巫峡两岸的公路联系
巫山长江大桥又称巫峡长江大桥,位于重庆巫山县的巫峡口。长江在此承担航运,却也隔开南北两岸道路。当地修建跨江桥梁,是为了加强县城与南岸的联系,并接通向湖北建始、恩施等地延伸的公路。工程面对的任务既是跨越江面,也是在峡谷中安排通航与陆路交通。
项目在1998年取得建议书和可行性研究批准,1999年初步设计获批,2001年又调整工程可行性方案。2001年12月28日开始建设,设计与施工工作分别由四川省公路规划勘察设计研究院和四川路桥集团的工程团队承担。
钢管与混凝土组成的拱肋
主桥采用中承式钢管混凝土拱,主跨为492米,拱脚间净跨460米。桥面从拱肋中部穿过,中间部分由吊杆向下悬挂。两岸较完整的岩体为拱座承受水平推力提供条件,也使大跨拱方案适合这里的峡谷地形。
两片主拱肋各由四根主要钢管弦杆及腹杆组成桁架,主要弦杆直径1.22米,内部填入C60混凝土。钢管约束内部混凝土,混凝土又帮助抑制钢管局部失稳,二者共同承担荷载。两片拱肋之间设置横向联结,桥面宽19米,其中15米用于车辆通行,两侧另有人行道和栏杆空间。
船厂预制与水上运输
拱肋钢结构由武昌造船厂、川东造船厂分段制造,制作环节包括钢板卷管、放样切割、组装和焊接。工厂焊缝经过超声波和射线检查,构件运出前还进行表面防腐处理。预制把大量制作工作从狭窄岸坡转移到条件较稳定的工厂。
拱肋段经预拼装后由专用驳船运到桥位,再从江面起吊。设计文件对分段接头既考虑运输时的形状保持,也考虑安装后管内混凝土能够连通;分段制造、现场连接和后续灌注因此需要作为一个过程统筹。
缆索吊装与临时扣挂
陡峭岸坡不适宜搭设普通满堂支架,施工采用跨峡谷的缆索吊机,从两岸向跨中对称悬拼。吊装系统主跨576米,起吊后的拱肋段由临时扣索支持;吊机负责把构件送到位置,扣挂系统负责在拱尚未闭合时维持其姿态与稳定。
相邻段先以法兰和高强螺栓临时连接,测量并调整轴线、标高,再完成现场焊接。两岸逐段向中央推进,安装合龙段后形成完整拱圈,随后按顺序对称放松扣索。施工阶段的受力状态由此逐步转换为成桥拱的受力状态。
管内灌注与耐久性措施
空钢管拱架安装完成后,须把混凝土灌入弦管,使其成为钢管混凝土结构。巫山桥采用从拱脚向拱顶分级接力泵送的办法,每侧设置多个泵送口,上一段完成后继续向上灌注,直至拱顶出浆。灌注需要保持连续,并控制两岸、两片拱肋的加载次序。
这一工序的关键是管内充填密实,避免钢管与混凝土之间形成影响共同工作的空隙。吊杆和接头则采取镀层、护套、密封等防腐措施,并对短吊杆附近设置限制纵向变形的构造。桥梁设计同时考虑了建造过程和长期承受车辆、温度变化时的工作条件。
2005年通车及收费安排
2005年1月8日,大桥正式建成通车。新华社记者当日的现场报道记下新桥跨越巫峡、桥下轮船继续通行的情景。新桥使两岸公路相连,为巫山通往湖北、湖南方向的道路增加跨江衔接。
当年11月,重庆市有关部门批准试行收取车辆通行费。批复记载项目概算总投资1.96亿元,其中有偿资金1.36亿元、国债资金6000万元,并以收费偿还建设资金为政策依据。通车与收费批准是两个不同时间的阶段;桥梁建成以后,车辆分类计费、收费站管理和还贷也成为初期运营的一部分。