果子溝大橋

國內第一座公路雙塔雙索麵鋼桁梁斜拉橋

果子溝大橋全稱果子溝雙塔雙索麵鋼桁梁斜拉橋,該橋地上部分建設於07年8月22日開始澆築。果子溝大橋是國道045線賽里木湖至果子溝口高速公路建設項目控制性工程之一,橋樑全長700米,橋面距谷底凈高達200米,主塔高度分別為209米和215.5米,大橋主橋全部採用鋼桁梁結構,使用國內特殊專用橋樑鋼材17000噸,並採用高強螺栓連接,安裝精度控制在兩毫米以內。大橋是自治區公路第一座斜拉橋,也是國內第一座公路雙塔雙索麵鋼桁梁斜拉橋。

建設過程


2005年8月16日,中國人民共和國生態環境部同意賽里木湖—果子溝口高速公路(國家高速G405)的項目環境影響報告書,並作出批複,其中包括果子溝大橋。
2006年8月16日,果子溝大橋動工興建,大橋舉行開工典禮。
2007年6月24日,果子溝大橋完成1號主塔的第一個樁基的澆築工作;8月22日,果子溝大橋進行承台澆築工作。
2009年6月30日,果子溝大橋完成主塔封頂工程。
2010年8月28日,果子溝大橋完成主橋合龍工程,大橋全線貫通。
2011年9月18人,果子溝大橋完成橋面瀝青鋪設工作; 9月30日,果子溝大橋通車運營。
2012年8月30日,果子溝大橋通過竣工驗收工作。
2016年7月29日,果子溝大橋完成荷載試驗。
2017年7月28日,果子溝大橋進行橋樑靜、動載試驗工作。
2018年9月11日,果子溝大橋進行路面改造工程。

橋樑位置


果子溝大橋位於中國新疆維吾爾自治區伊犁哈薩克自治州霍城縣,地處果子溝與將軍溝交匯處、新疆北天山西部的果子溝風景區內,其橋面距谷底約180米;大橋北起蒙瓊庫勒,上跨果子溝峽谷,南至將軍溝隧道,途經該橋線路為連雲港—霍爾果斯高速公路(國家高速G30)。
果子溝大橋全景
果子溝大橋全景

建築設計


建築結構

● 整體布局
果子溝大橋分別由主橋、主橋、兩座橋塔、斜拉索、引橋組成;主橋路段呈西南至東北方向布置。
果子溝大橋呈西南至東北方向布置
果子溝大橋呈西南至東北方向布置
● 設計特點
結構特點
總體①果子溝大橋採用雙塔雙索麵鋼桁梁斜拉橋方案。②主梁在邊墩頂及主塔橫樑頂處設置縱向活動、豎向剛性的球形支座,對主梁提供豎向約束;在主塔處各設四個橫向抗風支座,分別布設在主桁上、下弦桿與塔柱之間;縱向採用液壓阻尼器裝置,主梁每片主桁於邊墩及主塔橫樑處各設置一組液壓阻尼器。
主梁①大橋採用鋼桁加勁梁,鋼桁梁由主桁、橫樑、上、下平聯、橫向連接系及橋面系組成,主桁為N形桁架,兩片主桁,採用焊接整體節點;主桁上②下弦桿採用箱形截面,每側豎板各設置一道板式加勁肋。主桁斜桿及豎桿均採用H形截面。兩桁之間設置縱向水平桁架(上、下平聯)和橫向聯結系形成穩定的空間結構,上、下平縱聯採用雙交叉形,桿件採用焊接“工”形截面。③橋面系由縱、橫樑及鋼筋混凝土橋面板組成,鋼筋混凝土橋面板支承於縱、橫樑上,為單向板設計,橫樑與橫向連接系組成桁架式橫樑,縱梁也採用“工”形截面;混凝土橋面板採用預製橋面板。④主桁結構採用Q370q-E鋼材、鋼橋面系、平面聯結系、橫向聯結系等部位的鋼材採用Q345q-E鋼,輔助結構採用Q235-B級鋼。
橋塔1、2號主塔均為階梯形鋼筋混凝土框架/2構,塔柱採用單箱單室截面,採用C50混凝土,階梯形主塔共分上、中、下三大節段,主塔基礎鑽孔樁,承台為啞鈴形,承台頂設塔座。
斜拉索斜拉索採用雙索麵平面扇形布置,為低鬆弛鍍鋅平行鋼絲束拉索體系,索體採用雙層HDPE防護;兩端採用冷鑄鐓頭錨具,梁端為固定端,塔上為張拉端。斜拉索減振採用內置橡膠減振塊及PE外面表面設置防風雨振螺旋線,同時設置體外減振器。
 

設計參數

果子溝大橋全長700米
果子溝大橋全長700米
果子溝大橋線路全長4.4千米,大橋全長700米,採用(170+360+170)米跨徑布置,其中主跨360米,樑上索距12米,塔上索距2.1米,橋面全寬26.93米。上層塔架高133.5米,中塔柱高 38米,下塔柱Z1、Z2號塔分別為38米、44米, Z1號塔全高209.5 米, Z 2 號塔全高215.5米;塔柱順橋向寬7米,橫橋向中二橫樑以上部分寬4米,以下部分寬4.5米,中層塔墩順橋向寬8米,橫橋向寬5.5米,下層塔墩順橋向寬9米,橫橋向寬6.5米,上橫樑高4米,其他橫樑高4.5米;Z1、Z2號主塔基礎均設24根直徑2. 5米的鑽孔樁,樁長分別為30米、55米,樁中心間距6. 4米,平面尺寸為(49.1×23.2)米,承台厚5. 5米,塔座厚2米。斜拉索鋼絲束直徑為7毫米,鋼絲抗拉強度標準值為1670兆帕。
技術標準
公路等級高速公路
設計速度80千米/小時
車道設置雙向四車道
荷載標準公路-Ⅰ級
坡度係數縱坡:2.445%(最大)
設計風速30.9米/秒
洪水頻率1次/300年
抗震等級按VIII度設防

票價票制

截至2016年7月,果子溝大橋為連雲港—霍爾果斯高速公路(國家高速G30)組成部分之一,其收費標準按該高速要求進行收費。

通行事項

2016年7月28日8時至22時,果子溝大橋進行檢測工作,將間歇性交通管制,檢測期間車輛注意繞行。

技術難題


● 建設難題
果子溝大橋果子溝大橋建設克服多個困難主要的建設難題及特點為:
1、地形高差大,山高坡陡,地勢險峻,便道的施工難度大且造價較高;
2、既有公路線形差,坡度大,病害多,運輸條件極為困難;
3、果子溝大橋穿越著名的果子溝風景區,環保要求高;
4、果子溝大橋施工場地狹窄,大量的橋樑構件預製場地及其他施工場地難以布置;
5、冬季漫長,氣溫嚴寒,混凝土施工需採取特定措施,冬季混凝土施工質量難以保障。
● 技術創新
果子溝大橋橋塔圖1
果子溝大橋橋塔圖1
1、根據果子溝大橋複雜地形、複雜氣候、脆弱生態、風景區景觀要求、有效工期短、施工場地狹窄等建設條件,果子溝大橋選擇鋼桁梁斜拉橋作為實施方案,較好地解決了山區地形構件運輸、梁體架設問題,體現了橋型選擇與建設條件的緊密結合。
2、果子溝大橋鋼桁梁與混凝土梁比,結構受力明確,恆載小約一半,抗震性能好,適合橋址處較高的地震烈度; 其具有良好的透風性,抗風性能好,適合橋址處複雜的風環境,其桿件小型化,採用工廠製作,運輸、吊裝方便,不受氣候影響,安裝速度快,施工期間風險小,工期、質量易保證。
3、果子溝大橋鋼桁梁採用整體節點技術,外觀整體線型流暢,整體性強,零件少,現場安裝工作量小,較好地適應了工期要求。
4、由於山區缺少氣象資料,橋址處設立臨時觀測站,觀測數據與臨近4座氣象觀測站同步對比分析,推導出橋址處氣象參數,並利用數字地形對風場計算分析,推出果子溝大橋風環境參數,對其結構進行動力特性分析及節段模型和全橋模型風洞試驗,摸清大橋的抗風性能。
5、由於地震烈度及橋樑高度均較高,高橋的抗震性能是選擇橋型的重要因素,果子溝大橋針對多種橋型結構及抗震措施進行過專題研究,其研究成果直接應用於施工圖設計。
果子溝大橋橋塔圖2
果子溝大橋橋塔圖2
6、果子溝大橋處於果子溝風景區,橋樑景觀要求高,而斜拉橋主塔景觀起至關重要作用。本橋主塔橋面以上高度低於塔墩高度,實屬罕見,設計採用階梯造型,視覺在高度方向進行分割處理,取得了較好的景觀效果,具中國國內獨創性。
7、由於鋼橋面鋪裝具有施工工藝複雜、使用環境要求高、運營期容易損壞等特點,果子溝大橋橋面系採用預製混凝土板,較好地避免了多個問題,提高了橋面鋪裝的耐久性及行車舒適性,其主桁合龍位置多,合龍位置有2根下弦桿、2根上弦桿、2根斜桿,共計6處,設計採用弦桿通過豎板上長圓孔和圓孔來實現精確合龍,斜桿通過現場投孔來實現半精確合龍,該合龍工藝具公路行業獨創性。

科研成果

技術名稱所獲獎項
《高寒複雜地質區域高速公路建設成套技術及工程應用》2013年度新疆維吾爾自治區科學技術進步一等獎

榮譽表彰

項目名稱所獲獎項
果子溝大橋2008年度新疆交通建設安全文明施工“優秀項目”
2009年度新疆交通建設安全文明施工“優秀項目”
2011至2012年度中國交通建設品牌工程

文化特色


● “伊烏客運游”
2016年6月1日,“伊烏客運游”觀光巴士開通運營,沿途經過風景獨秀的果子溝大橋,給出行的旅客提供不同的旅途享受。

重要意義


果子溝大橋遠景
果子溝大橋遠景
果子溝大橋作為新疆第一座斜拉橋、第一高橋,是新疆最大最重要的橋樑,同時也是全國首座公路鋼桁梁斜拉橋,它集新技術、新結構、新工藝、新設備“四新”於一身,是新疆公路建設史上一次重大突破。在新疆首次使用大體積混凝土溫度控制技術、塔梁非同步施工工藝、液壓爬膜、自行式移動模架等國內領先技術,為山區高速公路施工積累了寶貴的經驗。
該工程建成通車后,將解決伊犁河谷的出行難問題,使伊犁州直能夠全天候通達烏魯木齊,對邊疆地區的穩定和經濟發展具有重大意義。
溝大橋在設計施工中秉承“以最小限度破壞、最大限度的恢復”的環保理念,在克服地質災害頻發影響通行的同時,邊施工邊進行環保恢復工作。建成的大橋橋身與果子溝的美景渾然一體,將為果子溝國家級風景區再添一道美麗風景線。