平塘大桥是中国贵州省余庆至安龙高速公路平塘至罗甸段的控制性工程,跨越曹渡河峡谷,全长2135米,主桥全宽30.2米,采用三塔双索面结合梁斜拉桥设计,其中跨度布置为13×40米预应力混凝土T梁+(249.5+2×550+249.5米)三塔双索面结合梁斜拉桥,最高主塔高度相当于110层楼高,为世界最高的钢筋混凝土桥塔。该桥于2016年4月开工建设,2019年12月30日建成通车,总投资约15亿元。平塘大桥是余庆—安龙高速公路(黔高速S26)重要组成部分之一,西起通州互通,东至牙舟互通,桥面为双向四车道高速公路,设计速度80千米/小时。该桥高332米,是世界第三高的桥梁。该桥的设计全部由贵州省交通规划勘察设计研究院桥梁设计分院独立完成。

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中文名

平塘特大桥

所属地区

中国贵州省黔南布依族苗族自治州

竣工时间

预计2019年

跨度

550米

高度

310米

宽度

30.2米

长度

2135米

动工时间

2016年4月29日

建造时期

2016年4月

外文名

Pingtang Bridge

类型

斜拉桥、公路桥、特大桥

管理机构

黔南布依族苗族自治州交通运输局

途经线路

余庆—安龙高速公路(黔高速S26)

设计速度

80千米/小时

车道设置

双向四车道

投用日期

2019年12月30日

高度排名

世界第20

起止位置

通州互通、牙舟互通

建设沿革

2016年4月29日,平塘大桥开工建设;7月13日,平塘大桥进行15号主塔桩基开钻工作;9月30日,平塘大桥召开平塘大桥15号主塔首批桩基成孔验收专题会议;10月1日,平塘大桥完成15号主塔桩基的全部开钻工作;10月11日,平塘大桥进行15号主墩首根桩基混凝土浇筑工作;10月12日,平塘大桥完成15号主墩首根桩基混凝土浇筑工作;12月31日,平塘大桥完成15号主墩承台混凝土浇筑工作。

2017年1月1日,平塘大桥完成16号桥塔承台最后一方混凝土浇注工作;7月10日,平塘大桥完成15号桥塔浇筑振捣工作。

2018年6月7日,平塘大桥完成中塔柱施工建设工作;6月30日,平塘大桥完成15号主塔上横梁的浇筑工作;10月11日,平塘大桥完成15号主塔封顶工程;10月26日,平塘大桥完成16号主塔封顶工程;11月10日,平塘大桥完成17号主塔封顶工程;11月13日,平塘大桥完成全部桥塔的封顶工程;12月12日,平塘大桥完成15号主塔0节段首件钢梁吊装工作。

2019年1月25日,平塘大桥完成平塘岸主桥0节段的混凝土浇筑工作;9月26日,平塘大桥完成主桥合龙工程,大桥全线贯通;12月25日,平塘大桥完成交工验收工作;12月30日,平塘大桥通车运营。

建筑介绍

2016年4月29日开工建设的平塘特大桥,332米的塔高将创下全世界高混凝土桥塔的“第一”。平塘特大桥预计总投资15亿元,计划在2019年建成。这座大桥是平塘至罗甸高速公路架设项目中的重点控制性工程。

平塘大桥

与大桥建设同步,平塘至罗甸高速公路全线其他路面、桥梁及隧道等施工都将推进,待这个重点控制性工程桥梁建成贯通后,平塘至罗甸高速公路将通车。该大桥为主跨2×550米的三塔双索面组合梁斜拉桥,主塔塔高332米,被业内专家和同行称为当今“最高、最美”的空间索塔,为世界第一高混凝土桥塔。由于施工技术非常复杂,施工难度大,属于世界级桥梁,建成后将成为贵州地标性建筑。

建筑设计

整体布局

平塘大桥呈西南至东北方向布置

平塘大桥分别由主桥、三座桥塔、桥墩、斜拉索、引桥组成,主桥呈西南至东北方向布置。

设计理念

平塘大桥横跨千米山谷,三座桥塔宜采用相同的塔型,便于形成景观整体,才能与山势相匹配。鉴于平面桥塔立面较为单调,为提高结构整体刚度,满足受力与桥梁景观需求,设计中采用刚劲稳定,同时又在视觉层次上更具特色的空间钻石塔造型,这样桥面景观丰富整体性好,各构件协调统一,刚劲有力。

设计特点

结构特点

总体

主桥采用整幅设计,为三塔双索面钢混组合梁斜拉桥,引桥为先简支后连续预应力混凝土T梁。

主梁

主梁采用双“工”字形钢梁与混凝土板共同受力钢混组合梁。“工”字形钢纵梁、横梁、小纵梁通过节点板及高强螺栓连接形成钢构架,构架上架设预制桥面板,现浇微膨胀混凝土湿接缝,与钢梁上的抗剪栓钉形成整体,组成钢混组合梁体系;钢材采用Q370qD。

桥塔

①主塔采用钻石型设计,主塔均为钢筋混凝土塔柱结构,每个塔柱采用矩形空心截面,四角采用圆倒角。桥塔设置上、下两道横梁,截面采用矩形截面。在塔柱与承台间设置单箱三室截面花瓶形塔墩过渡。

②中塔塔梁铰结,边塔采用竖向支承方式,中塔设置固定支座及纵向限位装置,边塔、过渡墩竖向均设活动盆式橡胶支座,辅助墩处拉压支座,塔梁交界处设横向抗风支座,过渡墩、辅助墩横向均设抗风防震挡块,边塔塔梁之间设置纵向阻尼器。

③15号、16、17号承台采用矩形承台。

斜拉索

①斜拉索布置为双索面、扇形密索体系,采用耐久性能优越的镀锌铝合金高强平行钢丝拉索。

②斜拉索在钢梁上的锚固采用了锚拉板结构形式。锚拉板构造主要由拉板及加劲、锚管及加劲、锚垫板等组成。拉板焊接于边主梁上翼缘板顶面,并与边主梁腹板位置对应。锚管嵌于锚拉板上部的中间,锚管两侧通过熔透焊缝与拉板互相连接。

③斜拉索在桥塔上的锚固采用了混凝土锚固块与钢锚梁结构形式;钢锚梁由受拉锚梁和锚固构造组成。

设计参数

平塘大桥桥面远瞰

平塘大桥全长2135米,采用(249.5+550+550+249.5)米跨径布置,中跨设20000米凸曲线;主桥桥面宽度30.2米,引桥桥面宽度为24.7米。主梁全宽30.2米,梁高3.36米,两“工”字钢纵梁梁肋间距25.7米,钢主梁高2.92米;钢纵梁节段标准长度为12米。索塔桥面以上的15号、17号为145.2米,16号塔为149.2米,下横梁以下15至17号索塔分别为174.8米,182.8米和152.8米,索塔全高分别为320、332米和298米;15号、17号承台长宽为40.8×27.4米,厚度为8.0米;16号承台长宽为41.8米×29.8米,厚度为8.0米。每个主塔布有22对空间索,中跨斜拉索在梁上的标准索距为12米,边跨斜拉索在梁上的标准索距为12米和9.0米。

技术标准

公路等级

高速公路

设计速度

80千米/小时

荷载标准

公路-Ⅰ级

车道设置

双向四车道

坡度系数

主线:0.55%,横坡:2%

设计风速

33.8米/秒

设计水位

586.200米

洪水频率

1次/300年

抗震等级

基本烈度为VI度,按VII设防

建筑施工

将创造多项新工艺

目前工程正在大桥所在位置进行相当于三个篮球场面积的深度挖孔和成孔,生产车间正在进行数十个钢筋笼的加工制作。而巨型钢筋笼的制作工艺目前国内的水平还达不到,需要项目技术团队研究出新的施工工艺。

平塘大桥

“机械化程度和施工精准度控制,都将根据高度的提升而成几何倍数增加”,据了解,待大桥塔位成型,钢筋笼制作成型后,将进行混凝土浇筑施工,而混凝土的施工难度也非常大,工艺控制难度极高。

总体来说,大桥的建设既要求物资和工艺达到施工标准,又要精准控制施工中的安全,许多程序都需要采用目前国际水平的先进工艺和施工设备。在能够引进和采用现有施工设备和技术的同时,贵州省交通运输厅前期组建起领导小组和专家团队反复研究得出每一个程序施工中最佳的方案,以保证大桥施工的安全和顺利建成。待这座地标性的特大桥建设完工后,估计将产生多项新工艺。

价值意义

平塘大桥的建成将为西部山区大跨度桥梁设计及施工提供有益借鉴。

平塘大桥通车后,平塘到罗甸的通行时间从2个半小时缩短至1个小时,将成为连接贵州南部的交通要道。

桥梁位置

平塘大桥位于中国贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县平里河村,大桥西起通州互通,上跨越槽渡河大峡谷,东至牙舟互通,线路途经大冲村、达傲村、通州服务区停车场、落印村等,为余庆—安龙高速公路(黔高速S62)构成部分。

运营情况

票价票制

2019年12月30日,平塘大桥通车运营,其收费按余庆—安龙高速公路(黔高速S26)收费标准进行收费。

建设成果

技术难题

平塘大桥在设计所遇到的难题为:

1、三塔斜拉桥与常见的两塔斜拉桥结构受力特性区别较大,表现为中间塔两侧均无辅助墩和过渡墩,不能对中跨主梁提供较有效的约束,且结构相应应的活载影响线范围较大,导致三塔斜拉桥的主梁挠度、斜拉索应力幅和塔底弯矩比两塔斜拉桥要大得多;

2、平塘大桥的三个索塔高度均在300米左右,如何提高结构体系刚度、控制斜拉索疲劳应力幅、满足塔梁索的受力要求也是设计的关键。

3、大桥位于平里河风景区附近,桥梁的景观要求较高,同时大桥为超高塔三塔斜拉桥,桥塔的刚度要求较高,如何将景观设计融入桥塔结构设计是本桥的设计重点与难点。

技术创新

平塘大桥技术创新为:

1、大跨斜拉桥为风敏感结构,平塘大桥桥位的处风环境条件十分复杂,在充分借鉴科研成果的基础上,设计中桥面处设计基准风速取33.6米/秒,阵风系数取1.373,风攻角范围为负5度至正5度,所取参数对山区超高墩多塔大跨斜拉桥设计风荷载取值具有一定参考意义。

2、结合实际地形、地质、环保等因素,首次采用了造型优美的空间钻石形索塔,提升了桥梁景观效果,为山区多塔斜拉桥索塔设计提供了新思路。

3、山区超高三塔斜拉桥结构体系刚度相对较弱,如何有效地提高结构体系的整体刚度是其结构设计的关键所在,设计中采用空间索塔,并适当增加顺桥向中塔刚度是提高三塔斜拉桥结构整体刚度的理想方式。

4、采用中塔塔梁铰接、边塔竖向支承的结构体系对减小活载作用下的主梁挠度及温度作用下的塔底弯矩效果均较明显,是三塔斜拉桥塔梁支承体系较优选择。

5、大桥钢主梁拟采用安装质量高、速度快的整节段拼装方案。整节段最大拼装质量170吨,为山区钢混组合梁斜拉桥的施工方法提供了新的选择。

荣誉表彰

项目名称

所获奖项

平塘大桥

2016年度BE创新奖决赛入围奖

平塘大桥

2021年国际桥梁大会(IBC)古斯塔夫斯·林德撒尔奖

文化特色

大桥服务区

平塘大桥设有天空之桥服务区;该服务区突出“桥旅融合”的概念,除了常规的加油站、停车区、超市外,还配套修建了桥梁博物馆和观景酒店,探索将高速公路从单一的出行功能向交通、生态、旅游、消费等复合功能转变。

《走遍中国》

2018年2月,《走遍中国》栏目播放平塘大桥,讲述大桥采用的创新技术及难题,让观众了解大桥建设各个历程。

《最美中国 大有可观》第三季

2019年6月,《最美中国 大有可观》第三季开播,讲述中国的超级工程建设故事,镜头对准了主塔高332米的高墩——平塘大桥;该栏目讲述平塘大桥的构造特点,让观众了解大桥背后的建筑艰辛,介绍在大桥背后付出工作者。