1．概況
奉節(jié)長江大橋位于重慶市奉節(jié)縣，距下游三峽水利樞紐工程160Km，距瞿塘峽口10Km。大橋全長930m，主橋主跨采用460m預應力混凝土斜拉橋（圖1）。
圖1 奉節(jié)長江大橋全景
橋位區(qū)屬丘陵～低山區(qū)河谷岸坡地貌，處于三峽峽口河段，地形陡峻，相對高差約410m?；鶐r主要為泥巖、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)泥巖以及鹽溶角礫巖等，巖體的節(jié)理、裂隙發(fā)育。橋位處長江段，三峽建庫前最大水位變幅54.89m。建成后，在庫區(qū)回水區(qū)內(nèi)，原有河槽調(diào)蓄水能力基本消失，產(chǎn)流、匯流條件發(fā)生變化。壩前正常蓄水位175.00m時，奉節(jié)回水水位為173.44m；該區(qū)屬亞熱帶暖濕東南季風氣候區(qū)，年平均氣溫16.4℃，多年平均降水量1179mm。100年一遇十分鐘平均最大風速為23.0m/s，瞬時極大風速為35.0m/s。
大橋橋面寬18.5m；設計速度40km/h；通航凈高18m，凈寬2×125m的單向通航孔或1×235m的雙向通航孔，最高通航水位為173.44m。船撞力：主塔墩橫橋向6000kN，縱橋向3000kN；地震烈度：基本烈度6度，按7度設防。
2．主橋結(jié)構
主橋采用30.4m+202.6m+460m+174.7m+25.3m=893m的雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，不對稱五跨布置(圖2)，即塔梁間采用縱向彈性半漂浮體系；主塔采用A型空間混凝土索塔，承臺以上南、北塔高分別為206m、211.61m；主梁邊跨及部分次邊跨因壓重需要采用混凝土箱梁，其余均采用矩形邊主梁，橋軸線處梁高2.5m，梁寬20.5m，梁上標準索距7.85m，主梁標準節(jié)段邊主梁寬1.7m，頂板厚0.32m，橫梁厚0.4m，全橋橫梁間距基本同索距；每塔布置28對，全橋共計224根斜拉索。
圖2 橋型布置(單位：m)
?。?）支撐體系
主塔處塔梁間采用縱向彈性半漂浮體系。塔、梁間豎向及邊墩、輔助墩處均設活動盆式橡膠支座，橫向均設抗風防震橡膠支座及橫向擋塊。
全橋共8根縱向彈性索，采用與斜拉索相同的體系，規(guī)格為151Φ7，每根彈性索長度約30m。
?。?）主梁
梁上標準索距7.85m，南、北兩岸邊跨索距分別為3.5m、7.85m。主梁標準截面尺寸(圖3)，矩形邊主梁寬1.7m，頂板厚0.32m，橫梁厚0.4m。在塔根處邊主梁寬度加大至3.5m，塔根附近兩側(cè)各3個索距范圍內(nèi)加大至2.2m。邊跨箱梁底板厚度北岸為0.35m，南岸為0.45m。其余如腹板、頂板、橫梁厚度同邊主梁。全橋橫梁間距基本同索距。
圖3 主梁標準斷面（單位：cm）
主梁設縱、橫向預應力，橫向預應力依橫梁位置大致分為三種：標準段橫梁、墩頂處橫梁及壓重段橫梁?？v向預應力依施工步驟分為三種：膺架現(xiàn)澆段預應力，施工用預應力及合攏預應力。其中施工用預應力又可分為塔根梁段施工用預應力及懸澆施工用預應力；前者是在施工過程中適當時間予以拆除，后者隨懸澆施工的不斷推進而逐段接長，并最終作為結(jié)構永久預應力。
主梁采用C50混凝土，壓重采用鐵砂混凝土，其密度不小于3.5t/m3，壓重混凝土置于邊跨箱梁空腔內(nèi)，在南岸邊跨范圍內(nèi)人行道上邊設置了部分壓重。
?。?）主塔
主塔為A形，分為上塔柱、橫梁、中塔柱、蓋板、下塔柱5大部分（圖4）。承臺以上南、北主塔高分別為206m、211.61m。主塔縱橋向?qū)挾瘸滤露俗?0m漸變至7m外，其余均為7m。上、中塔柱及橫梁均為單箱單室截面。下塔柱為單箱三室截面，在塔柱縱橋向?qū)挾茸兓幵O一道橫隔板，厚0.6m。蓋板為實體板，位于中、下塔柱交界處，厚3m。上、中塔柱橫向?qū)挾染鶠?.2m，其傾斜斜率為1/10，下塔柱橫橋向等寬為23m。塔上索距為1.7m。上塔柱縱、橫橋向壁厚分別為0.7m、1.4m，中塔柱縱、橫橋向壁厚為0.8m、1.0m；下塔柱縱、橫橋向壁厚為1.6m、0.9m，內(nèi)隔板厚0.6m。橫梁壁厚均為0.7m，梁高5.0m。
圖4 南主塔構造
主塔橫梁、蓋板內(nèi)設預應力，上塔柱斜索錨固區(qū)設環(huán)形預應力。
主塔采用C50混凝土。在下塔柱各水位，高程+173.44m、+147.04m及+135.14m附近一定范圍內(nèi)采取了加強配筋措施以提高下塔柱局部防撞能力。并在下塔柱周邊混凝土保護層內(nèi)設一層Ф6mm帶肋防裂鋼筋網(wǎng)。
（4）斜拉索
斜拉索采用空間雙索面，每塔每索面共28對斜拉索，全橋共224根斜拉索。斜拉索采用Ф7mm鍍鋅平行鋼絲，外擠雙層PE，內(nèi)層為黑色，外層為天藍色，鋼絲標準強度R =1670Mpa。斜拉索規(guī)格共10種，即：109Ф7，127Ф7，139Ф7，151Ф7，163Ф7。187Ф7，199Ф7，211Ф7，223Ф7，241Ф7。斜拉索在主梁處最小傾角23.0°，最大傾角75.4°。斜拉索錨具采用冷鑄墩頭錨，梁端及塔端錨具均采用張拉端錨具。
?。?）下部結(jié)構
主塔墩采用群樁基礎(圖6)，每墩設20根Φ2.2米鉆孔樁，呈4×5行列式布置。北主墩樁長59米，南主墩樁長為76米。承臺厚7米，分為兩級，第一級厚2米，第二級厚5米。
圖6 北主塔基礎構造
（6）主梁施工與施工控制
主梁邊跨及塔根梁段采用膺架現(xiàn)澆法施工（圖7），其它梁段采用懸臂澆注法（圖8），主梁懸澆時采用前支點牽索掛籃。本橋應用“無應力狀態(tài)法”的控制原理進行本橋的施工監(jiān)控計算，根據(jù)實際施工情況調(diào)整設計參數(shù)，在監(jiān)控過程中采用索力和線形雙控的原則，嚴格監(jiān)控，對線形、索力、應力等進行了有效的控制，確保了斜拉橋施工安全、合龍順利及成橋線形順暢、內(nèi)力分布合理，滿足設計和規(guī)范要求，實現(xiàn)了預期的施工控制目標。
圖7 主梁邊跨膺架現(xiàn)澆施工
圖8 主梁懸澆施工
3．主要技術特點和創(chuàng)新點
（1）大橋主跨460m，位于同類型橋梁國內(nèi)第三、世界第四。在設計過程中，針對大跨度混凝土斜拉橋設計重大技術難點進行了研究，通過采用縱向彈性約束體系、A形主塔、空間扇形斜拉索面、大直徑鉆孔樁基礎等構造措施，以及掛籃澆注0＃、1＃塊和無勁性骨架的內(nèi)爬架施工高塔等施工新技術，實現(xiàn)了大橋“安全、適用、經(jīng)濟、美觀”的建設方針，其合理優(yōu)質(zhì)的設計，創(chuàng)新技術的研制和應用，對今后同類型橋梁的建設起到了示范作用。
?。?）本橋位于三峽庫區(qū)，主墩淹沒水深最高達95m，水位變幅大，設置墩外防撞裝置造價太高。如何以經(jīng)濟合理的設計滿足主墩在船撞作用下的強度、剛度及穩(wěn)定性是本橋設計中的重點問題。主墩通過采用單箱多室截面、加強各水位附近范圍配筋等措施滿足船撞時結(jié)構的強度、剛度及穩(wěn)定性，同時通過合理的航標設置引導船只安全順利通過。
?。?）本橋承臺以上主塔高分別為206m和211.606m，采用了A型塔、無勁性骨架的內(nèi)爬架施工高塔、索錨區(qū)設置環(huán)向預應力精軋螺紋粗鋼筋等多項技術，保證了索塔的安全性能，提高了我國高索塔的設計和施工水平。
?。?）本橋地處峽谷，風環(huán)境較為復雜，且墩高、跨大、寬跨比小，抗風穩(wěn)定性相對較差，所以抗風穩(wěn)定性是本橋的一項關鍵技術問題。采用空間雙索面和A形塔，通過斜拉索增大橋梁抗扭剛度，以提高抗風穩(wěn)定性。綜合考慮抗風、抗震及靜力荷載作用下的內(nèi)力分配等因素，采用縱向彈性半漂浮體系。
（5）大跨徑預應力混凝土斜拉橋施工控制技術研究，成功運用“無應力狀態(tài)”控制理論。奉節(jié)大橋在施工過程中索力、線型以及結(jié)構應力得到了很好的控制，邊跨合攏及中跨合攏均達到了mm級的合攏精度，成橋線型和索力的誤差都控制在目標范圍以內(nèi)。全橋主梁線形和斜拉索索力的預設最大誤差值分別為±3cm和±5％，控制結(jié)果達到了預定的“雙控”目標精度。
4．有關資料
橋名：奉節(jié)長江大橋
橋型：雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋
跨徑布置： 460m
橋址：重慶市奉節(jié)縣
設計單位：中鐵大橋勘測設計院有限公司
施工單位：中港第二航務工程局
混凝土用量： 66827m3
鋼材用量：10745t
造價：2.6億元
建成日期：2006年6月
