纳雍至晴隆高速公路第T5合同段白水河特大桥

▲ 白水河特大桥

白水河特大桥主桥采用跨径340m的上承式钢管混凝土变截面桁架拱。拱座采用扩大基础配桩基形式。主拱圈采用等宽度变高度空间桁架结构，断面高度从拱顶6m变化到拱脚11m（中到中），横桥向两片拱肋间的中心距拱脚和拱顶处均为15m。拱肋间设置横联和米撑。上、下弦拱肋均采用变截面钢管，上弦拱肋管径由拱脚φ1200×26mm变至拱顶φ1200×35mm，下弦拱肋管径由拱脚φ1200×35mm变至拱顶φ1200×26mm。钢管拱肋对接接头采用内法兰盘栓接、管外焊接的形成进行连接。管内灌注C55自密实微膨胀混凝土。

两片拱肋间米撑在立柱处设置，其平联采用φ700×16mm或φ500×16mm钢管，竖撑采用φ400×16mm钢管。上、下弦钢管横联采用φ600×16mm钢管，斜撑采用φ400×16mm钢管。腹杆采用￡600×600×16mm、￡600×400×16mm和Ⅰ600×400mm型钢，连接处渐变为Ⅰ600×600mm或Ⅰ600×400mm工字钢。在拱脚处与铰相连的两斜腹杆及铰轴钢管内需灌注混凝土。

主拱圈节段划分按构件运输长度和吊装重量控制，从拱脚至拱顶共划分为14个节段，全桥共58个节段，最大节段吊重156吨。

拱上立柱采用排架式空心矩形薄壁截面钢箱结构，横桥向各柱肢分别固定于钢管拱肋上，柱间采用横联联结。采用工厂分段制作、加工，现场分段吊装、焊接的方式安装。根据立柱高度，柱截面尺寸分别采用1500×800mm、1300×800mm和1100×800mm三种，壁厚均为16mm。

立柱盖梁采用空心矩形薄壁变截面钢箱结构，采用工厂分段制作、加工，运至现场焊接成整体后再进行吊装的方式安装。截面尺寸由盖梁跨中1100×1400mm变至边缘1100×1180.6mm，壁厚16mm。顶面设置2%的双向横坡。为便于钢盖梁的养护、维修，在盖梁端开一检修口。

主桥桥面系采用15跨24m的钢-混组合梁。钢纵梁梁高1.5m，横向间距2.12m，顺桥向每隔6m设置一道钢横梁，梁高1m；钢纵、横梁均采用焊接工字形截面。桥面板采用25cm厚普通钢筋混凝土预制板，顶面桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土层。

白水河特大桥主桥采用栓、焊结合形式，同一节点有焊接，有栓接。焊接变形难以控制，节点板栓孔匹配精度要求高，栓、焊相互影响规律不能确定，施工难度大。

桥位处地形陡峻，岩溶发育，施工场地狭小，桥梁结构复杂，施工技术难度大。桥位处于生态保护区，对环境保护的要求高。

▲ 白水河特大桥

（1）突破“二维设计—三维模型”的传统理念，开拓性的使用“骨架—产品库—BIM参数化设计—二维图纸”创新设计方法，在设计阶段完成整体控制—局部细节的设计任务，实现了钢管拱桥关键部位的实时更新设计，形成了桥梁钢结构成套组装技术。

（2）实现了基于BIM向下游钢结构制造的信息传递，开创性的形成“BIM设计模型—线型替换\工艺评定—BIM制造模型—出版钢结构深化图—数控机床下料—现场拼装模拟”的制造流程，生成的钢结构深化图具有可编辑性、图模一致、尺寸零误差等特点。

（3）提出了按需轻量化加载.exe文件交付方法，不受软硬件、网络带宽的限制，保持复杂构件外观属性、部件结构、空间关系的情况下，可进行优化施工组织方案、施工模拟、三级技术交底、三维施工放样等施工应用。

（1）研究基于单纯形重心法的适用于山区拱桥管内混凝土配合比设计方法；

（2）研究基于钢管混凝土热力耦合作用分析的混凝土水化热特征调控技术；

（3）研究基于钢管混凝土钢砼组合效应分析的混凝土微膨胀特性调控技术。

（1）实现扣索及锚索对称同步张拉，保持扣塔在施工过程中自平衡；

（2）缆索吊装自动化控制，可视化操作，实现缆吊过程全程监控；

（3）监控系统全面准确掌握缆塔、跑车、主索、起重及牵引等结构体系的运行状态，确保吊装工作安全有序。

研究设计“一种钢管混凝土拱桥立拼胎架调节结构”，调节精度达到1毫米，提高了拱肋节段的拼装精度，提高了安装效率。

优化缆索吊系统设计方案，结合桥位地形条件，采用永临结合，开展“一种缆索吊组合式锚碇及其使用方法”研究，把缆索吊系统主锚碇（临时结构）与白水河特大桥承台（永久结构）结合，减少临时结构布置，节约成本。

缆索吊系统边跨在引桥墩顶设置转向支架，使边跨主索从墩顶处转向至引桥下主锚碇处，解决由于桥位地形条件限制、引桥处于曲线上等因素制约的缆索吊边跨布置、索鞍横移角度控制等技术难题。

一是白水河特大桥主跨设计为340m钢管混凝土桁架拱，与斜拉桥方案对比，工程造价降低了5100万元。二是白水河特大桥跨越白水河，作为连接贵州纳雍县张家湾镇、织金县鸡场乡的重要交通要道，对促进两地经济、人文交流、社会发展具有重要作用。特别是张维煤矿资源的开采运输条件得到极大改善，促进纳雍、织金两地电力事业的发展，助推经济，进一步改善民生。三是白水河特大桥处于生态保护区、黔中枢纽饮用水源准保护区，对于开发“桥旅融合”，促进当地旅游具有重要意义。