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(guó)家高速公路重點(diǎn)規(guī)劃的8條西部通道之一的長(zhǎng)沙至重慶通道，湖南段的吉（首）茶（峒）高速公路中的重點(diǎn)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(zhǎng)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(jì)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(jì)標(biāo)高與地面高差達(dá)330米左右。橋型方案為鋼桁加勁梁?jiǎn)慰鐟宜鳂�，�?073.65m，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(jì)劃投入7.2億元，占吉茶高速公路計(jì)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(wàn)噸鋼纜據(jù)。

矮寨大橋?yàn)樗能嚨栏咚俟�路特大橋，設(shè)計(jì)車速80km/h，設(shè)計(jì)汽車荷載為公路-1級(jí)，橋面設(shè)計(jì)風(fēng)速34.9m/s。地震動(dòng)峰值加速度0.05g，地震動(dòng)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(jìn)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(xiàng)。

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

索橋調(diào)裝

2010年3月28日上午9時(shí)許，矮寨特大懸索橋茶洞岸端的施工現(xiàn)場(chǎng)，飛艇起飛前，工作人員做著最后的準(zhǔn)備工作。9時(shí)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(duì)岸，而現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員通過(guò)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(duì)岸的巨型橋塔。“這標(biāo)志著矮寨特大懸索橋正式進(jìn)入上部構(gòu)造施工階段”湖南路橋建設(shè)集團(tuán)矮寨特大懸索橋項(xiàng)目部總工程師張念來(lái)說(shuō)，先導(dǎo)索雖然直徑僅1毫米但承受的重量可達(dá)450公斤。據(jù)張念來(lái)介紹，“它是第一級(jí)繩的引導(dǎo)索。通過(guò)先導(dǎo)索再逐級(jí)把牽引繩放大，第二級(jí)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(jí)一級(jí)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(jì)在6月初施工，而橋面吊裝預(yù)計(jì)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(jī)牽引節(jié)約48萬(wàn)元 。

“用飛艇的方式是比較高效、經(jīng)濟(jì)、安全的牽引方法。”張念來(lái)介紹，“因?yàn)樗�處位置是一個(gè)峽谷，風(fēng)向多變，用直升飛對(duì)起飛場(chǎng)地比較苛刻，而飛艇體積比較小，對(duì)場(chǎng)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(jì)，直升飛機(jī)要60萬(wàn)，飛艇只要12萬(wàn)。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(xiàng)目關(guān)鍵控制性工程。吉首至茶洞高速公路是長(zhǎng)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�。ㄊ校┙唤缣幍牟瓒存�(zhèn)，路線全長(zhǎng)64.3公里。作為該項(xiàng)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(jì)標(biāo)高與地面高差達(dá)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(jì)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(jì)車速為每小時(shí)80公里，路基寬度24.5米，懸索橋的主跨達(dá)1176米。

鋼桁梁架設(shè)

2011年4月11日上午9點(diǎn)30分，在矮寨橋吉首岸建設(shè)工地，隨著一段重達(dá)200多噸，長(zhǎng)17米的鋼桁梁通過(guò)鋼纜索道，由吉首一岸向中間緩緩滑動(dòng)，矮寨大橋首創(chuàng)的軌索移梁方案開始了全面實(shí)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(zhǎng)沙到重慶、成都之間，再也不需要經(jīng)歷這驚心動(dòng)魄 矮寨特大懸索橋的“公路奇觀”了。不過(guò)，那時(shí)候，當(dāng)汽車在世界第一峽谷鋼拉懸索橋上行走時(shí)，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(shí)意義也非常重大。吉茶高速公路是國(guó)家規(guī)劃的八條西部公路大通道之一 ――長(zhǎng)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(duì)兩省市乃至中西部的對(duì)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(zhǎng)1000.5m。吉首岸無(wú)索區(qū)長(zhǎng)95m，主梁通過(guò)部分路基與隧道相連；  茶洞岸無(wú)索區(qū)長(zhǎng)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(zhǎng)度，最大限度減少了對(duì)山體的開挖，節(jié)省了投資；實(shí)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(zhǎng)度小于主塔中心距，主纜存在無(wú)吊索區(qū)，會(huì)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(duì)鋼桁梁作特殊設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用的是增加豎向錨固拉索方案，設(shè)豎向錨固拉索，通過(guò)預(yù)應(yīng)力巖錨將其錨固于巖石上。

鋼桁加勁梁的設(shè)計(jì)

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(zhǎng)度 7.25m。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度14.5m，由2個(gè)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(shí)吊鞍，然后在臨時(shí)吊鞍上安裝水平軌索，再將水平軌索張緊作為加勁梁的運(yùn)梁軌道，實(shí)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(jì)者通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)，解決了一系列影響山體穩(wěn)定和橋梁結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。

施工階段，隧道入口仰（邊）坡開挖、隧道掘進(jìn)、塔基開挖、隧道式錨碇開挖均會(huì)對(duì)山體穩(wěn)定造成一定影響；運(yùn)營(yíng)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(jì)者運(yùn)用了FLAC-3D巖土工程分析軟件建立巖體的本構(gòu)模型，對(duì)山體的整體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算。對(duì)山體進(jìn)行了必要的加固防護(hù)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(dòng)試驗(yàn)結(jié)果，穩(wěn)定板的設(shè)置，對(duì)提高矮寨大橋的氣動(dòng)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(yàn)風(fēng)速的要求。由于穩(wěn)定板的增加會(huì)加大結(jié)構(gòu)所受的靜氣動(dòng)荷載，因此穩(wěn)定板的高度不宜過(guò)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(xiǎn)”，地理位置十分特殊，坡陡谷深的地質(zhì)條件對(duì)大橋的交通管理和安全施工帶來(lái)一定的考驗(yàn)。同時(shí)，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(hù)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(diǎn)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�(gè)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(jī)的拉動(dòng)下緩緩向?qū)γ嬉苿?dòng)，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(gè)多小時(shí)，線形精度誤差不能超過(guò)5毫米。

矮寨特大懸索橋有兩根主纜，主纜直徑855毫米，長(zhǎng)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(qiáng)鍍鋅鋼絲組成，每根主纜包含21463根鋼絲，每根高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度均大于1670兆帕，每根主纜能承受超過(guò)3萬(wàn)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(bǔ)世界橋梁建設(shè)的空白。

矮寨特大懸索橋是國(guó)家高速公路重點(diǎn)規(guī)劃的8條西部通道之一的長(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)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(zhǎng)度較長(zhǎng)、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(qiáng)鍍鋅鋼絲組成，即每根主纜包含21463根鋼絲，索股的平均長(zhǎng)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(jìn)而影響到整個(gè)大橋的質(zhì)量。全部索股按裝完畢后，將進(jìn)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(jì)劃建造長(zhǎng)達(dá)10公里且穿越巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)的隧道，從而縮短路線長(zhǎng)度12公里，設(shè)計(jì)速度提高到80公里/小時(shí)，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(yùn)輸成本和隧道管理養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。這是湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)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(shí)和實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。

項(xiàng)目背景長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)沙公路洪安至酉陽(yáng)高速公路（初步設(shè)計(jì)階段）相連。

路線全長(zhǎng)64.3093km。本項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)納入了交通部勘察設(shè)計(jì)典型示范工程項(xiàng)目。矮寨特大橋?yàn)榧�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(guó)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(jì)標(biāo)高與地面高差達(dá)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(jì)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(jì)師共同關(guān)注的問(wèn)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(guó)道通過(guò)，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(dá)270m。 

2 氣象亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，平均氣溫16.6℃，年平均降雨量1400mm，無(wú)霜期長(zhǎng)，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(chǎng)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(yè)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(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》分析認(rèn)為：該工程場(chǎng)地所處的區(qū)域和近場(chǎng)區(qū)地震地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，未來(lái)一百年內(nèi)發(fā)生5.5級(jí)以上地震的可能性較小，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，地基穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)全新世的活動(dòng)斷裂，在遭受設(shè)防概率水準(zhǔn)下的地震活動(dòng)時(shí)發(fā)生地震地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小，適宜擬建工程項(xiàng)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(dòng)峰值加速度0.05g、地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s（對(duì)應(yīng)于原地震基本烈度小于Ⅵ 度區(qū)）進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 

橋隧方案比選吉首至茶洞高速公路面對(duì)德夯大峽谷高差達(dá)500m的懸崖絕壁和橫亙其身后綿延數(shù)十公里的排碧臺(tái)地，在最初的工可方案設(shè)計(jì)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(jì)者們發(fā)現(xiàn)，特長(zhǎng)隧道不但修建管養(yǎng)復(fù)雜、建設(shè)費(fèi)用和管理費(fèi)用昂貴，而且社會(huì)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(wèn)題又讓每個(gè)人心存隱憂，于是有了長(zhǎng)達(dá)四年的漫長(zhǎng)探索路，有了一橋飛跨德夯大峽谷的矮寨夢(mèng)之橋。 

二、橋型研究 

1總體原則由于矮寨特大橋獨(dú)特的地形條件（橋面與谷底高差達(dá)330m，山頂與谷底的最大高差達(dá)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(dá)270m），按照“安全、舒適、環(huán)保、和諧”的設(shè)計(jì)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(shí)避開茶洞岸側(cè)的巨大巖堆。綜上所述：采用懸索橋?yàn)槲ㄒ豢尚械姆桨浮?nbsp;



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(gè)線位方案進(jìn)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(gè)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(duì)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(tái)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(qiáng)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(hào)隧道上端，山體較單�。粌砂端魉�間距1300m。主梁兩端分別與矮寨三號(hào)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(jià)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(hào)混凝土索塔無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，需設(shè)計(jì)成鋼索塔。由于運(yùn)輸及地形條件限制，施工極端困難。 ③全橋造價(jià)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(duì)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(tái)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(qiáng)度1870MPa)。 吉首岸索塔布置在懸崖下部，距懸崖底部約50m。相對(duì)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(hào)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(diǎn)，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(jì)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(duì)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(tái)處有危巖。茶洞岸山體較完整，懸崖處無(wú)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(duì)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(tái)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(guò)對(duì)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(duì)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(hào)隧道上端距離太小，在設(shè)計(jì)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(shí)，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(jìn)方向），兩個(gè)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(duì)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(tái)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(kuò)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(zhǎng)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(zhǎng)度45m。兩岸橋臺(tái)均與隧道直接相連。橋臺(tái)位置地勢(shì)陡峭，為增強(qiáng)橋臺(tái)與隧道山體的聯(lián)系，橋臺(tái)基礎(chǔ)、背墻、側(cè)墻均與山體巖石用預(yù)應(yīng)力錨桿加強(qiáng)連接。經(jīng)過(guò)認(rèn)真比較研究，Q線線位具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)： ① 避開了吉首岸危巖體對(duì)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(dú)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(zhǎng)度、規(guī)模、造價(jià)均可節(jié)省。 ④ 造價(jià)最低。 弊端是：Q線為避開吉首岸山體裂隙和危巖體對(duì)索塔的影響，土石方開挖量較大，約20萬(wàn)方�？赏ㄟ^(guò)因地制宜地布置觀景平臺(tái)和對(duì)棄方采取合理環(huán)保的處理措施，避免其對(duì)環(huán)境的影響。通過(guò)以上方案比較，Q線方案結(jié)構(gòu)布置合理、施工相對(duì)方便、造價(jià)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(jì)過(guò)程中，曾就其加勁梁究竟選用鋼桁梁或鋼箱梁為宜進(jìn)行了深入細(xì)致的比選，最后確定采用鋼桁梁形式。世界長(zhǎng)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(yàn)中心圍繞該橋的抗風(fēng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，做了系統(tǒng)的計(jì)算分析以及風(fēng)洞試驗(yàn)研究。首先進(jìn)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(yàn)段測(cè)試了橋址處風(fēng)速沿高度和橋跨兩個(gè)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(jì)的主要技術(shù)參數(shù)�？紤]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(jì)斷面顫振臨界風(fēng)速遠(yuǎn)不能滿足要求，通過(guò)節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)鋼桁加勁梁進(jìn)行了氣動(dòng)性能優(yōu)化措施研究。試驗(yàn)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(dòng)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(shí)體分隔帶產(chǎn)生，無(wú)需另行設(shè)置。

最后，設(shè)計(jì)制作了1:245的全橋氣彈模型，全面檢驗(yàn)了矮寨大橋的抗風(fēng)性能，完全滿足抗風(fēng)設(shè)計(jì)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(cè)系統(tǒng)，并已投入使用。長(zhǎng)期觀測(cè)資料將充實(shí)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(jiān)硬，產(chǎn)狀平緩，地質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)活動(dòng)斷層，有利于特大橋修建。如此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、遙感解譯和地質(zhì)勘探均標(biāo)明，排碧特長(zhǎng)隧道施工和運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)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(zhǎng)隧道所處的特殊的水文、地質(zhì)條件、其施工安全、運(yùn)營(yíng)安全存在極大的隱患；相對(duì)而言，懸索橋方案對(duì)各種安全隱患的可預(yù)測(cè)性、易搶救性和可修復(fù)性均優(yōu)于特長(zhǎng)隧道方案。隧道內(nèi)部不設(shè)置硬路肩，也無(wú)法設(shè)置爬坡車道，安全性能也打了折扣。

（3）減小了對(duì)自然環(huán)境的影響。排碧特長(zhǎng)隧道將產(chǎn)生多達(dá)180萬(wàn)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(chǎng)地可靠，對(duì)自然環(huán)境影響極小。特長(zhǎng)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(yùn)營(yíng)期間的污水排放對(duì)峒河的水質(zhì)影響較大。同時(shí)汽車噪聲和廢氣對(duì)生活在峒河兩側(cè)山腳的居民帶來(lái)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(duì)周邊少數(shù)民族居民影響不大；特長(zhǎng)隧道產(chǎn)生的大量廢汽和噪音，對(duì)隧道內(nèi)的司乘人員不利。

（4）增強(qiáng)了公路的景觀。 特長(zhǎng)隧道方案在一個(gè)狹長(zhǎng)的峽谷內(nèi)反復(fù)穿越峒河和湘川公路，對(duì)峒河風(fēng)光帶破壞較大；矮寨懸索橋與獨(dú)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(guò)，充分結(jié)合地形設(shè)置了多處觀景平臺(tái)，增加了公路景觀。 

（5）提高了社會(huì)服務(wù)能力。特長(zhǎng)隧道方案技術(shù)指標(biāo)低，局部無(wú)法滿足80Km/h的設(shè)計(jì)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(duì)較舒適；懸索橋方案在排碧臺(tái)地增設(shè)矮寨互通，將有力帶動(dòng)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，方便臺(tái)地上的居民出行，同時(shí)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(jì)能力較差。湘西山多田少，特長(zhǎng)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(zhǎng)隧道方案每年可節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本約1億元，同時(shí)每年節(jié)約管理養(yǎng)護(hù)費(fèi)約5000萬(wàn)元；特長(zhǎng)隧道方案沿國(guó)道展線，施工工期對(duì)國(guó)道正常運(yùn)行和地方群眾出行干擾大；懸索橋方案路線長(zhǎng)度縮短約11km，節(jié)約了工程投資，提高了運(yùn)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(shì)，并與獨(dú)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(jìn)一部提升矮寨的旅游價(jià)值。^[3]

 一是始終保持高位推進(jìn)。

“自大橋開工以來(lái)，指揮部的幾位指揮長(zhǎng)經(jīng)常親臨現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題。吉首市市委書記、市長(zhǎng)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(zhǎng)也親自掛帥，積極幫助協(xié)調(diào)解決施工中出現(xiàn)的問(wèn)題。”符啟銀市長(zhǎng)介紹道，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)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(shí)性用地和建設(shè)用地等，這既要保證大橋的施工進(jìn)度又要保證當(dāng)?shù)厝罕姷暮戏��?quán)益，而我們通過(guò)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(gè)星期就完成了這部分工作。矮寨大橋的建設(shè)用地、臨時(shí)用地和工人住房等到目前沒有出現(xiàn)任何問(wèn)題，保障了施工進(jìn)程。”符啟銀副市長(zhǎng)自豪地說(shuō)。



為了保障施工進(jìn)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(chǎng)辦公。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大橋開工以來(lái)，這樣的現(xiàn)場(chǎng)辦公累計(jì)10次之多。



矮寨大橋施工現(xiàn)場(chǎng)位于七盤山公路段，日車流量達(dá)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(chǎng)，30多名交警與十多名干部實(shí)行24小時(shí)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(duì)車輛進(jìn)行及時(shí)疏散，從未出現(xiàn)過(guò)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(lái)，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(lái)的巨大影響，另一方面對(duì)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(shì)。截至目前，對(duì)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(huì)遇到很多的問(wèn)題和矛盾。將繼續(xù)按照重點(diǎn)建設(shè)工程要求，進(jìn)一步地搞好服務(wù)，解決問(wèn)題，優(yōu)化環(huán)境，保證工程的順利竣工。

 矮寨特大懸索橋項(xiàng)目是聯(lián)系中西部、長(zhǎng)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(xiǎn)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(zhǎng)沙至重慶、四川的高速通道，對(duì)湘西的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重大的意義，它將成為湘西對(duì)外聯(lián)系的大通道。

矮寨大橋跨越全國(guó)著名公路奇觀“矮寨盤山公路”，它的建設(shè)將創(chuàng)造四個(gè)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(xiàng)目關(guān)鍵控制性工程。吉首至茶峒高速公路是長(zhǎng)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(zhǎng)64.3公里。

大橋建成后將極大的改善當(dāng)?shù)亟煌�條件，對(duì)促進(jìn)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�？梢韵胍姡�矮寨在大橋通車之后，吉首兩岸的居民往來(lái)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(zhǎng)沙到重慶、成都之間，再也不需要經(jīng)歷這驚心動(dòng)魄的“公路奇觀”了。不過(guò)，那時(shí)候，當(dāng)汽車在世界第一峽谷鋼拉懸索橋上行走時(shí)，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(shí)意義也非常重大。吉茶高速公路是國(guó)家規(guī)劃的八條西部公路大通道之一 ——長(zhǎng)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(duì)兩省市乃至中西部的對(duì)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。