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。

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。

清水河大橋位於貴州省甕安縣境內，全球最大的單跨板桁結合加勁梁懸索橋、亞洲第一山區鋼桁梁懸索橋。

貴陽至甕安高速公路上的清水河大橋，就是“橋樑博物館”里的一顆璀璨明珠。作為貴瓮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合加勁梁懸索橋，亞洲第一的山區雙塔單跨鋼桁懸索橋。設計採用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。兩岸索塔基礎均採用18根直徑3.5米的樁基礎；兩岸錨碇均採用重力式錨；索塔為鋼筋混凝土框架結構，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。

● 整體布局

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布置；清水河大橋為單跨簡支鋼桁梁懸索橋。

● 設計特點

設計參數

清水河大橋的全橋採用（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，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。

國內首創千米級纜索吊

大膽的板桁結合設計是清水河大橋在科技創新上最大的亮點，那麼，國內首次嘗試在同類型橋樑中使用超千米、大噸位纜索吊設備，則是最好的輔助。這樣的纜索吊運在國內山區也屬首次應用。板桁結合體和纜索吊的關係是相互支撐、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段，清水河大橋總共75個節段，差不多3個月的時間就完成吊裝，這比其他同類橋樑吊裝節約三分之二的時間。要實現這些想法，主纜內總重數千噸的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。由於主纜的材質容易受到熱脹冷縮的影響，白天溫差大，不利於測量是否合格，測量工作必須晚上進行，同時還需要溫度保持在一定的範圍內。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”，施工團隊還專門設計了一系列設備，在不斷創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。

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。

3.清水河大橋位處岩溶高度發育，給當時施工帶來一定影響。

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桿。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。這種板桁結合體系結構受力合理，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。

● 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、拉杆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。

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，榮獲2019年度中國勘察設計協會優秀勘察設計獎二等獎。

清水河大橋406米深、2171米長，是截止2016年1月世界第二高橋。建造中使用科技創新進行板桁結合設計，並國內首創千米級纜索吊設備使用，3個月的時間就完成吊裝，這比其他同類橋樑吊裝節約三分之二的時間。該項目催生了《山區千米級板桁結合加勁梁懸索橋建養關鍵技術研究與示範》、《山區大跨徑板桁結合鋼桁梁懸索橋建設及管養技術研究》、《大跨徑纜索吊成套技術研究》等9個科研項目，20餘篇論文、10餘個專利、1個工法。

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、甕安縣交通環境，使之更快地融入黔中經濟區“1小時經濟圈”，對增強省會城市貴陽的輻射帶動作用，促進黔中經濟區的協調快速發展有著重要的戰略意義。

承建單位

這座大橋誕生於一群年輕人之手。中交第二公路工程局第二工程有限公司是清水江大橋項目部經理王鳳存，36歲；黨委書記高恆，33歲；總會計師鍾珂軍，26歲。

● 票制票價

根據貴州省交通運輸廳2020年1月公布的《貴州省高速（一級）公路及橋隧收費標準》，清水河大橋屬於5類橋樑，貨車收費標準如下：