目前為止，北京的道路立交橋除四惠橋外當屬四元橋占地面積最大、結構形式最為複雜、橋樑長度最長，無論從哪個方向駛向四元橋，舉目前望，猶如一道道彩虹懸掛在藍天下，20條匝道、10條匝道橋又像巨大的過山車軌道盤旋在半空中，從高空俯瞰，又像出自工藝匠人之手的一方巨型竹編或藤編藝術品，這座大橋的設計造型莊重、氣勢宏偉，交通功能強，各種方向的車都按專行車道行駛，除兩座主橋、10座匝道橋外，還有6座鋪路橋，因壩河一條支流與京順路緊傍而行，所以又專門設計了8座跨河橋，總計由26座橋樑組成的四元橋占地面積50多萬平方米，橋樑總面積高達40000多平方米，這不僅是北京道路立交橋上的首創，也是目前我國城市的唯一道路橋樑建設的模式，這座大型城市橋樑的設計，體現了我國橋樑設計師們的整體水平，通過這座橋樑的建設和施工，也檢驗了我國橋樑工作者的建設能力和管理水平。
基本介紹
- 中文名：四元橋
- 外文名：Quaternion Bridge
- 總面積：40000多平方米
- 占地：62公頃
- 下部結構：鋼筋混凝土圓柱墩及鑽孔灌注樁
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工程概況
四元立交橋位於首都機場高速路、京順路與北四環路交匯處，是由2座主橋，6座通道橋，8座跨河橋，10座匝道橋總計26座結構類型不同的橋樑組成的定向如苜蓿葉形四層大型立交橋群，橋樑總面積40572平方米，總長度2800米，立交橋占地62公頃。
四元橋下部結構為鋼筋混凝土圓柱墩及鑽孔灌注樁。最大樁徑1．5米，最大孔深47．5米；共有樁基643根。橋樑上部結構為安裝預製預應力混凝土簡支梁和現澆後張預應力混凝土箱型連續梁，共安裝簡支梁466片，現澆混凝土55844立方米，使用鋼筋、鋼絞線總計580噸，使用張拉錨具7000套。橋面鋪裝為SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料。 四元橋主橋、主路設計時速為80公里/小時，橋樑設計荷載汽一一超20，掛一120；定向匝道橋設計時速為60公里/小時。其橋結構採用了獨柱支承的現澆後張預應力混凝土單箱單室彎梁形式，外觀簡潔，輕巧，線形流暢，匝道橋最大單孔跨徑達47．2米，梁底距地面最大高度12米，最長為618米，單聯最長280米。整座橋群立交線形複雜，平面形式多樣，斜橋、彎橋、叉口橋等異型橋樑占92%以上，且均採用預應力工藝，具有彎、坡、高、斜，跨徑大等特點，與國內同類工程比，其設計、施工難度很大。 四元橋由北京市市政工程設計研究總院設計，北京市市政一建設工程有限責任公司(原北京市第一市政工程公司)承建施工。工程於1992年8月30日開工，1993年9月14日建成通車。
四元橋俯瞰新技術套用與科技創新
設計方面
(1)由於四元橋位於城市三條重要交通道路的交匯處且有河流通過，在國內很少出現，可參考的經驗少，具有很大的設計難度，設計人員運用了交通工程理論，對其通行能力、服務水平、系統均衡及周圍地區的交通聯繫等進行綜合分析和充分的方案優選，最終選定了功能完善，標準合理，造價經濟的立交形式，解決了三條高等級道路交匯處重要樞紐的交通需求及機動車與非機動車交叉混行問題。
(2)針對橋樑結構複雜、曲線變化多的特點，進行了各種方法的空間計算及動、靜態測試，得出較好的理論和實驗成果。
(3)對橋樑抗震設防及橋樑耐久性方面作了超前的設計考慮。
(4)對橋樑防水層進行了多方面的試驗論證，提出了橋樑橋面防水材料的技術標準，在國內橋樑防水中首次採用APP瀝青卷材防水材料。現已在北京及外地廣泛推廣套用。
(5)在彎橋設計中首次採用鋼渣混凝土配重，以平衡彎橋橋端支座的“脫空”現象，替代了昂貴的拉力支座，節省費用約50萬元。
施工方面
(1)採用反循環大於L徑鑽機進行灌注樁施工，保證了樁基質量，對643根灌注樁進行了全數無損檢測，合格率達到100%。
(2)使用高強低鬆弛鋼絞線和OVM型錨固體系，保證了橋樑預應力施工要求和質量。
(3)使用國產15000KN大噸位球型支座，安裝平整度控制在2毫米以內，滿足了設計和使用要求。
(4)採用“後嵌法”施工工藝安裝大位移毛勒伸縮裝置，解決了橋樑伸縮縫跳車的質量通病，減少了維修養護費用，並在以後的工程中得到普遍套用。
(5)採用鋼模板表面靜電噴塗防鏽技術，提高了橋樑現澆混凝土的外觀質量。
意義影響
四元橋工程整體造型新穎、規模宏大、線型流暢、雄偉壯觀，其設計、施工、綠化、照明等得到完美組合，與周圍環境融為一體，被譽為“國門第一橋”。四元橋工程自1993年9月建成通車至今，各項技術指標均達到設計標準，使用功能良好，設計、施工質量均達到國內同類工程的先進水平，現已成為北京市東北郊重要的交通樞紐，經濟、社會效益顯著。 四元橋工程先後被評為1993年度北京市優質樣板工程；榮獲1995年度全國建築工程“魯班獎”；在1998年中國土木工程學會第四屆全國預應力學術會議上，其橋樑預應力施工被評為優秀工程項目；該工程中的QC小組被命名為1994年度全國優秀質量管理小組。
