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    湘西矮寨懸索大橋(簡稱“矮寨大橋”)位于湖南吉首矮寨鎮,是長沙至重慶公路通道吉首至茶洞高速公路的控制性工程,橋面與谷底垂直高差達330余米,主跨跨徑1176米,是首座塔梁分離式懸索橋,創造性地采用“軌索移橋”架設新工藝進行主梁的安裝架設。于2012年3月31日通車。

    矮寨大橋
    矮寨大橋

    矮寨大橋-簡介

    矮寨大橋矮寨大橋,又稱為矮寨特大鋼桁加勁懸索橋矮寨大橋,是國家高速公路重點規劃的8條西部通道之一的長沙至重慶通道。

    矮寨大橋距吉首市區約20公里,橋身全長約1073.65米,其中懸索橋的主跨1176米?缭桨偢浇纳焦,德夯河流經谷底,橋面設計標高與地面高差達330米左右。

    矮寨大橋
    矮寨大橋

    2007年10月開始啟動建設,它是吉(首)茶(峒)高速公路的關鍵性工程,也是湘渝的高速公路大動脈。工程概算9.2億元,于2012年3月31日建成通車 。

    矮寨大橋-結構體系

    塔梁分離式懸索橋結構體系

    矮寨大橋索塔主跨1176m,加勁梁長1000.5m。吉首岸無索區長95m,主梁通過部分路基與隧道相連; 茶洞岸無索區長109.5m,主梁直接與隧道連接。 結合兩岸地形及地質條件,采用塔梁分離式懸索橋結構體系減小了主梁長度,最大限度減少了對山體的開挖,節省了投資;實現了橋梁結構與自然景觀的完美融合。

    矮寨大橋
    矮寨大橋

    由于選用了塔梁分離式懸索橋結構,鋼桁梁長度小于主塔中心距,主纜存在無吊索區,會出現吊索卸載應力為零的情況,且鋼桁梁轉角位移大,鋼桁梁的上、下弦應力超標,需對鋼桁梁作特殊設計。設計采用的是增加豎向錨固拉索方案,設豎向錨固拉索,通過預應力巖錨將其錨固于巖石上[2] 。

    鋼桁加勁梁

    矮寨大橋的鋼桁加勁梁包括鋼桁架和橋面系。鋼桁架由主桁架、主橫桁架、上下平聯及抗風穩定板組成。 主桁架為帶豎腹桿的華倫式結構,由上弦桿、下弦桿、豎腹桿和斜腹桿組成。上弦桿、下弦桿采用箱形截面,除支座處腹桿采用箱型斷面外其余均采用工字型截面。主桁桁高7.5m,桁寬27m,節間長度 7.25m。一個標準節段長度14.5m,由2個節間組成,在每節間處設置一道主橫桁架。

    主橫桁架采用單層桁架結構,由上、下橫梁及豎、直腹桿組成,其中上下橫梁采用箱形截面,腹桿均采用工字型截面。上、下平聯均采用K形體系、箱型截面。

    加勁梁的架設采用軌索移梁法,利用大橋永久吊索在其下端安裝臨時吊鞍,然后在臨時吊鞍上安裝水平軌索,再將水平軌索張緊作為加勁梁的運梁軌道,實現由跨中往兩端拼裝大橋的鋼桁加勁梁。

    矮寨大橋-設計亮點

    抗風

    矮寨大橋是按百年一遇抗風標準進行設計的,矮寨大橋的設計標準是最高能抵抗55米/秒的風速,而風速達到50米/秒(180公里/小時)就是災難性的颶風了。陸地上出現的風力一般多是在0-9級之間,10-12級的風陸上比較少見,十二級颶風風速在35米/秒左右,也小于設計的最高風速。由于大橋所處位置很高,因此抗風性是設計時最主要考慮的問題。設計時專門做了抗風模型實驗,既做了截斷的實驗,也做了全橋的模型實驗。

    抗振

    矮寨特大鋼桁加勁懸索橋一般情況下大跨度懸索橋的特點是剛度小,在荷載作用下可能產生較大的振動。但由于矮寨大橋整個恒載占90%,活載僅占近10%。恒載為大橋整個橋面系、主纜、吊桿、鋼桁梁等上部結構的重量總和,約重4萬噸;活載即承重的重量接近3000噸,汽車荷載產生的振動較小。且在鋼桁梁的兩頭,還設置了減振的阻尼器,以有效地減少鋼桁梁的振動,保持橋的穩定性。因此,在矮寨大橋上行車,幾乎感覺不到晃動,與在陸地上差不多。

    抗壓

    在抗壓方面,矮寨大橋的荷載規格為公路Ⅰ級,相當于每個車道在1米距離內可承載1噸的重量。折減系數后,4條車道共計能承載近3000噸的壓力,也就是說,能夠同時承受200輛左右的普通小車的重量。同時為防止超載車輛破壞路面及橋面板,大橋橋頭還裝有稱重系統,以55噸/輛為限,一旦超重,將限制該車輛通行。

    防雷防蝕

    由于矮寨大橋特殊的地理位置,參建的所有單位都是以“百年工程”的標準來嚴格確保矮寨大橋工程質量的,工程質量要管100年。比如大橋承重的主纜及吊索等系統,除了本身是高強度的鍍鋅材質外,外面還有7層防護層,分別是鍍鋅、底漆、密封膏、纏絲、密封劑、中間漆和面漆。這些防護工藝,就是為了保護纜索系統,使其被腐蝕的程度異常緩慢,并且大橋投入運營后,大橋管理單位平時肯定還會對各個關鍵部位進行重點的日常維護,以確保大橋安全。

    矮寨大橋-設施成就

    四個“世界第一”

    一是大橋主跨1176米,跨峽谷懸索橋創世界第一;

    二是首次采用塔、梁完全分離的結構設計方案,創世界第一;

    三是首次采用巖錨吊索結構,并用碳纖維作為預應力筋材,創世界第一;

    四是首次采用“軌索滑移法”架設鋼桁梁,創世界第一。

    矮寨大橋-工程意義

    矮寨大橋建成后,矮寨公路堵車的現狀將成為歷史,解決了長沙到重慶、成都之間驚心動魄矮寨特大懸索橋的“公路奇觀”。 吉茶高速公路是中國國家規劃的八條西部公路大通道之一 ――長沙至重慶高速公路中的一段,是湘西北的重要出口。 矮寨大橋的建設,極大地改善目前(截至2012年)湘渝兩省市的交通現狀,對兩省市乃至中西部的對接具有極其重要的意義。

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