矮寨特大懸索橋概述

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(guī)劃的8條西部通道之一的長沙至重慶通道，湖南段的吉（首）茶（峒）高速公路中的重點工程，在吉首市矮寨鎮(zhèn)上空330米處橫跨德夯大峽谷。橋身全長約1073.65米，其中懸索橋的主跨1176米。工程概算9.2億元，預(yù)計2011年年底建成通車。

矮寨特大懸索橋位于湖南湘西。矮寨懸索橋橋距吉首市區(qū)約20公里，跨越矮寨鎮(zhèn)附近的山谷，德夯河流經(jīng)谷底，橋面設(shè)計標(biāo)高與地面高差達330米左右。橋型方案為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，全1073.65m，懸索橋的主跨為1176m。該橋跨越矮寨大峽谷，主跨居世界第14、亞洲第8。工程計劃投入7.2億元，占吉茶高速公路計劃總投資的15％。目前正在建設(shè)之中。矮寨特大懸索橋：世界上跨峽谷跨徑最大的鋼桁梁懸索橋，毫米粗導(dǎo)繩將拉通萬噸鋼纜據(jù)。

矮寨大橋為四車道高速公路特大橋，設(shè)計車速80km/h，設(shè)計汽車荷載為公路-1級，橋面設(shè)計風(fēng)速34.9m/s。地震動峰值加速度0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s。

2010年3月28日，飛艇成功跨越跨度1176米的德夯大峽谷將矮寨特大懸索橋先導(dǎo)索從茶洞岸引牽到了吉 首岸，這標(biāo)志著矮寨特大懸索橋正式進入上部構(gòu)造施工階段。

2010年10月20日，建設(shè)中的矮寨特大懸索橋的主纜完成了最后一根索股的架設(shè)，標(biāo)志著大橋的索塔、主纜、鋼桁梁三大主體工程完成了兩項。

2011年4月11日上午9點30分，在矮寨橋吉首岸建設(shè)工地，隨著一段重達200多噸，長17米的鋼桁梁通過鋼纜索道，由吉首一岸向中間緩緩滑動，矮寨大橋首創(chuàng)的軌索移梁方案開始了全面實施階段。

索橋調(diào)裝

2010年3月28日上午9時許，矮寨特大懸索橋茶洞岸端的施工現(xiàn)場，飛艇起飛前，工作人員做著最后的準(zhǔn)備工作。9時10分，飛艇牽引著矮寨特大懸索橋先導(dǎo)索開始起飛升空

飛向峽谷對岸，而現(xiàn)場技術(shù)人員通過手中遙控裝置準(zhǔn)確地控制著飛艇飛行方向和高度。15分鐘后，飛艇成功將先導(dǎo)索牽引到了對岸的巨型橋塔。“這標(biāo)志著矮寨特大懸索橋正式進入上部構(gòu)造施工階段”湖南路橋建設(shè)集團矮寨特大懸索橋項目部總工程師張念來說，先導(dǎo)索雖然直徑僅1毫米但承受的重量可達450公斤。據(jù)張念來介紹，“它是第一級繩的引導(dǎo)索。通過先導(dǎo)索再逐級把牽引繩放大，第二級繩直徑將放到6毫米，接著是依次是直徑為9毫、16毫米、22毫米的鋼絲繩，一級一級加大，這樣將橋主體結(jié)構(gòu)從橋的一岸牽引到另一岸。矮寨特大懸索橋的主纜直徑有85公分，分成169股，主纜預(yù)計在6月初施工，而橋面吊裝預(yù)計要到2011年年初。

飛艇牽引

飛艇把先導(dǎo)索從茶洞岸索塔牽引到吉首岸索塔，飛艇牽引比直升飛機牽引節(jié)約48萬元 。

“用飛艇的方式是比較高效、經(jīng)濟、安全的牽引方法。”張念來介紹，“因為所處位置是一個峽谷，風(fēng)向多變，用直升飛對起飛場地比較苛刻，而飛艇體積比較小，對場地要求不高，只要有一塊小空坪就行了，并飛艇牽引比較經(jīng)濟，直升飛機要60萬，飛艇只要12萬。飛艇引牽速度也比較快，15分鐘就行了。”

矮寨特大懸索橋是吉茶高速公路項目關(guān)鍵控制性工程。吉首至茶洞高速公路是長沙至重慶高速公路湖南境內(nèi)的一段，起于吉首市，終于湘黔渝三省（市）交界處的茶洞鎮(zhèn)，路線全長64.3公里。作為該項目關(guān)鍵工程，矮寨特大懸索橋橋址距吉首市區(qū)約20公里，地處山區(qū)，橋位處山高谷深，跨越德夯大峽谷。橋面設(shè)計標(biāo)高與地面高差達335米左右，山谷兩側(cè)懸崖距離在900米到1300米之間變化，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大。

按照矮寨懸索橋設(shè)計方案，橋梁兩端直接與隧道相連，主線采用雙向4車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計車速為每小時80公里，路基寬度24.5米，懸索橋的主跨達1176米。

鋼桁梁架設(shè)

2011年4月11日上午9點30分，在矮寨橋吉首岸建設(shè)工地，隨著一段重達200多噸，長17米的鋼桁梁通過鋼纜索道，由吉首一岸向中間緩緩滑動，矮寨大橋首創(chuàng)的軌索移梁方案開始了全面實施階段。

 

大橋建成后，矮寨公路堵車的現(xiàn)狀將成為歷史，而長沙到重慶、成都之間，再也不需要經(jīng)歷這驚心動魄 矮寨特大懸索橋的“公路奇觀”了。不過，那時候，當(dāng)汽車在世界第一峽谷鋼拉懸索橋上行走時，那種感覺也足以讓人心顫的。作為吉茶高速公路關(guān)鍵控制性工程，該橋的歷史意義和現(xiàn)實意義也非常重大。吉茶高速公路是國家規(guī)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。作為該線建設(shè)的重要組成部分，矮寨大橋的作用真可謂是“天塹變通途”。矮寨大橋的建設(shè)，將極大地改善目前湘渝兩省市的交通現(xiàn)狀，對兩省市乃至中西部的對接具有極其重要的意義。

首次采用塔梁分離式懸索橋結(jié)構(gòu)體系

矮寨大橋索塔主跨1176m，加勁梁長1000.5m。吉首岸無索區(qū)長95m，主梁通過部分路基與隧道相連；  茶洞岸無索區(qū)長109.5m，主梁直接與隧道連接。

結(jié)合兩岸地形及地質(zhì)條件，采用塔梁分離式懸索橋結(jié)構(gòu)體系減小了主梁長度，最大限度減少了對山體的開挖，節(jié)省了投資；實現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)與自然景觀的完美融合。

由于選用了塔梁分離式懸索橋結(jié)構(gòu)，鋼桁梁長度小于主塔中心距，主纜存在無吊索區(qū)，會出現(xiàn)吊索卸載應(yīng)力為零的情況，且鋼桁梁轉(zhuǎn)角位移大，鋼桁梁的上、下弦應(yīng)力超標(biāo)，需對鋼桁梁作特殊設(shè)計。設(shè)計采用的是增加豎向錨固拉索方案，設(shè)豎向錨固拉索，通過預(yù)應(yīng)力巖錨將其錨固于巖石上。

鋼桁加勁梁的設(shè)計

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(lián)及抗風(fēng)穩(wěn)定板組成。主桁架為帶豎腹桿的華倫式結(jié)構(gòu)，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(jié)間長度 7.25m。一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長度14.5m，由2個節(jié)間組成，在每節(jié)間處設(shè)置一道主橫桁架。

主橫桁架采用單層桁架結(jié)構(gòu)，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(lián)均采用K形體系、箱型截面。

加勁梁的架設(shè)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(xiàn)由跨中往兩端拼裝大橋的鋼桁加勁梁。

索塔、隧道錨、公路隧道相互影響

矮寨橋索塔、隧道錨、公路隧道相互影響的處理

矮寨大橋采用了橋隧相聯(lián)的形式，設(shè)計者通過巧妙設(shè)計，解決了一系列影響山體穩(wěn)定和橋梁結(jié)構(gòu)的問題。

施工階段，隧道入口仰（邊）坡開挖、隧道掘進、塔基開挖、隧道式錨碇開挖均會對山體穩(wěn)定造成一定影響；運營階段，索塔與錨碇的荷載、端吊索的荷載將共同作用于山體。

設(shè)計者運用了FLAC-3D巖土工程分析軟件建立巖體的本構(gòu)模型，對山體的整體穩(wěn)定性進行了分析計算。對山體進行了必要的加固防護措施，以確保山體的穩(wěn)定和橋梁結(jié)構(gòu)安全。

抗風(fēng)性能研究

矮寨大橋地處山地峽谷，抗風(fēng)穩(wěn)定性研究成為大橋建設(shè)中的一大課題。

根據(jù)風(fēng)動試驗結(jié)果，穩(wěn)定板的設(shè)置，對提高矮寨大橋的氣動穩(wěn)定性能起著至關(guān)重要的作用，在該措施下各攻角均滿足了顫振檢驗風(fēng)速的要求。由于穩(wěn)定板的增加會加大結(jié)構(gòu)所受的靜氣動荷載，因此穩(wěn)定板的高度不宜過高。

矮寨特大懸索橋概述

 湖南矮寨特大懸索橋是吉茶高速公路的控制性工程之一，是湖南至重慶高速公路跨越湘西德夯大峽谷的一座特大型橋梁。橋位距吉首市區(qū)約20公里矮寨鎮(zhèn)，橫跨著名的“矮寨天險”，地理位置十分特殊，坡陡谷深的地質(zhì)條件對大橋的交通管理和安全施工帶來一定的考驗。同時，矮寨大橋位于苗族、土家族聚居區(qū)，如何尊重當(dāng)?shù)?font color="#0268cd">民族風(fēng)俗習(xí)慣、保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，也給施工方提出了更高的要求。

矮寨特大懸索橋位于吉首市矮寨鎮(zhèn)上空330米處，橫跨德夯大峽谷，一側(cè)是湘西著名旅游景點德夯風(fēng)景區(qū)，另一側(cè)是著名的公路奇觀“矮寨坡公路”，而建成后的特大懸索橋也將成為當(dāng)?shù)匾粋�現(xiàn)代公路奇觀。

在60多米高的索塔上，一根手臂粗的索股在牽引機的拉動下緩緩向?qū)γ嬉苿樱�這是主纜的最后一根索股。施工人員介紹，一根索股重37噸，從牽引到定位需要3個多小時，線形精度誤差不能超過5毫米。

矮寨特大懸索橋有兩根主纜，主纜直徑855毫米，長1600余米，一根主纜重量為6000噸。每根主纜由169根索股構(gòu)成，每根索股又由127根直徑5.25毫米的平行高強鍍鋅鋼絲組成，每根主纜包含21463根鋼絲，每根高強鋼絲的強度均大于1670兆帕，每根主纜能承受超過3萬噸的拉力荷載。

據(jù)介紹，大橋主纜架設(shè)完工，意味著大橋橋面的鋼桁梁施工即將開始，而鋼桁梁施工將采用軌索移梁的新工藝架設(shè)，這是世界上首次在峽谷大跨徑懸索橋建設(shè)中采用這種施工工藝，將填補世界橋梁建設(shè)的空白。

矮寨特大懸索橋是國家高速公路重點規(guī)劃的8條西部通道之一的長沙至重慶通道，湖南段的吉（首）茶（峒）高速公路中的關(guān)鍵控制性工程，橋身全長約1073.65米，其中懸索橋的主跨1176米。工程概算9.2億元，預(yù)計2011年底建成通車。

這表明矮寨懸索橋最重要、最關(guān)鍵的受力構(gòu)件——主纜索股架設(shè)已全部順利完工。矮寨大橋的主纜索股長度較長、數(shù)量多、重量大。每根主纜由169股索股構(gòu)成，每根索股由127根直徑5.25毫米的平行高強鍍鋅鋼絲組成，即每根主纜包含21463根鋼絲，索股的平均長度為1657.3m，重35.8t。矮寨懸索橋主體工程由索塔、主纜、鋼桁梁三大部分構(gòu)成，其中主纜是承載橋身重量的主體，索股的架設(shè)質(zhì)量好壞將直接影響到主纜的質(zhì)量，進而影響到整個大橋的質(zhì)量。全部索股按裝完畢后，將進行緊纜，安裝索夾和吊索，架設(shè)鋼桁架及橋面系施工等工作。

據(jù)了解，由于使用懸索橋代替原計劃建造長達10公里且穿越巖溶強烈發(fā)育區(qū)的隧道，從而縮短路線長度12公里，設(shè)計速度提高到80公里/小時，工程投資節(jié)約2億元，每年還可節(jié)約近2億元的汽車運輸成本和隧道管理養(yǎng)護費用。這是湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院的公路、橋梁、隧道、地質(zhì)、環(huán)保、建筑專家們聯(lián)合攻關(guān)的杰作，專家們開創(chuàng)的新技術(shù)為復(fù)雜地區(qū)修建高速公路提供了一系列突破性的新思想，也正是落實和實踐科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。

項目背景長沙至重慶公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路位于湖南省西部，途經(jīng)湘西土家族、苗族自治州的吉首市和花垣縣，是長沙至重慶公路通道湖南省境內(nèi)的最西段，也是地形、地質(zhì)條件最為復(fù)雜的一段。路線起于湘西土家族苗族自治州首府——吉首市，與湖南省常德至吉首高速公路（正在建設(shè)）相接，終于湘黔渝三省（市）交界處的“邊城”——茶洞鎮(zhèn)花垣河，與重慶至長沙公路洪安至酉陽高速公路（初步設(shè)計階段）相連。

路線全長64.3093km。本項目勘察設(shè)計納入了交通部勘察設(shè)計典型示范工程項目。矮寨特大橋為吉茶高速公路的控制性工程。橋位距吉首市區(qū)約20公里，跨越風(fēng)景秀麗的德夯大峽谷和中國著名的公路奇觀——矮寨盤山公路（舊川湘公路）。

橋位緊鄰德夯苗族文化風(fēng)景區(qū)，自然環(huán)境優(yōu)美，地形條件復(fù)雜，橋面設(shè)計標(biāo)高與地面高差達330m左右，山谷兩側(cè)懸崖距離從900m到1300m之間變化。在“安全、舒適、環(huán)保、和諧”的設(shè)計原則下確定最佳的橋位及橋型方案是政府主管部門、業(yè)主和設(shè)計師共同關(guān)注的問題。

 一、自然條件 

1 地形橋位區(qū)域從大的地貌上講位于云貴高原的邊緣，地貌單元為低山地貌，矮寨特大橋沿北西向橫跨德夯大峽谷，沿橋軸線地形起伏極大。峽谷最低處地面標(biāo)高為240m左右，最高處標(biāo)高為660m～740m。山坡平均坡度約54°～49°。谷底寬約60m，地形較為平坦，有G209國道通過，溝內(nèi)溪水自東向西流。山谷兩側(cè)懸崖距離從900m到1300m之間變化。在茶洞岸側(cè)有一巨大的巖堆，巖堆上下高差達270m。 

2 氣象亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，平均氣溫16.6℃，年平均降雨量1400mm，無霜期長，歷年平均為282天。最冷月月平均氣溫2.8°C、最熱月月平均氣溫25.4°C、極端最低氣溫-10.0°C、極端最高氣溫38.0°C；矮寨地區(qū)年平均冰凍天數(shù)為13天；矮寨地區(qū)年平均霧日為45天；吉首NNE向10分鐘平均風(fēng)速13.3m/s、吉首NW向瞬間風(fēng)速25m/s、花垣NW向瞬間風(fēng)速31.9m/s。 

3 地質(zhì)根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及鉆孔資料，勘察場地發(fā)育的地層主要為第四系的粘土、塊石和寒武系中統(tǒng)的灰?guī)r和下統(tǒng)的灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖。巖層傾角平緩，一般在15°以內(nèi)。受橋位地質(zhì)構(gòu)造及地形的影響，峽谷兩岸發(fā)育有構(gòu)造裂隙和卸荷裂隙。 

4 地震湖南省防震減災(zāi)工程研究中心《吉茶高速矮寨懸索橋工程場地地震安全性評價報告》分析認(rèn)為：該工程場地所處的區(qū)域和近場區(qū)地震地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相對穩(wěn)定，未來一百年內(nèi)發(fā)生5.5級以上地震的可能性較小，場地工程地質(zhì)條件簡單，地基穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)全新世的活動斷裂，在遭受設(shè)防概率水準(zhǔn)下的地震活動時發(fā)生地震地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小，適宜擬建工程項目的建設(shè)。工程擬按100年基準(zhǔn)期、2%超越概率水平設(shè)防，可取地震動峰值加速度0.05g、地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s（對應(yīng)于原地震基本烈度小于Ⅵ 度區(qū)）進行抗震設(shè)計。 

橋隧方案比選吉首至茶洞高速公路面對德夯大峽谷高差達500m的懸崖絕壁和橫亙其身后綿延數(shù)十公里的排碧臺地，在最初的工可方案設(shè)計中，幾乎讓大家認(rèn)為特大隧道方案是唯一選擇，但是設(shè)計者們發(fā)現(xiàn)，特長隧道不但修建管養(yǎng)復(fù)雜、建設(shè)費用和管理費用昂貴，而且社會資源和能源消耗巨大、行車舒適度和安全性極差、隧道產(chǎn)生的大量廢方和廢汽嚴(yán)重污染環(huán)境等問題又讓每個人心存隱憂，于是有了長達四年的漫長探索路，有了一橋飛跨德夯大峽谷的矮寨夢之橋。 

二、橋型研究 

1總體原則由于矮寨特大橋獨特的地形條件（橋面與谷底高差達330m，山頂與谷底的最大高差達500m，山谷兩側(cè)懸崖距離從900m到1300m之間變化。在茶洞岸側(cè)有一巨大的巖堆，巖堆上下高差高達270m），按照“安全、舒適、環(huán)保、和諧”的設(shè)計原則，梁橋、拱橋、斜拉橋?qū)τ诒緲蛎黠@不合適。懸索橋目前的最大跨徑約2000m，在本橋橋址處修建跨徑1200m左右的懸索橋，索塔可以置于峽谷兩側(cè)的山體上，大大地降低索塔高度，同時避開茶洞岸側(cè)的巨大巖堆。綜上所述：采用懸索橋為唯一可行的方案。 



2 方案比選根據(jù)橋位區(qū)域的自然條件，綜合考慮路線的總體走向，就正線、M線、N線、S線、P線、C線、Q線共七個線位方案進行了深入比較，主要考慮橋梁兩端接線、索塔及錨碇的布置、兩岸隧道斷面形式等因素。下面就正線、M線、C線、Q線四個線位方案分述如下：

（1）、正線方案正線方案懸索橋以290度（右交角）與德夯大峽谷相交，主纜的孔跨布置為：406m+1300m+73m，鋼桁加勁梁全寬27m，主索垂跨比F/L=1/9.2，全橋采用88對吊索，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為12.8m，主跨梁高（主桁中心線處）6.5m；主梁橋臺處設(shè)豎向支座、水平彈性支座及橫向抗風(fēng)支座。兩岸錨碇均為隧道式錨碇；吉首岸索塔采用鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)，茶洞岸采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；單根主纜由234束91絲ф5.1平行鍍鋅鋼絲組成；吊索選用騎跨式鋼絲繩吊索(8X36SW+IWR，公稱抗拉強度1870MPa)。 圖4.2.1 正線方案橋型圖吉首岸索塔布置在懸崖及矮寨三號隧道上端，山體較單薄；兩岸索塔間距1300m。主梁兩端分別與矮寨三號隧道和坡頭隧道連接。吉首岸錨碇處位于主塔以外的山體內(nèi)，距主塔約406m，錨碇處山體巨大。茶洞岸邊跨較短，約73m。該方案兩岸均采用隧道式錨碇，較其它形式錨碇造價便宜。但存在以下弊端： ①兩邊跨跨徑相差太大，吉首岸邊跨主纜剛度太小，結(jié)構(gòu)布置形式不合理。 ②吉首岸索塔由于立在山體上方，抗推剛度大，采用常規(guī)高標(biāo)號混凝土索塔無法滿足設(shè)計要求，需設(shè)計成鋼索塔。由于運輸及地形條件限制，施工極端困難。 ③全橋造價偏高。 

 （2）、M線方案主纜的孔跨布置為：113m+1228m+73m，鋼桁加勁梁全寬27m。主索垂跨比F/L=1/9.2；全橋采用86對吊索，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為12.8m，主跨梁高（主桁中心線處）6.5m；主梁橋臺處設(shè)豎向支座、水平彈性支座及橫向抗風(fēng)支座。吉首岸錨碇采用重力式錨碇，茶洞岸錨碇為隧道式錨碇。索塔均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單根主纜由200束91絲ф5.1平行鍍鋅鋼絲組成。吊索選用騎跨式鋼絲繩吊索(8X36SW+IWR，公稱抗拉強度1870MPa)。 吉首岸索塔布置在懸崖下部，距懸崖底部約50m。相對正線線位方案索塔間跨徑減少約80m，主跨1228m，但由于索塔布置在懸崖下方的較陡的邊坡上（其坡度約51度），索塔高度增加至約200m；吉首岸錨碇布置在矮寨三號隧道上端的山體上，采用重力式錨碇。M線方案克服了正線方案結(jié)構(gòu)布置不合理的缺點，吉首岸索塔采用鋼筋混凝土混凝土結(jié)構(gòu)就能滿足設(shè)計要求，但由于索塔位置下移，需額外增設(shè)一條施工便道，施工極為困難，而且吉首岸重力式錨碇對山體穩(wěn)定存在一定影響。 

（3）、C線方案 C線方案懸索橋以280度（右交角）與德夯大峽谷相交，該方案在谷底距正線橋位約250m，地形地貌與正線大體一致，吉首岸山體完整性較差，受平行坡面的一組裂隙控制，橋臺處有危巖。茶洞岸山體較完整，懸崖處無危巖，但山體地表巖溶（溶溝、溶槽）與地下溶蝕裂隙較發(fā)育。主纜的孔跨布置為：133m+1100m+112m，鋼桁加勁梁全寬27m。主索垂跨比F/L=1/10，全橋采用83對吊索，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為10.5m，主跨梁高（主桁中心線處）9.5m；主梁橋臺處設(shè)豎向支座、水平彈性支座及橫向抗風(fēng)支座。單根主纜由161束91絲ф5.1平行鍍鋅鋼絲組成，兩岸均采用鋼筋混凝土索塔及隧道式錨碇。通過對C線方案的仔細(xì)研究，可以得出如下結(jié)論： ①吉首岸主塔位于體積約500000m3的危巖體上，對主塔及下部隧道洞口的穩(wěn)定性將產(chǎn)生不利影響。 ②由于錨碇下端與矮寨三號隧道上端距離太小，在設(shè)計主纜力作用下，吉首岸錨洞下方與公路隧道相連的圍巖出現(xiàn)部分貫通塑性區(qū)，當(dāng)主纜力超載3倍時，下方公路隧道頂拱巖體的穩(wěn)定性嚴(yán)重惡化而難以自穩(wěn)。 ③橋型布置受地形限制，吉首岸側(cè)隧道式錨碇的位置難以調(diào)整。

（4）、 Q線方案 Q線線位位于C線線位的左側(cè)（前進方向），兩個線位方案相距8～40m。Q線的吉首岸索塔位置較C線后移約20米，吉首岸錨碇由隧道式錨碇改為重力式錨碇，布置位置后移。主纜的孔跨布置為：280m+1128m+114m，鋼桁加勁梁全寬27m。主索垂跨比F/L=1/9.6，全橋采用67對吊索，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距為14.5m，主跨梁高（主桁中心線處）7.5m；主梁橋臺處設(shè)豎向支座、水平彈性支座及橫向抗風(fēng)支座。索塔均采用鋼筋混凝土門式索塔；吉首岸塔高136m，茶洞岸塔高52m，基礎(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)，底面距隧道頂部距離約44m，以微風(fēng)化灰?guī)r作為持力層。主纜索股束數(shù)為209束。單束索股由91絲ф5.1鍍鋅鋼絲組成。吉首岸錨碇采用重力式錨碇，錨體長度25m，水平交角43°。茶洞岸錨碇為隧道式錨碇，水平交角32°，錨體長度45m。兩岸橋臺均與隧道直接相連。橋臺位置地勢陡峭，為增強橋臺與隧道山體的聯(lián)系，橋臺基礎(chǔ)、背墻、側(cè)墻均與山體巖石用預(yù)應(yīng)力錨桿加強連接。經(jīng)過認(rèn)真比較研究，Q線線位具有非常明顯的優(yōu)勢： ① 避開了吉首岸危巖體對索塔的影響。 ② 避開了吉首岸錨碇與隧道之間的相互影響，索塔、隧道、錨碇相互獨立。 ③ 吉首岸索塔、錨碇、隧道可共有一條便道，較M線便道的長度、規(guī)模、造價均可節(jié)省。 ④ 造價最低。 弊端是：Q線為避開吉首岸山體裂隙和危巖體對索塔的影響，土石方開挖量較大，約20萬方。可通過因地制宜地布置觀景平臺和對棄方采取合理環(huán)保的處理措施，避免其對環(huán)境的影響。通過以上方案比較，Q線方案結(jié)構(gòu)布置合理、施工相對方便、造價低，作為推薦方案。 

（5）、加勁梁結(jié)構(gòu)形式大跨度現(xiàn)代懸索一般采用鋼箱加勁梁或者鋼桁加勁梁。在矮寨橋初步設(shè)計過程中，曾就其加勁梁究竟選用鋼桁梁或鋼箱梁為宜進行了深入細(xì)致的比選，最后確定采用鋼桁梁形式。世界長大跨懸索橋加勁梁形式。^[2]

矮寨大橋位于湖南湘西自治州吉首地區(qū)矮寨鎮(zhèn),是吉茶高速公路上一座跨越深谷的特大懸索橋。由于橋址風(fēng)環(huán)境復(fù)雜,橋型新穎。為確保大橋的抗風(fēng)穩(wěn)定性和安全性，湖南大學(xué)風(fēng)工程試驗中心圍繞該橋的抗風(fēng)設(shè)計問題，做了系統(tǒng)的計算分析以及風(fēng)洞試驗研究。首先進行了橋址風(fēng)環(huán)境特性的研究，制作了直徑4m 的1:500的橋址地形模型，在 HD-2風(fēng)洞低速試驗段測試了橋址處風(fēng)速沿高度和橋跨兩個方向的分布規(guī)律。

依據(jù)研究成果，提出了矮寨橋抗風(fēng)設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)。考慮峽谷地區(qū)施工條件，矮寨大橋采用了鋼桁加勁梁。由于原設(shè)計斷面顫振臨界風(fēng)速遠(yuǎn)不能滿足要求，通過節(jié)段模型風(fēng)洞試驗對鋼桁加勁梁進行了氣動性能優(yōu)化措施研究。試驗了橋面板中央開槽、設(shè)中央豎直穩(wěn)定板等多種可能的氣動措施,最終確定了采用方便有效的封槽設(shè)置上、下中央穩(wěn)定板的措施。其中上穩(wěn)定板由橋面中央實體分隔帶產(chǎn)生，無需另行設(shè)置。

最后，設(shè)計制作了1:245的全橋氣彈模型，全面檢驗了矮寨大橋的抗風(fēng)性能，完全滿足抗風(fēng)設(shè)計要求。鑒于山區(qū)風(fēng)環(huán)境極其復(fù)雜，在橋址處建立了一種遠(yuǎn)程控制的新型的懸索吊掛式風(fēng)環(huán)境觀測系統(tǒng)，并已投入使用。長期觀測資料將充實和修正現(xiàn)有風(fēng)環(huán)境研究結(jié)果。

（1）避開了不良地質(zhì)的影響。 矮寨懸索橋位置基巖裸露，巖石堅硬，產(chǎn)狀平緩，地質(zhì)穩(wěn)定，無活動斷層，有利于特大橋修建。如此同時，現(xiàn)場調(diào)查、遙感解譯和地質(zhì)勘探均標(biāo)明，排碧特長隧道施工和運營期間極有可能引起隧道內(nèi)大規(guī)模高水頭涌水（或突泥）、隧道頂?shù)乇硭�源枯竭等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)盡可能繞避。懸索橋方案所經(jīng)地段，巖性變化較小，路塹邊坡穩(wěn)定性較好。特長隧道方案走向大致與一條NE向斷裂帶走向一致，邊坡穩(wěn)定性較差。

（2）改善了公路的安全性能。 由于特長隧道所處的特殊的水文、地質(zhì)條件、其施工安全、運營安全存在極大的隱患；相對而言，懸索橋方案對各種安全隱患的可預(yù)測性、易搶救性和可修復(fù)性均優(yōu)于特長隧道方案。隧道內(nèi)部不設(shè)置硬路肩，也無法設(shè)置爬坡車道，安全性能也打了折扣。

（3）減小了對自然環(huán)境的影響。排碧特長隧道將產(chǎn)生多達180萬m3 的廢方，沿線高山峽谷、棄渣困難，其需大量占用耕地，在峽谷中大量棄方還可能誘發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害；而明線方案棄渣量小且廢渣場地可靠，對自然環(huán)境影響極小。特長隧道方案沿峒河展線，反復(fù)跨越峒河10余次，施工開挖的泥沙、運營期間的污水排放對峒河的水質(zhì)影響較大。同時汽車噪聲和廢氣對生活在峒河兩側(cè)山腳的居民帶來較大的影響。懸索橋方案走山脊線，路線附近人煙稀少，耕地占用量極小，對周邊少數(shù)民族居民影響不大；特長隧道產(chǎn)生的大量廢汽和噪音，對隧道內(nèi)的司乘人員不利。

（4）增強了公路的景觀。 特長隧道方案在一個狹長的峽谷內(nèi)反復(fù)穿越峒河和湘川公路，對峒河風(fēng)光帶破壞較大；矮寨懸索橋與獨特的自然景觀相得益彰，為矮寨的旅游盤山公路增添了新的人文景觀；懸索橋方案從風(fēng)景區(qū)旁通過，充分結(jié)合地形設(shè)置了多處觀景平臺，增加了公路景觀。 

（5）提高了社會服務(wù)能力。特長隧道方案技術(shù)指標(biāo)低，局部無法滿足80Km/h的設(shè)計速度要求，安全隱患多，服務(wù)水平低；而懸索橋方案平縱面指標(biāo)均衡，與地形條件結(jié)合協(xié)調(diào)，行車相對較舒適；懸索橋方案在排碧臺地增設(shè)矮寨互通，將有力帶動周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟發(fā)展，方便臺地上的居民出行，同時有利于湘西旅游發(fā)展；而隧道方案從吉首西至排碧沒有設(shè)置互通的條件，服務(wù)沿線經(jīng)濟能力較差。湘西山多田少，特長隧道方案沿峒河展線，占用耕地多，居民拆遷量大，安置工作十分困難；懸索橋方案符合當(dāng)?shù)卣�府部門的要求，切合地方群眾的利益。

（6）降低了全壽命周期成本。懸索橋方案較特長隧道方案每年可節(jié)約運營成本約1億元，同時每年節(jié)約管理養(yǎng)護費約5000萬元；特長隧道方案沿國道展線，施工工期對國道正常運行和地方群眾出行干擾大；懸索橋方案路線長度縮短約11km，節(jié)約了工程投資，提高了運行效益。更值一提的是，一橋飛架矮寨公路奇觀，顯示出磅礴的氣勢，并與獨特的自然景觀相輝映，為矮寨的旅游盤山公路增添新的人文景觀，進一部提升矮寨的旅游價值。^[3]

 一是始終保持高位推進。

“自大橋開工以來，指揮部的幾位指揮長經(jīng)常親臨現(xiàn)場，及時解決出現(xiàn)的問題。吉首市市委書記、市長多次到工地檢查指導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作，矮寨鎮(zhèn)書記、鎮(zhèn)長也親自掛帥，積極幫助協(xié)調(diào)解決施工中出現(xiàn)的問題。”符啟銀市長介紹道，各級領(lǐng)導(dǎo)對矮寨大橋的施工給予的高度重視，不僅加快了工作的協(xié)調(diào)力度，也極大地鼓舞了廣大建設(shè)者的工作熱情。



二是始終保持高質(zhì)服務(wù)。

“大橋的建設(shè)用地涉及到當(dāng)?shù)厝罕姷木幼“徇w工作、臨時性用地和建設(shè)用地等，這既要保證大橋的施工進度又要保證當(dāng)?shù)厝罕姷暮戏��?quán)益，而我們通過公安、交通、安檢等部門挨家挨戶上門服務(wù)的方式，僅用了一個星期就完成了這部分工作。矮寨大橋的建設(shè)用地、臨時用地和工人住房等到目前沒有出現(xiàn)任何問題，保障了施工進程。”符啟銀副市長自豪地說。



為了保障施工進度，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，在今年指揮部組織相關(guān)部門人員召開了兩次大橋現(xiàn)場辦公。據(jù)不完全統(tǒng)計，大橋開工以來，這樣的現(xiàn)場辦公累計10次之多。



矮寨大橋施工現(xiàn)場位于七盤山公路段，日車流量達7000輛，交通壓力大，“一堵全堵”，不容輕視。為了保證公路的暢通，交通協(xié)管現(xiàn)場，30多名交警與十多名干部實行24小時排班服務(wù)。施工爆破是工程中不可避免的環(huán)節(jié)，由于交通管制到位，對車輛進行及時疏散，從未出現(xiàn)過人員傷亡、車輛損毀的事故。



三是始終保持高壓打擊。

目前，矮寨特大懸索橋的建設(shè)環(huán)境良好。自開工以來，為了保證良好的施工環(huán)境，協(xié)調(diào)指揮部一方面加大宣傳力度，組織宣傳矮寨特大橋建成后所帶來的巨大影響，另一方面對影響施工偷、摸、扒、竊等違法行為始終保持高壓打擊的態(tài)勢。截至目前，對破壞施工的治安的違法行為行政扣留2人，訓(xùn)改11人。



矮寨特大懸索橋的施工難度非常大，交通管制的難度也非常的大，在以后的建設(shè)中還會遇到很多的問題和矛盾。將繼續(xù)按照重點建設(shè)工程要求，進一步地搞好服務(wù)，解決問題，優(yōu)化環(huán)境，保證工程的順利竣工。

 矮寨特大懸索橋項目是聯(lián)系中西部、長渝高速公路的控制性工程，也是跨峽谷世界第一的特大懸索橋工程。矮寨段是湘川公路最險的關(guān)卡，矮寨懸索大橋建成后，將消除湘川公路的瓶頸，打通長沙至重慶、四川的高速通道，對湘西的經(jīng)濟社會發(fā)展具有重大的意義，它將成為湘西對外聯(lián)系的大通道。

矮寨大橋跨越全國著名公路奇觀“矮寨盤山公路”，它的建設(shè)將創(chuàng)造四個世界第一：跨峽谷建筑高度335米，跨徑1176米；塔梁分離的新結(jié)構(gòu)；軌索移梁新工藝架設(shè)主桁梁；大型巖錨吊索，底座用碳纖維新材料錨固。矮寨大橋是吉茶高速公路項目關(guān)鍵控制性工程。吉首至茶峒高速公路是長沙至重慶高速公路湖南境內(nèi)的一段，起于吉首市，終于湘黔渝三省(市)交界處的茶峒鎮(zhèn)，路線全長64.3公里。

大橋建成后將極大的改善當(dāng)?shù)亟煌�條件，對促進當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的開發(fā)起到重大作用。大橋所處矮寨段，屬喀斯特地貌，景色優(yōu)美怡人，民族風(fēng)情濃厚。此外，大橋特設(shè)觀景通道，更方便于游客的觀光。可以想見，矮寨在大橋通車之后，吉首兩岸的居民往來將更加便利，美麗的湘西將由此煥發(fā)出新的活力。

大橋建成后，矮寨公路堵車的現(xiàn)狀將成為歷史，而長沙到重慶、成都之間，再也不需要經(jīng)歷這驚心動魄的“公路奇觀”了。不過，那時候，當(dāng)汽車在世界第一峽谷鋼拉懸索橋上行走時，那種感覺也足以讓人心顫的。作為吉茶高速公路關(guān)鍵控制性工程，該橋的歷史意義和現(xiàn)實意義也非常重大。吉茶高速公路是國家規(guī)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。作為該線建設(shè)的重要組成部分，矮寨大橋的作用真可謂是“天塹變通途”。矮寨大橋的建設(shè)，將極大地改善目前湘渝兩省市的交通現(xiàn)狀，對兩省市乃至中西部的對接具有極其重要的意義。

最終確定，在橋面系以上和橋面系以下分別布置上、下縱向抗風(fēng)穩(wěn)定板。上抗風(fēng)穩(wěn)定鋼板高860mm，與兩道內(nèi)側(cè)防撞欄結(jié)合，下抗風(fēng)穩(wěn)定板與主橫桁架相連，由高1000mm、帶縱向加勁肋鋼板組成。