清水河大桥

清水河大桥（Qingshui River Bridge），是中国贵州省境内连接贵阳市开阳县与黔南布依族苗族自治州瓮安县的过河通道，位于清水河之上，是贵阳—瓮安高速公路（国家高速G69）的组成部分之一。^[1]

清水河大桥于2013年8月1日开工建设；于2015年9月26日合龙；^[2]于2015年12月31日正式通车。^[3]

清水河大桥北起和平隧道，上跨清水河峡谷，南至毛云互通，大桥全长2174.1米，其中主跨1130米；^[4]桥面为双向四车道高速公路，设计速度80千米/小时。工程项目总投资15.4亿元人民币。^[5]

建设中的清水河大桥

2013年8月1日，清水河大桥正式开工建设。

2015年9月26日，清水河大桥完成合龙。

2015年12月18日，清水河大桥贯通。

2015年12月25日，清水河大桥交付验收。2015年12月31日，清水河大桥通车。

清水河大桥位于贵州省瓮安县境内，全球最大的单跨板桁结合加劲梁悬索桥、亚洲第一山区钢桁梁悬索桥。

贵阳至瓮安高速公路上的清水河大桥，就是“桥梁博物馆”里的一颗璀璨明珠。作为贵瓮高速的全线控制性工程，清水河大桥总投资15.4亿元，全长2171.4米，主跨1130米，是世界上最大单跨板桁结合加劲梁悬索桥，亚洲第一的山区双塔单跨钢桁悬索桥。设计采用9×40米T梁(开阳岸引桥)+1130米(主桥)+16×42米T梁(瓮安岸引桥)构造。清水河大桥共约使用钢材6万吨,混凝土33万方。两岸索塔基础均采用18根直径3.5米的桩基础；两岸锚碇dìng均采用重力式锚；索塔为钢筋混凝土框架结构，开阳岸索塔高度为230米，瓮安岸两索塔高度分别为236米、220米。

整体布局

清水河大桥由主桥、开阳岸引桥、瓮安岸引桥及两座桥塔组成，其中主桥路段呈东北西南方向布置；清水河大桥为单跨简支钢桁梁悬索桥。

设计特点

结构特点锚碇开阳岸和瓮安岸锚碇采用扩大基础结构形式，以中风化灰岩作为持力层，底面设置两级平台。锚固系统由索股锚固连接构造和预应力拉索锚固构造组成。索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接器组成，拉杆上端与索股锚头相连接，另一端与被预应力拉索锚固于前锚面的连接器相连接。预应力拉索锚固构造由预埋管道、钢绞线拉索、锚头及防护帽等组成。索股锚固连接构造包括单索股锚固单元和双索股锚固单元两种类型。索塔及基础索塔为塔柱、横梁组成的钢筋混凝土框架结构，塔柱为普通钢筋混凝土结构，横梁为预应力混凝十结构。索塔两塔柱横桥向内倾，塔柱断面为八边形空心截面。两岸索塔基础均采用行列式布置，嵌岩桩设计，桩尖进入中风化岩层深度不小于3倍的桩径。缆索系统主缆预制平行钢丝索股（PPWS）由锌铝合金镀层高强度钢丝组成。该桥采用钢丝绳吊索，每一吊点设2根吊索。吊索与索夹为骑跨式连接；与加劲梁为销铰jiǎo式连接。对于悬吊长度大于20米的吊索，在悬吊长度的中央设置减振架，以将一个吊点两根吊索的四肢互相联系，减小吊索的风致振动。本桥在跨中设置了柔性中央扣，中央扣拉索构造与吊索相似，采用钢丝绳拉索。中央扣拉索与中央扣索夹为骑跨式连接，与加劲梁为销铰式连接。钢桁梁加劲梁主桁架采用带竖腹杆的华伦式结构，在钢桁梁主桁架端部下弦杆底面对应端竖腹杆的位置各设置一个竖向支座。在端主桁架上、下弦杆的外侧，对应端主横桁架的上、下横梁处各设个横向抗风支座。钢桁梁包括钢桁架和正交异性钢桥面板两部分，板桁结合。钢桁架由主桁架、主横桁架和下平联组成。主桁架采用带竖腹杆的华伦式结构，由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆选用闭P箱形断面，斜腹杆、竖腹杆除在梁端竖向支座附近采用闭P箱形断面外，余均采用工字形断面。主桁架杆件均为焊接构件。主横桁架采用单层桁架结构，由上横梁、下横梁、外侧斜腹杆、竖腹杆和内侧斜腹杆组成。上横梁除梁端采用闭P箱形断面外，其他均采用焊接I形断面，下横梁采用闭P箱形断面，腹杆均选用I形断面。主横桁架上横梁、下横梁均为焊接构件；外侧斜腹杆、竖腹杆和内侧斜腹杆均采用热轧H型钢。下平联采用K形结构，采用焊接工形断面。正交异性钢桥面板由桥面板、U肋、三道纵梁和两道次横梁组成。桥面板与主横桁架上横梁顶面平齐。正交异性钢桥面板均为焊接结构。

设计参数

清水河大桥的全桥采用（9x40）米+1130米+（16x42）米的跨径布置，桥长合计2171.4米。主桁架桁高7.0米, 标准节间长7.6米。两片主桁架弦杆中心间距27.0米。钢桁梁主桁架端部下弦杆底面对应端竖腹杆的位置竖向支座全桥共计4个。端主桁架上、下弦杆的外侧，对应端主横桁架的上、下横梁处横向抗风支座共计8个。开阳岸索塔高度230米，瓮安岸索塔高度236米/220米。索塔两塔柱横桥向内倾，倾斜率内侧为1/26.170，外侧为1/17.535。开阳岸塔底为11.5米（顺桥向）x11.5米（横桥向），线性变化至塔顶9米（顺桥向）x7米（横桥向）。瓮安岸左幅塔底为11.391米（顺桥向）x11.312米（横桥向），右幅塔底为11.565米（顺桥向）x11.613米（横桥向），均线性变化至塔顶9米（顺桥向）x7米（横桥向）。大桥主跨1130米，主缆分跨为（258+1130+345）米，主缆垂跨比为1/10，主缆横桥向间距为27.0米，吊索顺桥向间距为15.2米。主缆预制平行钢丝索股由91根直径为5.25毫米钢丝组成，标准强度21770MPa，索股有179股，开阳侧边跨另设8根索股（背索）。锚碇平面尺寸为71.5米x48米，高度为47.5米。

技术标准道路等级高速公路设计速度80千米/小时设计寿命100年车道设置双向四车道荷载标准公路-I级设计风速29.4米/秒抗震等级基本烈度6级

国内首创千米级缆索吊

大胆的板桁结合设计是清水河大桥在科技创新上最大的亮点，那么，国内首次尝试在同类型桥梁中使用超千米、大吨位缆索吊设备，则是最好的辅助。这样的缆索吊运在国内山区也属首次应用。板桁结合体和缆索吊的关系是相互支撑、缺一不可，张明闪做过计算，最大能吊装200吨的缆索吊每天能吊装一个节段，清水河大桥总共75个节段，差不多3个月的时间就完成吊装，这比其他同类桥梁吊装节约三分之二的时间。要实现这些想法，主缆内总重数千吨的179根基准索高度误差值不能超过两毫米，让以吨计的材料误差以毫米计，精细程度可想而知。由于主缆的材质容易受到热胀冷缩的影响，白天温差大，不利于测量是否合格，测量工作必须晚上进行，同时还需要温度保持在一定的范围内。资料显示，施工地超过三分之二的时间都在风雨中度过。测量缆绳的工作足足花了一个月。为了让缆绳在空中“各走各的路”，施工团队还专门设计了一系列设备，在不断创新解决问题的过程中，清水河大桥的施工进展顺利，原计划在2016年年底完工的清水河大桥，工期整整提前了一年。

技术难题

1.在开阳县一侧，清水河大桥桥柱深达72米，而在瓮安县一侧深度仅为18米，两者差6倍，建设难度较大。受限于特殊的喀斯特地貌，大型材料无法采用传统的垂直起吊法。

2.没有让大型起吊设备进入施工现场的通道，即使机械从天而降，喀斯特地貌的特殊构造也无法承受大型起吊设备带来的巨大压力，与此同时，清水河河道狭窄，大型运输船只无法进入。

3.清水河大桥位处岩溶高度发育，给当时施工带来一定影响。

技术创新

山区板桁结合加劲梁悬索桥建设关键技术研究

板桁分离体系传力路径明确，上部荷载通过桥面系支座传给主横桁架，再由主横桁架传给主桁架。板桁结合体系中传力路径不再这么明确，荷载作用于桥面板上一部分传到主横桁架，再由主横桁架传给主桁架，另部分直接传到主桁架上弦杆。板桁结合体系中正交异形板同时发挥桥面板、桥面系和主桁架平面纵向联系等多种作用，有效地参与主桁架的弯曲，部分参与主桁架的受剪，使主桁受力有所改变。这种板桁结合体系结构受力合理，传力路径通畅，能较好满足行车要求。板桁桥梁把正交异形板桥面和桁架的优点充分组合起来。在全跨范围内，桥面和桁架采用刚性连接。桁一板焊接连接构造省去了高强度螺栓及拼接板，较为经济。通过对大量实测不同焊接条件（约束状态、焊缝断面、焊接输入线能量、施焊顺序等）下的焊接变形量进行数理统计分析，确定其分布规律，并以此研究减少焊接收缩变形的有效措施，同时通过焊接变形模拟计算分析，评估焊接收缩变形对桥面板和主桁受力的影响。

山区特大桥自行式主缆检修车研制

为了适应山区风力大的环境，检修设备要具有较强的抗偏载和抗风能力。检修设备能够实现在主缆上26°角的爬升，同时在切断动力源时，检修设备要能够稳定地驻车。检修设备能实现自动过吊索功能，这就要求对检修设备的行走轮、拉杆和压紧轮进行优化设计，并设计合理的控制系统，保证过吊索时动作机构的准确执行。

科研成果

2020年1月，“贵阳至瓮安高速公路清水河大桥施工图设计阶段工程地质勘察”项目，荣获2019年度中国勘察设计协会优秀勘察设计奖二等奖。

清水河大桥406米深、2171米长，是截止2016年1月世界第二高桥。建造中使用科技创新进行板桁结合设计，并国内首创千米级缆索吊设备使用，3个月的时间就完成吊装，这比其他同类桥梁吊装节约三分之二的时间。该项目催生了《山区千米级板桁结合加劲梁悬索桥建养关键技术研究与示范》、《山区大跨径板桁结合钢桁梁悬索桥建设及管养技术研究》、《大跨径缆索吊成套技术研究》等9个科研项目，20余篇论文、10余个专利、1个工法。

贵阳至瓮安高速公路全长71公里，总投资95亿元。项目建成通车后，贵阳至瓮安的车程将缩短至一个小时，便捷的高速通道将有效改善开阳县、瓮安县交通环境，使之更快地融入黔中经济区“1小时经济圈”，对增强省会城市贵阳的辐射带动作用，促进黔中经济区的协调快速发展有着重要的战略意义。

承建单位

这座大桥诞生于一群年轻人之手。中交第二公路工程局第二工程有限公司是清水江大桥项目部经理王凤存，36岁；党委书记高恒，33岁；总会计师钟珂军，26岁。

票制票价

根据贵州省交通运输厅2020年1月公布的《贵州省高速（一级）公路及桥隧收费标准》，清水河大桥属于5类桥梁，货车收费标准如下：

货车类型一型货车二型货车三型货车四型货车五型货车六型货车收费金额（元）5.507.7016.5023.1024.7533.825