、22毫米的钢丝绳,一级一级加大,这样将桥主体结构从桥的一岸牵引到另一岸。矮寨特大悬索桥的主缆直径有85公分,分成169股,主缆预计在6月初施工,而桥面吊装预计要到2011年年初。


飞艇牵引


飞艇把先导索从茶洞岸索塔牵引到吉首岸索塔,飞艇牵引比直升飞机牵引节约48万元 。


“用飞艇的方式是比较高效、经济、安全的牵引方法。”张念来介绍,“因为所处位置是一个峡谷,风向多变,用直升飞对起飞场地比较苛刻,而飞艇体积比较小,对场地要求不高,只要有一块小空坪就行了,并飞艇牵引比较经济,直升飞机要60万,飞艇只要12万。飞艇引牵速度也比较快,15分钟就行了。”


矮寨特大悬索桥是吉茶高速公路项目关键控制性工程。吉首至茶洞高速公路是长沙至重庆高速公路湖南境内的一段,起于吉首市,终于湘黔渝三省(市)交界处的茶洞镇,路线全长64.3公里。作为该项目关键工程,矮寨特大悬索桥桥址距吉首市区约20公里,地处山区,桥位处山高谷深,跨越德夯大峡谷。桥面设计标高与地面高差达335米左右,山谷两侧悬崖距离在900米到1300米之间变化,地形地质条件复杂,施工难度大。


按照矮寨悬索桥设计方案,桥梁两端直接与隧道相连,主线采用双向4车道高速公路标准,设计车速为每小时80公里,路基宽度24.5米,悬索桥的主跨达1176米。


钢桁梁架设


2011年4月11日上午9点30分,在矮寨桥吉首岸建设工地,随着一段重达200多吨,长17米的钢桁梁通过钢缆索道,由吉首一岸向中间缓缓滑动,矮寨大桥首创的轨索移梁方案开始了全面实施阶段。

 



矮寨特大悬索桥建设意义


大桥建成后,矮寨公路堵车的现状将成为历史,而长沙到重庆、成都之间,再也不需要经历这惊心动魄 矮寨特大悬索桥的“公路奇观”了。不过,那时候,当汽车在世界第一峡谷钢拉悬索桥上行走时,那种感觉也足以让人心颤的。作为吉茶高速公路关键控制性工程,该桥的历史意义和现实意义也非常重大。吉茶高速公路是国家规划的八条西部公路大通道之一 ――长沙至重庆高速公路中的一段,是湘西北的重要出口。作为该线建设的重要组成部分,矮寨大桥的作用真可谓是“天堑变通途”。矮寨大桥的建设,将极大地改善目前湘渝两省市的交通现状,对两省市乃至中西部的对接具有极其重要的意义。



矮寨特大悬索桥相关特色


首次采用塔梁分离式悬索桥结构体系


矮寨大桥索塔主跨1176m,加劲梁长1000.5m。吉首岸无索区长95m,主梁通过部分路基与隧道相连;  茶洞岸无索区长109.5m,主梁直接与隧道连接。



结合两岸地形及地质条件,采用塔梁分离式悬索桥结构体系减小了主梁长度,最大限度减少了对山体的开挖,节省了投资;实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。


由于选用了塔梁分离式悬索桥结构,钢桁梁长度小于主塔中心距,主缆存在无吊索区,会出现吊索卸载应力为零的情况,且钢桁梁转角位移大,钢桁梁的上、下弦应力超标,需对钢桁梁作特殊设计。设计采用的是增加竖向锚固拉索方案,设竖向锚固拉索,通过预应力岩锚将其锚固于岩石上。


钢桁加劲梁的设计


矮寨大桥的钢桁加劲梁包括钢桁架和桥面系。钢桁架由主桁架、主横桁架、上下平联及抗风稳定板组成。主桁架为带竖腹杆的华伦式结构,由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆采用箱形截面,除支座处腹杆采用箱型断面外其余均采用工字型截面。主桁桁高7.5m,桁宽27m,节间长度 7.25m。一个标准节段长度14.5m,由2个节间组成,在每节间处设置一道主横桁架。


主横桁架采用单层桁架结构,由上、下横梁及竖、直腹杆组成,其中上下横梁采用箱形截面,腹杆均采用工字型截面。上、下平联均采用K形体系、箱型截面。


加劲梁的架设采用轨索移梁法,利用大桥永久吊索在其下端安装临时吊鞍,然后在临时吊鞍上安装水平轨索,再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道,实现由跨中往两端拼装大桥的钢桁加劲梁。


索塔、隧道锚、公路隧道相互影响


矮寨桥索塔、隧道锚、公路隧道相互影响的处理
矮寨大桥采用了桥隧相联的形式,设计者通过巧妙设计,解决了一系列影响山体稳定和桥梁结构的问题。


施工阶段,隧道入口仰(边)坡开挖、隧道掘进、塔基开挖、隧道式锚碇开挖均会对山体稳定造成一定影响;运营阶段,索塔与锚碇的荷载、端吊索的荷载将共同作用于山体。


设计者运用了FLAC-3D岩土工程分析软件建立岩体的本构模型,对山体的整体稳定性进行了分析计算。对山体进行了必要的加固防护措施,以确保山体的稳定和桥梁结构安全。


抗风性能研究


矮寨大桥地处山地峡谷,抗风稳定性研究成为大桥建设中的一大课题。


根据风动试验结果,稳定板的设置,对提高矮寨大桥的气动稳定性能起着至关重要的作用,在该措施下各攻角均满足了颤振检验风速的要求。由于稳定板的增加会加大结构所受的静气动荷载,因此稳定板的高度不宜过高。


矮寨特大悬索桥概述


 湖南矮寨特大悬索桥是吉茶高速公路的控制性工程之一,是湖南至重庆高速公路跨越湘西德夯大峡谷的一座特大型桥梁。桥位距吉首市区约20公里矮寨镇,横跨著名的“矮寨天险”,地理位置十分特殊,坡陡谷深的地质条件对大桥的交通管理和安全施工带来一定的考验。同时,矮寨大桥位于苗族、土家族聚居区,如何尊重当地民族风俗习惯、保护当地生态环境,也给施工方提出了更高的要求。


矮寨特大悬索桥位于吉首市矮寨镇上空330米处,横跨德夯大峡谷,一侧是湘西著名旅游景点德夯风景区,另一侧是著名的公路奇观“矮寨坡公路”,而建成后的特大悬索桥也将成为当地一个现代公路奇观。


在60多米高的索塔上,一根手臂粗的索股在牵引机的拉动下缓缓向对面移动,这是主缆的最后一根索股。施工人员介绍,一根索股重37吨,从牵引到定位需要3个多小时,线形精度误差不能超过5毫米。


矮寨特大悬索桥有两根主缆,主缆直径855毫米,长1600余米,一根主缆重量为6000吨。每根主缆由169根索股构成,每根索股又由127根直径5.25毫米的平行高强镀锌钢丝组成,每根主缆包含21463根钢丝,每根高强钢丝的强度均大于1670兆帕,每根主缆能承受超过3万吨的拉力荷载。


据介绍,大桥主缆架设完工,意味着大桥桥面的钢桁梁施工即将开始,而钢桁梁施工将采用轨索移梁的新工艺架设,这是世界上首次在峡谷大跨径悬索桥建设中采用这种施工工艺,将填补世界桥梁建设的空白。


矮寨特大悬索桥是国家高速公路重点规划的8条西部通道之一的长沙至重庆通道,湖南段的吉(首)茶(峒)高速公路中的关键控制性工程,桥身全长约1073.65米,其中悬索桥的主跨1176米。工程概算9.2亿元,预计2011年底建成通车。


这表明矮寨悬索桥最重要、最关键的受力构件——主缆索股架设已全部顺利完工。矮寨大桥的主缆索股长度较长、数量多、重量大。每根主缆由169股索股构成,每根索股由127根直径5.25毫米的平行高强镀锌钢丝组成,即每根主缆包含21463根钢丝,索股的平均长度为1657.3m,重35.8t。矮寨悬索桥主体工程由索塔、主缆、钢桁梁三大部分构成,其中主缆是承载桥身重量的主体,索股的架设质量好坏将直接影响到主缆的质量,进而影响到整个大桥的质量。全部索股按装完毕后,将进行紧缆,安装索夹和吊索,架设钢桁架及桥面系施工等工作。


据了解,由于使用悬索桥代替原计划建造长达10公里且穿越岩溶强烈发育区的隧道,从而缩短路线长度12公里,设计速度提高到80公里/小时,工程投资节约2亿元,每年还可节约近2亿元的汽车运输成本和隧道管理养护费用。这是湖南省交通规划勘察设计院的公路、桥梁、隧道、地质、环保、建筑专家们联合攻关的杰作,专家们开创的新技术为复杂地区修建高速公路提供了一系列突破性的新思想,也正是落实和实践科学发展观的具体体现。



湖南矮寨特大悬索桥 - 背景


 


湖南矮寨特大悬索桥远景

湖南矮寨特大悬索桥远景

项目背景长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路位于湖南省西部,途经湘西土家族、苗族自治州的吉首市和花垣县,是长沙至重庆公路通道湖南省境内的最西段,也是地形、地质条件最为复杂的一段。路线起于湘西土家族苗族自治州首府——吉首市,与湖南省常德至吉首高速公路(正在建设)相接,终于湘黔渝三省(市)交界处的“边城”——茶洞镇花垣河,与重庆至长沙公路洪安至酉阳高速公路(初步设计阶段)相连。


路线全长64.3093km。本项目勘察设计纳入了交通部勘察设计典型示范工程项目。矮寨特大桥为吉茶高速公路的控制性工程。桥位距吉首市区约20公里,跨越风景秀丽的德夯大峡谷和中国著名的公路奇观——矮寨盘山公路(旧川湘公路)。


桥位紧邻德夯苗族文化风景区,自然环境优美,地形条件复杂,桥面设计标高与地面高差达330m左右,山谷两侧悬崖距离从900m到1300m之间变化。在“安全、舒适、环保、和谐”的设计原则下确定最佳的桥位及桥型方案是政府主管部门、业主和设计师共同关注的问题。



湖南矮寨特大悬索桥 - 研究方案


 一、自然条件 
1 地形桥位区域从大的地貌上讲位于云贵高原的边缘,地貌单元为低山地貌,矮寨特大桥沿北西向横跨德夯大峡谷,沿桥轴线地形起伏极大。峡谷最低处地面标高为240m左右,最高处标高为660m~740m。山坡平均坡度约54°~49°。谷底宽约60m,地形较为平坦,有G209国道通过,沟内溪水自东向西流。山谷两侧悬崖距离从900m到1300m之间变化。在茶洞岸侧有一巨大的岩堆,岩堆上下高差达270m。 


2 气象亚热带季风性湿润气候,平均气温16.6℃,年平均降雨量1400mm,无霜期长,历年平均为282天。最冷月月平均气温2.8°C、最热月月平均气温25.4°C、极端最低气温-10.0°C、极端最高气温38.0°C;矮寨地区年平均冰冻天数为13天;矮寨地区年平均雾日为45天;吉首NNE向10分钟平均风速13.3m/s、吉首NW向瞬间风速25m/s、花垣NW向瞬间风速31.9m/s。 


3 地质根据地质调查及钻孔资料,勘察场地发育的地层主要为第四系的粘土、块石和寒武系中统的灰岩和下统的灰岩、砂质页岩。岩层倾角平缓,一般在15°以内。受桥位地质构造及地形的影响,峡谷两岸发育有构造裂隙和卸荷裂隙。 


4 地震湖南省防震减灾工程研究中心《吉茶高速矮寨悬索桥工程场地地震安全性评价报告》分析认为:该工程场地所处的区域和近场区地震地质构造环境相对稳定,未来一百年内发生5.5级以上地震的可能性较小,场地工程地质条件简单,地基稳定,未发现全新世的活动断裂,在遭受设防概率水准下的地震活动时发生地震地质灾害的可能性较小,适宜拟建工程项目的建设。工程拟按100年基准期、2%超越概率水平设防,可取地震动峰值加速度0.05g、地震动反应谱特征周期为0.35s(对应于原地震基本烈度小于Ⅵ 度区)进行抗震设计。 


桥隧方案比选吉首至茶洞高速公路面对德夯大峡谷高差达500m的悬崖绝壁和横亘其身后绵延数十公里的排碧台地,在最初的工可方案设计中,几乎让大家认为特大隧道方案是唯一选择,但是设计者们发现,特长隧道不但修建管养复杂、建设费用和管理费用昂贵,而且社会资源和能源消耗巨大、行车舒适度和安全性极差、隧道产生的大量废方和废汽严重污染环境等问题又让每个人心存隐忧,于是有了长达四年的漫长探索路,有了一桥飞跨德夯大峡谷的矮寨梦之桥。 


二、桥型研究 
1总体原则由于矮寨特大桥独特的地形条件(桥面与谷底高差达330m,山顶与谷底的最大高差达500m,山谷两侧悬崖距离从900m到1300m之间变化。在茶洞岸侧有一巨大的岩堆,岩堆上下高差高达270m),按照“安全、舒适、环保、和谐”的设计原则,梁桥、拱桥、斜拉桥对于本桥明显不合适。悬索桥目前的最大跨径约2000m,在本桥桥址处修建跨径1200m左右的悬索桥,索塔可以置于峡谷两侧的山体上,大大地降低索塔高度,同时避开茶洞岸侧的巨大岩堆。综上所述:采用悬索桥为唯一可行的方案。 

2 方案比选根据桥位区域的自然条件,综合考虑路线的总体走向,就正线、M线、N线、S线、P线、C线、Q线共七个线位方案进行了深入比较,主要考虑桥梁两端接线、索塔及锚碇的布置、两岸隧道断面形式等因素。下面就正线、M线、C线、Q线四个线位方案分述如下:


(1)、正线方案正线方案悬索桥以290度(右交角)与德夯大峡谷相交,主缆的孔跨布置为:406m+1300m+73m,钢桁加劲梁全宽27m,主索垂跨比F/L=1/9.2,全桥采用88对吊索,吊索标准间距为12.8m,主跨梁高(主桁中心线处)6.5m;主梁桥台处设竖向支座、水平弹性支座及横向抗风支座。两岸锚碇均为隧道式锚碇;吉首岸索塔采用钢—混凝土组合结构,茶洞岸采用钢筋混凝土结构;单根主缆由234束91丝ф5.1平行镀锌钢丝组成;吊索选用骑跨式钢丝绳吊索(8X36SW+IWR,公称抗拉强度1870MPa)。 图4.2.1 正线方案桥型图吉首岸索塔布置在悬崖及矮寨三号隧道上端,山体较单薄;两岸索塔间距1300m。主梁两端分别与矮寨三号隧道和坡头隧道连接。吉首岸锚碇处位于主塔以外的山体内,距主塔约406m,锚碇处山体巨大。茶洞岸边跨较短,约73m。该方案两岸均采用隧道式锚碇,较其它形式锚碇造价便宜。但存在以下弊端: ①两边跨跨径相差太大,吉首岸边跨主缆刚度太小,结构布置形式不合理。 ②吉首岸索塔由于立在山体上方,抗推刚度大,采用常规高标号混凝土索塔无法满足设计要求,需设计成钢索塔。由于运输及地形条件限制,施工极端困难。 ③全桥造价偏高。 


 


2010年10月20日,工人在“猫道”上查看正在安装的最后一根索股。矮寨特大悬索桥有两根主缆,主缆直径855毫米,长1600余米,重量为6千吨。每根主缆由169根索股构成,每根索股又由127根直径5.25毫米的平行高强镀锌钢丝组成,每根主缆包含21463根钢丝,每根高强钢丝的强度均大于1670兆帕,每根主缆能承受超过3万吨的拉力荷载。

2010年10月20日,工人在“猫道”上查看正在安装的最后一根索股。矮寨特大悬索桥有两根主缆,主缆直径855毫米,长1600余米,重量为6千吨。每根主缆由169根索股构成,每根索股又由127根直径5.25毫米的平行高强镀锌钢丝组成,每根主缆包含21463根钢丝,每根高强钢丝的强度均大于1670兆帕,每根主缆能承受超过3万吨的拉力荷载。

 


 (2)、M线方案主缆的孔跨布置为:113m+1228m+73m,钢桁加劲梁全宽27m。主索垂跨比F/L=1/9.2;全桥采用86对吊索,吊索标准间距为12.8m,主跨梁高(主桁中心线处)6.5m;主梁桥台处设竖向支座、水平弹性支座及横向抗风支座。吉首岸锚碇采用重力式锚碇,茶洞岸锚碇为隧道式锚碇。索塔均采用钢筋混凝土结构。单根主缆由200束91丝ф5.1平行镀锌钢丝组成。吊索选用骑跨式钢丝绳吊索(8X36SW+IWR,公称抗拉强度1870MPa)。 吉首岸索塔布置在悬崖下部,距悬崖底部约50m。相对正线线位方案索塔间跨径减少约80m,主跨1228m,但由于索塔布置在悬崖下方的较陡的边坡上(其坡度约51度),索塔高度增加至约200m;吉首岸锚碇布置在矮寨三号隧道上端的山体上,采用重力式锚碇。M线方案克服了正线方案结构布置不合理的缺点,吉首岸索塔采用钢筋混凝土混凝土结构就能满足设计要求,但由于索塔位置下移,需额外增设一条施工便道,施工极为困难,而且吉首岸重力式锚碇对山体稳定存在一定影响。 


(3)、C线方案 C线方案悬索桥以280度(右交角)与德夯大峡谷相交,该方案在谷底距正线桥位约250m,地形地貌与正线大体一致,吉首岸山体完整性较差,受平行坡面的一组裂隙控制,桥台处有危岩。茶洞岸山体较完整,悬崖处无危岩,但山体地表岩溶(溶沟、溶槽)与地下溶蚀裂隙较发育。主缆的孔跨布置为:133m+1100m+112m,钢桁加劲梁全宽27m。主索垂跨比F/L=1/10,全桥采用83对吊索,吊索标准间距为10.5m,主跨梁高(主桁中心线处)9.5m;主梁桥台处设竖向支座、水平弹性支座及横向抗风支座。单根主缆由161束91丝ф5.1平行镀锌钢丝组成,两岸均采用钢筋混凝土索塔及隧道式锚碇。通过对C线方案的仔细研究,可以得出如下结论: ①吉首岸主塔位于体积约500000m3的危岩体上,对主塔及下部隧道洞口的稳定性将产生不利影响。 ②由于锚碇下端与矮寨三号隧道上端距离太小,在设计主缆力作用下,吉首岸锚洞下方与公路隧道相连的围岩出现部分贯通塑性区,当主缆力超载3倍时,下方公路隧道顶拱岩体的稳定性严重恶化而难以自稳。 ③桥型布置受地形限制,吉首岸侧隧道式锚碇的位置难以调整。


(4)、 Q线方案 Q线线位位于C线线位的左侧(前进方向),两个线位方案相距8~40m。Q线的吉首岸索塔位置较C线后移约20米,吉首岸锚碇由隧道式锚碇改为重力式锚碇,布置位置后移。主缆的孔跨布置为:280m+1128m+114m,钢桁加劲梁全宽27m。主索垂跨比F/L=1/9.6,全桥采用67对吊索,吊索标准间距为14.5m,主跨梁高(主桁中心线处)7.5m;主梁桥台处设竖向支座、水平弹性支座及横向抗风支座。索塔均采用钢筋混凝土门式索塔;吉首岸塔高136m,茶洞岸塔高52m,基础采用扩大基础,底面距隧道顶部距离约44m,以微风化灰岩作为持力层。主缆索股束数为209束。单束索股由91丝ф5.1镀锌钢丝组成。吉首岸锚碇采用重力式锚碇,锚体长度25m,水平交角43°。茶洞岸锚碇为隧道式锚碇,水平交角32°,锚体长度45m。两岸桥台均与隧道直接相连。桥台位置地势陡峭,为增强桥台与隧道山体的联系,桥台基础、背墙、侧墙均与山体岩石用预应力锚杆加强连接。经过认真比较研究,Q线线位具有非常明显的优势: ① 避开了吉首岸危岩体对索塔的影响。 ② 避开了吉首岸锚碇与隧道之间的相互影响,索塔、隧道、锚碇相互独立。 ③ 吉首岸索塔、锚碇、隧道可共有一条便道,较M线便道的长度、规模造价均可节省。 ④ 造价最低。 弊端是:Q线为避开吉首岸山体裂隙和危岩体对索塔的影响,土石方开挖量较大,约20万方。可通过因地制宜地布置观景平台和对弃方采取合理环保的处理措施,避免其对环境的影响。通过以上方案比较,Q线方案结构布置合理、施工相对方便、造价低,作为推荐方案。 


(5)、加劲梁结构形式大跨度现代悬索一般采用钢箱加劲梁或者钢桁加劲梁。在矮寨桥初步设计过程中,曾就其加劲梁究竟选用钢桁梁或钢箱梁为宜进行了深入细致的比选,最后确定采用钢桁梁形式。世界长大跨悬索桥加劲梁形式。[2]



湖南矮寨特大悬索桥 - 设计特点


矮寨大桥位于湖南湘西自治州吉首地区矮寨镇,是吉茶高速公路上一座跨越深谷的特大悬索桥。由于桥址风环境复杂,桥型新颖。为确保大桥的抗风稳定性和安全性,湖南大学风工程试验中心围绕该桥的抗风设计问题,做了系统的计算分析以及风洞试验研究。首先进行了桥址风环境特性的研究,制作了直径4m 的1:500的桥址地形模型,在 HD-2风洞低速试验段测试了桥址处风速沿高度和桥跨两个方向的分布规律。


依据研究成果,提出了矮寨桥抗风设计的主要技术参数。考虑峡谷地区施工条件,矮寨大桥采用了钢桁加劲梁。由于原设计断面颤振临界风速远不能满足要求,通过节段模型风洞试验对钢桁加劲梁进行了气动性能优化措施研究。试验了桥面板中央开槽、设中央竖直稳定板等多种可能的气动措施,最终确定了采用方便有效的封槽设置上、下中央稳定板的措施。其中上稳定板由桥面中央实体分隔带产生,无需另行设置。


最后,设计制作了1:245的全桥气弹模型,全面检验了矮寨大桥的抗风性能,完全满足抗风设计要求。鉴于山区风环境极其复杂,在桥址处建立了一种远程控制的新型的悬索吊挂式风环境观测系统,并已投入使用。长期观测资料将充实和修正现有风环境研究结果。


(1)避开了不良地质的影响。 矮寨悬索桥位置基岩裸露,岩石坚硬,产状平缓,地质稳定,无活动断层,有利于特大桥修建。如此同时,现场调查、遥感解译和地质勘探均标明,排碧特长隧道施工和运营期间极有可能引起隧道内大规模高水头涌水(或突泥)、隧道顶地表水源枯竭等环境地质灾害,应尽可能绕避。悬索桥方案所经地段,岩性变化较小,路堑边坡稳定性较好。特长隧道方案走向大致与一条NE向断裂带走向一致,边坡稳定性较差。


(2)改善了公路的安全性能。 由于特长隧道所处的特殊的水文、地质条件、其施工安全、运营安全存在极大的隐患;相对而言,悬索桥方案对各种安全隐患的可预测性、易抢救性和可修复性均优于特长隧道方案。隧道内部不设置硬路肩,也无法设置爬坡车道,安全性能也打了折扣。


(3)减小了对自然环境的影响。排碧特长隧道将产生多达180万m3 的废方,沿线高山峡谷、弃渣困难,其需大量占用耕地,在峡谷中大量弃方还可能诱发新的地质灾害;而明线方案弃渣量小且废渣场地可靠,对自然环境影响极小。特长隧道方案沿峒河展线,反复跨越峒河10余次,施工开挖的泥沙、运营期间的污水排放对峒河的水质影响较大。同时汽车噪声和废气对生活在峒河两侧山脚的居民带来较大的影响。悬索桥方案走山脊线,路线附近人烟稀少,耕地占用量极小,对周边少数民族居民影响不大;特长隧道产生的大量废汽和噪音,对隧道内的司乘人员不利。


(4)增强了公路的景观。 特长隧道方案在一个狭长的峡谷内反复穿越峒河和湘川公路,对峒河风光带破坏较大;矮寨悬索桥与独特的自然景观相得益彰,为矮寨的旅游盘山公路增添了新的人文景观;悬索桥方案从风景区旁通过,充分结合地形设置了多处观景平台,增加了公路景观。 


(5)提高了社会服务能力。特长隧道方案技术指标低,局部无法满足80Km/h的设计速度要求,安全隐患多,服务水平低;而悬索桥方案平纵面指标均衡,与地形条件结合协调,行车相对较舒适;悬索桥方案在排碧台地增设矮寨互通,将有力带动周边乡镇的经济发展,方便台地上的居民出行,同时有利于湘西旅游发展;而隧道方案从吉首西至排碧没有设置互通的条件,服务沿线经济能力较差。湘西山多田少,特长隧道方案沿峒河展线,占用耕地多,居民拆迁量大,安置工作十分困难;悬索桥方案符合当地政府部门的要求,切合地方群众的利益。


(6)降低了全寿命周期成本。悬索桥方案较特长隧道方案每年可节约运营成本约1亿元,同时每年节约管理养护费约5000万元;特长隧道方案沿国道展线,施工工期对国道正常运行和地方群众出行干扰大;悬索桥方案路线长度缩短约11km,节约了工程投资,提高了运行效益。更值一提的是,一桥飞架矮寨公路奇观,显示出磅礴的气势,并与独特的自然景观相辉映,为矮寨的旅游盘山公路增添新的人文景观,进一部提升矮寨的旅游价值。[3]



湖南矮寨特大悬索桥 - 保障措施


 


2010年

2010年 2010年 2010年10月20日,建设中的矮寨特大悬索桥的主缆完成了最后一根索股的架设,标志着大桥的索塔、主缆、钢桁梁三大主体工程完成了两项。矮寨特大悬索桥是国家高速公路重点规划的8条西部通道之一的长沙至重庆通道,湖南段的吉(首)茶(峒)高速公路中的重点工程,在吉首市矮寨镇上空330米处横跨德夯大峡谷。桥身全长约1073.65米,其中悬索桥的主跨1176米。工程概算9.2亿元,预计2011年年底建成通车。

 一是始终保持高位推进。
“自大桥开工以来,指挥部的几位指挥长经常亲临现场,及时解决出现的问题。吉首市市委书记、市长多次到工地检查指导、协调工作,矮寨镇书记、镇长也亲自挂帅,积极帮助协调解决施工中出现的问题。”符启银市长介绍道,各级领导对矮寨大桥的施工给予的高度重视,不仅加快了工作的协调力度,也极大地鼓舞了广大建设者的工作热情。

二是始终保持高质服务。
“大桥的建设用地涉及到当地群众的居住搬迁工作、临时性用地和建设用地等,这既要保证大桥的施工进度又要保证当地群众的合法权益,而我们通过公安交通、安检等部门挨家挨户上门服务的方式,仅用了一个星期就完成了这部分工作。矮寨大桥的建设用地、临时用地和工人住房等到目前没有出现任何问题,保障了施工进程。”符启银副市长自豪地说。

为了保障施工进度,提供优质服务,在今年指挥部组织相关部门人员召开了两次大桥现场办公。据不完全统计,大桥开工以来,这样的现场办公累计10次之多。

矮寨大桥施工现场位于七盘山公路段,日车流量达7000辆,交通压力大,“一堵全堵”,不容轻视。为了保证公路的畅通,交通协管现场,30多名交警与十多名干部实行24小时排班服务。施工爆破是工程中不可避免的环节,由于交通管制到位,对车辆进行及时疏散,从未出现过人员伤亡、车辆损毁的事故。

三是始终保持高压打击。
目前,矮寨特大悬索桥的建设环境良好。自开工以来,为了保证良好的施工环境,协调指挥部一方面加大宣传力度,组织宣传矮寨特大桥建成后所带来的巨大影响,另一方面对影响施工偷、摸、扒、窃等违法行为始终保持高压打击的态势。截至目前,对破坏施工的治安的违法行为行政扣留2人,训改11人。

矮寨特大悬索桥的施工难度非常大,交通管制的难度也非常的大,在以后的建设中还会遇到很多的问题和矛盾。将继续按照重点建设工程要求,进一步地搞好服务,解决问题,优化环境,保证工程的顺利竣工。



湖南矮寨特大悬索桥 - 意义


 


迷雾中的湖南矮寨特大悬索桥

迷雾中的湖南矮寨特大悬索桥

 矮寨特大悬索桥项目是联系中西部、长渝高速公路的控制性工程,也是跨峡谷世界第一的特大悬索桥工程。矮寨段是湘川公路最险的关卡,矮寨悬索大桥建成后,将消除湘川公路的瓶颈,打通长沙至重庆四川的高速通道,对湘西的经济社会发展具有重大的意义,它将成为湘西对外联系的大通道。


矮寨大桥跨越全国著名公路奇观“矮寨盘山公路”,它的建设将创造四个世界第一:跨峡谷建筑高度335米,跨径1176米;塔梁分离的新结构;轨索移梁新工艺架设主桁梁;大型岩锚吊索,底座用碳纤维新材料锚固。矮寨大桥是吉茶高速公路项目关键控制性工程。吉首至茶峒高速公路是长沙至重庆高速公路湖南境内的一段,起于吉首市,终于湘黔渝三省(市)交界处的茶峒镇,路线全长64.3公里。


大桥建成后将极大的改善当地交通条件,对促进当地旅游业的开发起到重大作用。大桥所处矮寨段,属喀斯特地貌,景色优美怡人,民族风情浓厚。此外,大桥特设观景通道,更方便于游客的观光。可以想见,矮寨在大桥通车之后,吉首两岸的居民往来将更加便利,美丽的湘西将由此焕发出新的活力。


大桥建成后,矮寨公路堵车的现状将成为历史,而长沙到重庆、成都之间,再也不需要经历这惊心动魄的“公路奇观”了。不过,那时候,当汽车在世界第一峡谷钢拉悬索桥上行走时,那种感觉也足以让人心颤的。作为吉茶高速公路关键控制性工程,该桥的历史意义和现实意义也非常重大。吉茶高速公路是国家规划的八条西部公路大通道之一 ——长沙至重庆高速公路中的一段,是湘西北的重要出口。作为该线建设的重要组成部分,矮寨大桥的作用真可谓是“天堑变通途”。矮寨大桥的建设,将极大地改善目前湘渝两省市的交通现状,对两省市乃至中西部的对接具有极其重要的意义。



  最终确定,在桥面系以上和桥面系以下分别布置上、下纵向抗风稳定板。上抗风稳定钢板高860mm,与两道内侧防撞栏结合,下抗风稳定板与主横桁架相连,由高1000mm、带纵向加劲肋钢板组成。

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