1．概況
奉節(jié)長江大橋位于重慶市奉節(jié)縣，距下游三峽水利樞紐工程160Km，距瞿塘峽口10Km。大橋全長930m，主橋主跨采用460m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋（圖1）。
圖1 奉節(jié)長江大橋全景
橋位區(qū)屬丘陵～低山區(qū)河谷岸坡地貌，處于三峽峽口河段，地形陡峻，相對高差約410m?；鶐r主要為泥巖、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)泥巖以及鹽溶角礫巖等，巖體的節(jié)理、裂隙發(fā)育。橋位處長江段，三峽建庫前最大水位變幅54.89m。建成后，在庫區(qū)回水區(qū)內(nèi)，原有河槽調(diào)蓄水能力基本消失，產(chǎn)流、匯流條件發(fā)生變化。壩前正常蓄水位175.00m時，奉節(jié)回水水位為173.44m；該區(qū)屬亞熱帶暖濕東南季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16.4℃，多年平均降水量1179mm。100年一遇十分鐘平均最大風(fēng)速為23.0m/s，瞬時極大風(fēng)速為35.0m/s。
大橋橋面寬18.5m；設(shè)計(jì)速度40km/h；通航凈高18m，凈寬2×125m的單向通航孔或1×235m的雙向通航孔，最高通航水位為173.44m。船撞力：主塔墩橫橋向6000kN，縱橋向3000kN；地震烈度：基本烈度6度，按7度設(shè)防。
2．主橋結(jié)構(gòu)
主橋采用30.4m+202.6m+460m+174.7m+25.3m=893m的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，不對稱五跨布置(圖2)，即塔梁間采用縱向彈性半漂浮體系；主塔采用A型空間混凝土索塔，承臺以上南、北塔高分別為206m、211.61m；主梁邊跨及部分次邊跨因壓重需要采用混凝土箱梁，其余均采用矩形邊主梁，橋軸線處梁高2.5m，梁寬20.5m，梁上標(biāo)準(zhǔn)索距7.85m，主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段邊主梁寬1.7m，頂板厚0.32m，橫梁厚0.4m，全橋橫梁間距基本同索距；每塔布置28對，全橋共計(jì)224根斜拉索。
圖2 橋型布置(單位：m)
?。?）支撐體系
主塔處塔梁間采用縱向彈性半漂浮體系。塔、梁間豎向及邊墩、輔助墩處均設(shè)活動盆式橡膠支座，橫向均設(shè)抗風(fēng)防震橡膠支座及橫向擋塊。
全橋共8根縱向彈性索，采用與斜拉索相同的體系，規(guī)格為151Φ7，每根彈性索長度約30m。
?。?）主梁
梁上標(biāo)準(zhǔn)索距7.85m，南、北兩岸邊跨索距分別為3.5m、7.85m。主梁標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸(圖3)，矩形邊主梁寬1.7m，頂板厚0.32m，橫梁厚0.4m。在塔根處邊主梁寬度加大至3.5m，塔根附近兩側(cè)各3個索距范圍內(nèi)加大至2.2m。邊跨箱梁底板厚度北岸為0.35m，南岸為0.45m。其余如腹板、頂板、橫梁厚度同邊主梁。全橋橫梁間距基本同索距。
圖3 主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面（單位：cm）
主梁設(shè)縱、橫向預(yù)應(yīng)力，橫向預(yù)應(yīng)力依橫梁位置大致分為三種：標(biāo)準(zhǔn)段橫梁、墩頂處橫梁及壓重段橫梁。縱向預(yù)應(yīng)力依施工步驟分為三種：膺架現(xiàn)澆段預(yù)應(yīng)力，施工用預(yù)應(yīng)力及合攏預(yù)應(yīng)力。其中施工用預(yù)應(yīng)力又可分為塔根梁段施工用預(yù)應(yīng)力及懸澆施工用預(yù)應(yīng)力；前者是在施工過程中適當(dāng)時間予以拆除，后者隨懸澆施工的不斷推進(jìn)而逐段接長，并最終作為結(jié)構(gòu)永久預(yù)應(yīng)力。
主梁采用C50混凝土，壓重采用鐵砂混凝土，其密度不小于3.5t/m3，壓重混凝土置于邊跨箱梁空腔內(nèi)，在南岸邊跨范圍內(nèi)人行道上邊設(shè)置了部分壓重。
（3）主塔
主塔為A形，分為上塔柱、橫梁、中塔柱、蓋板、下塔柱5大部分（圖4）。承臺以上南、北主塔高分別為206m、211.61m。主塔縱橋向?qū)挾瘸滤露俗?0m漸變至7m外，其余均為7m。上、中塔柱及橫梁均為單箱單室截面。下塔柱為單箱三室截面，在塔柱縱橋向?qū)挾茸兓幵O(shè)一道橫隔板，厚0.6m。蓋板為實(shí)體板，位于中、下塔柱交界處，厚3m。上、中塔柱橫向?qū)挾染鶠?.2m，其傾斜斜率為1/10，下塔柱橫橋向等寬為23m。塔上索距為1.7m。上塔柱縱、橫橋向壁厚分別為0.7m、1.4m，中塔柱縱、橫橋向壁厚為0.8m、1.0m；下塔柱縱、橫橋向壁厚為1.6m、0.9m，內(nèi)隔板厚0.6m。橫梁壁厚均為0.7m，梁高5.0m。
圖4 南主塔構(gòu)造
主塔橫梁、蓋板內(nèi)設(shè)預(yù)應(yīng)力，上塔柱斜索錨固區(qū)設(shè)環(huán)形預(yù)應(yīng)力。
主塔采用C50混凝土。在下塔柱各水位，高程+173.44m、+147.04m及+135.14m附近一定范圍內(nèi)采取了加強(qiáng)配筋措施以提高下塔柱局部防撞能力。并在下塔柱周邊混凝土保護(hù)層內(nèi)設(shè)一層Ф6mm帶肋防裂鋼筋網(wǎng)。
?。?）斜拉索
斜拉索采用空間雙索面，每塔每索面共28對斜拉索，全橋共224根斜拉索。斜拉索采用Ф7mm鍍鋅平行鋼絲，外擠雙層PE，內(nèi)層為黑色，外層為天藍(lán)色，鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度R =1670Mpa。斜拉索規(guī)格共10種，即：109Ф7，127Ф7，139Ф7，151Ф7，163Ф7。187Ф7，199Ф7，211Ф7，223Ф7，241Ф7。斜拉索在主梁處最小傾角23.0°，最大傾角75.4°。斜拉索錨具采用冷鑄墩頭錨，梁端及塔端錨具均采用張拉端錨具。
?。?）下部結(jié)構(gòu)
主塔墩采用群樁基礎(chǔ)(圖6)，每墩設(shè)20根Φ2.2米鉆孔樁，呈4×5行列式布置。北主墩樁長59米，南主墩樁長為76米。承臺厚7米，分為兩級，第一級厚2米，第二級厚5米。
圖6 北主塔基礎(chǔ)構(gòu)造
（6）主梁施工與施工控制
主梁邊跨及塔根梁段采用膺架現(xiàn)澆法施工（圖7），其它梁段采用懸臂澆注法（圖8），主梁懸澆時采用前支點(diǎn)牽索掛籃。本橋應(yīng)用“無應(yīng)力狀態(tài)法”的控制原理進(jìn)行本橋的施工監(jiān)控計(jì)算，根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，在監(jiān)控過程中采用索力和線形雙控的原則，嚴(yán)格監(jiān)控，對線形、索力、應(yīng)力等進(jìn)行了有效的控制，確保了斜拉橋施工安全、合龍順利及成橋線形順暢、內(nèi)力分布合理，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的施工控制目標(biāo)。
圖7 主梁邊跨膺架現(xiàn)澆施工
圖8 主梁懸澆施工
3．主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
（1）大橋主跨460m，位于同類型橋梁國內(nèi)第三、世界第四。在設(shè)計(jì)過程中，針對大跨度混凝土斜拉橋設(shè)計(jì)重大技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了研究，通過采用縱向彈性約束體系、A形主塔、空間扇形斜拉索面、大直徑鉆孔樁基礎(chǔ)等構(gòu)造措施，以及掛籃澆注0＃、1＃塊和無勁性骨架的內(nèi)爬架施工高塔等施工新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大橋“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的建設(shè)方針，其合理優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)，創(chuàng)新技術(shù)的研制和應(yīng)用，對今后同類型橋梁的建設(shè)起到了示范作用。
?。?）本橋位于三峽庫區(qū)，主墩淹沒水深最高達(dá)95m，水位變幅大，設(shè)置墩外防撞裝置造價(jià)太高。如何以經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)滿足主墩在船撞作用下的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性是本橋設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題。主墩通過采用單箱多室截面、加強(qiáng)各水位附近范圍配筋等措施滿足船撞時結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，同時通過合理的航標(biāo)設(shè)置引導(dǎo)船只安全順利通過。
?。?）本橋承臺以上主塔高分別為206m和211.606m，采用了A型塔、無勁性骨架的內(nèi)爬架施工高塔、索錨區(qū)設(shè)置環(huán)向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋粗鋼筋等多項(xiàng)技術(shù)，保證了索塔的安全性能，提高了我國高索塔的設(shè)計(jì)和施工水平。
（4）本橋地處峽谷，風(fēng)環(huán)境較為復(fù)雜，且墩高、跨大、寬跨比小，抗風(fēng)穩(wěn)定性相對較差，所以抗風(fēng)穩(wěn)定性是本橋的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題。采用空間雙索面和A形塔，通過斜拉索增大橋梁抗扭剛度，以提高抗風(fēng)穩(wěn)定性。綜合考慮抗風(fēng)、抗震及靜力荷載作用下的內(nèi)力分配等因素，采用縱向彈性半漂浮體系。
?。?）大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制技術(shù)研究，成功運(yùn)用“無應(yīng)力狀態(tài)”控制理論。奉節(jié)大橋在施工過程中索力、線型以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力得到了很好的控制，邊跨合攏及中跨合攏均達(dá)到了mm級的合攏精度，成橋線型和索力的誤差都控制在目標(biāo)范圍以內(nèi)。全橋主梁線形和斜拉索索力的預(yù)設(shè)最大誤差值分別為±3cm和±5％，控制結(jié)果達(dá)到了預(yù)定的“雙控”目標(biāo)精度。
4．有關(guān)資料
橋名：奉節(jié)長江大橋
橋型：雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋
跨徑布置： 460m
橋址：重慶市奉節(jié)縣
設(shè)計(jì)單位：中鐵大橋勘測設(shè)計(jì)院有限公司
施工單位：中港第二航務(wù)工程局
混凝土用量： 66827m3
鋼材用量：10745t
造價(jià)：2.6億元
建成日期：2006年6月
