劉家峽大橋

劉家峽大橋為折達二級公路控制和重點工程，為跨越劉家峽水庫黃河支溝而設。劉家峽大橋採用536m單跨桁式加勁梁懸索橋, 臨夏側邊纜跨度148m，蘭州川側邊纜跨度138m，橋樑全長568m。

基本介紹

• 中文名：劉家峽大橋
• 類別：單跨桁式加勁梁懸索橋
• 主跨：536米
• 結構：鋼管混凝土

概述

建成後將成為西北地區最大跨度的橋樑。橋樑寬度在同規模橋樑中最窄，首次採用鋼管混凝土結構作為懸索橋橋塔，橋塔為目前世界上最大直徑的鋼管混凝土結構。劉家峽大橋橋塔造型及以橋塔為中心的景觀設計具有濃厚的民族文化特點，這些獨特的條件、獨具匠心的設計和其它地形、地質等原因一起使本橋特色鮮明。

在設計成橋狀態下，跨中理論垂度為48.7m，垂跨比約為1:11，主纜中心距：15.6m，吊索標準間距8.0m。採用桁式加勁梁，正交異性板橋面，弦桿中心高4m，弦桿外緣間全寬16.122m；錨碇為三角框架式混凝土重力錨體，矩形、倒坡擴大基礎；橋塔採用鋼管混凝門式框架，塔柱為等壁厚圓形鋼管混凝土截面，共設兩道橫樑；主纜採用預製平行鋼絲股（PPWS），每根主纜為44股，每股含127根φ5.2mm鍍鋅高強鋼絲，空隙率在索夾處取18%，索夾外取20%，相應主纜外徑分別為429.3mm、434.6mm。本橋主纜擬採用預製索股法架設，其基本程式是利用拖拽法牽引導索過河，再用引渡索引過橋塔，架設牽引索和貓道，利用貓道上的滾輪拖拉全部預製索股就位。

開工時間

2010年11月。

技術難點

劉家峽大橋橋面較窄，為增加耐久性和降低造價，採用鋼橋面板，為解決山區橋樑加勁梁運輸問題，加勁梁採用鋼桁梁，橋樑較輕，抗風問題非常突出；由於大多重要受力構件均為鋼結構，需對鋼結構疲勞進行研究；本橋位於劉家峽庫區，水位變幅較大，岸坡陡峻，需對橋址岩體特性及岸坡穩定性進行專題研究；由於兩岸覆蓋層厚度和岸坡坡度不同，通過局部場地效應分析，兩岸地震動參數不同，需要對非一致激勵下橋樑地震反應進行研究，並研究粘滯阻尼器和風扣的不同參數對桁式加勁梁懸索橋抗震性能的影響，以確定合理的抗震體系，並對鋼管混凝土橋塔抗震性能進行較為深入的研究。該橋技術特色和主要技術突破如下：

1、通過地質調繪、地質勘探（深水鑽探、橋塔處深孔、水位變動區和錨碇處平硐）、原位和室內試驗、水庫塌岸預測等掌握橋址處岩體力學參數和工程地質環境條件。為錨碇、橋塔基礎設計提供依據，使橋塔及錨錠位於穩定邊坡線以內，確保大橋安全。深水鑽探時最大水深達40餘米，為甘肅省交通系統之最，開挖平硐原位測試也為甘肅省交通行業首次採用。

2、分自然狀態和考慮荷載作用下兩種大的工況，分別採用強度理論、變形理論對邊坡穩定性進行了綜合評價，提升了邊坡穩定分析的手段和技術。

3、進行了大橋非線性地震回響時程分析，確定了適宜於本橋的粘滯阻尼器參數，同時研究設定風扣對桁式加勁梁懸索橋抗震性能的影響，就阻尼器設定的必要性進行分析論證。分析比較多點線性一致激勵、多點非線性一致激勵以及多點非一致激勵下鋼管混凝土橋塔、主纜和加勁梁等控制截面的內力和位移回響時程結果，可為強震區大型橋樑的設計提供借鑑。

4、建立4要素自動觀測氣象站，對橋址風速、風向進行研究，並利用橋址附近10個地面觀測站的歷史觀測資料，進行了數值風洞計算。為甘肅首次為橋樑建設設定氣象站，並首次結合橋位氣象站實測和“虛擬氣象站”法，形成合理的橋址風流場研究方法。

5、採用水平翼板+下中央穩定板+車行道欄桿局部封閉改變風場，提高橋樑顫振穩定性，具有獨特性和唯一性。

6、由於橋塔、主纜系統、橋面板、主桁均採用鋼結構，對疲勞強度進行了專題研究，並結合本橋受力特點，對規範規定的主纜、吊索安全係數進行了調整。

7、採用伊斯蘭民族建築風格的鋼管混凝土橋塔，以橋塔為中心進行了全橋景觀設計，並在兩岸設定了觀景平台，橋樑美學在該橋設計中得到了充分的重視，增強了大橋的社會效應。

8、鋼管混凝土橋塔為目前世界上最大直徑的鋼管混凝土結構，也為世界上首次將鋼管混凝土結構作為懸索橋橋塔，對鋼管與混凝土的粘結強度進行了專題分析，可為超大直徑鋼管混凝土結構設計提供借鑑。

9、加勁梁主桁、橫聯採用新型焊接整體節點，除主桁弦桿採用焊接箱形桿件外，其餘桿件均採用標準熱軋H形型鋼，減少了加工製造量並提高了質量，符合國內外桁梁設計新思路。

10、氣動翼板採用航空專用材料PPS板，纜索錨固系統拉桿採用35GrMnGiA、高強螺栓採用35VB、厚鋼板採用Z向性能鋼材等，全橋總計使用數十種新型、優質材料，使新型材料得到了集中的套用和展示。

獲獎情況

《提高劉家峽大橋顫振穩定性的措施研究》獲2010年甘肅省優秀質量管理小組和第四屆全省職工優秀技術創新成果優秀獎。