荆州长江公铁大桥

基本介绍

荆州长江公铁大桥位于中国湖北省荆州市境内，连接北岸江陵县与南岸公安县，上游西北距荆州长江大桥约60千米，下游东南距石首长江大桥约65千米；公路桥北起江陵西互通，南至公安南互通，起点里程为K27+299.091，末点里程为K33+616.763；铁路桥北起江陵站，南至公安站，起点里程为K1287+299，末点里程为K1293+617；途经大桥的铁路线路为浩吉铁路，途经大桥的公路线路为沙市—公安高速公路（鄂高速S61）。

建筑设计

建筑结构

整体布局

荆州长江公铁大桥自北向南由北岸陆地铁路引桥、主河槽内边滩引桥、主桥、南岸南五洲滩地引桥、南岸陆地铁路引桥五部分组成，线路呈正北至正南布置。

设计特点

荆州长江公铁大桥为双塔钢桁梁斜拉桥，建成时为中国境内跨度最大的重载铁路桥，其设计特点为：

结构

设计概况

主塔

主塔采用H形桥塔；

主塔为钢筋混凝土结构，采用C50混凝土。

斜拉索

斜拉索采用高强平行钢丝；

斜拉索梁端锚固采用钢锚箱结构；

直索面采用扇形布置；

钢锚箱由两块水平传力板和两块竖向传力板焊接组成，顺斜拉索方向焊接在上层桥面边纵梁节点板外侧；

斜拉索下端与锚垫板焊接，上端与公路桥面板用角焊缝连接；

索导管设在钢锚箱内部，下端与锚垫板焊接，上端穿出桥面板，并与桥面板焊接；

斜拉索穿过索导管锚固在锚垫板底面。

主梁

主梁采用钢板—桁组合结构；

通航孔主桥采用钢桁梁；

主河槽内边滩采用连续钢桁梁；

北岸陆地铁路引桥采用简支T梁；

南岸南五洲滩地引桥采用简支T梁；

跨南岸第二道子堤铁路采用预应力混凝土连续箱梁；

跨南干堤铁路采用预应力混凝土连续箱梁；

南岸陆地铁路引桥采用简支T梁；

合建段引桥公路采用连续组合箱梁；

主梁在4号塔处上游侧下弦节点设球形固定钢支座，下游侧下弦节点设纵向限位、横向活动的球形钢支座；

主梁在其他各墩处上游侧下弦节点设纵向活动、横向限位的球形钢支座，下游侧下弦节点设纵向和横向均可活动的球形钢支座；

主梁在3号塔与主梁下弦杆间顺桥向设液压阻尼装置；

主梁在3号、4号塔与主梁上层桥面节点横梁端部之间设横向抗风支座。

钢梁

钢桁梁采用直主桁斜撑杆结构；

主析竖直布置，上弦杆位于上层桥面行车道范围，与钢桥面板融为一体；

斜撑杆上端连接上层桥面边纵梁节点，下端连接主桁下弦节点；

主桁采用N形桁式，采用焊接整体节点构造；

下弦杆采用箱形截面；

上弦杆位于公路桥面内部。

桥面体系

桥面分上下两层布置；

桥面板纵向设置U形闭口肋加劲；

上下层桥面均采用密横梁正交异性整体钢桥面；

下层铁路桥面系桥面板与下弦杆顶板通长熔透焊接；

下层桥面板横向以横梁加劲，在下弦节点处设节点横梁；

主桁和桥面系材质均为Q370qE钢；

横梁为预应力混凝土结构，采用双室空心矩形截面。

设计参数

技术标准

技术标准

线路等级

上层：高速公路；下层：国铁Ⅰ级

车道设置

上层：双向四车道；下层：双线

设计速度

上层：100千米/小时

下层：120千米/小时（预留200千米/小时）

轨道类型

无缝钢轨、有砟轨道

荷载标准

上层：公路-Ⅰ级；下层：中—活载

荷载轴重

30吨

牵引荷载

5000吨，预留10000吨

最小曲线半径

一般1200米，困难800米

最大纵向坡度

6‰

牵引种类

电力

通航尺度

4×94.5米

通航净高

不小于18米（单孔双向通航）

通航净宽

450米

组成参数

荆州长江公铁大桥总长6317.822米，其中公铁合建段长度2015.9米，铁路分建段长4301.772米；主桥长1458.85米，主跨长518米。通航孔主桥跨径布置为（98+182+518+182+98）米，主河槽内边滩引桥跨径布置为4×94.5米，北岸陆地铁路引桥跨径布置为31×32米，南岸南五洲滩地引桥跨径布置为78×32，跨南岸第二道子堤铁路桥跨径布置为（45+70+70+45）米，跨南干堤铁路桥跨径布置（50+80+50）米，南岸陆地铁路引桥跨径布置为27×32米。江陵岸引桥公铁合建段共用承台厚度2.5米，横桥向长20.2至30.2米；顺桥向宽9.2米；合建段公路墩承台厚度2.5米，横桥向长9.4米；顺桥向宽5.8米，分建段铁路承台厚度2.5米；横桥向长12.7米，顺桥向宽8.2米。

荆州长江公铁大桥总用钢量25000吨，共有钻孔桩1651根，桥墩153座，混凝土桥塔2座；钢桁梁9跨，总重约4.2万吨；现浇混凝土连续梁两联共7跨，公路小箱梁192片；全桥混凝土33.9万立方米，钢筋2.96万吨，斜拉索2475.1吨，钢绞线935.8吨。

结构

组成参数

主塔

单个桥塔混凝土用量为15625立方米，钢筋用量为2621吨；

塔顶高程为203.95米；

塔根高程为21.45米；

承台以上塔高182.5米；

塔柱顺桥向尺寸为8至14米，上塔柱横桥向尺寸为4.5米，中塔柱横桥向尺寸为5.5米，下塔柱横向尺寸为5.5至8.0米。

主梁

桥面板厚度为16毫米；

桥面板按2.0%的坡度对称设置双向横坡；

桥面板下弦节点横梁间距为14米；

节间横梁间距为3.5米；

桥面板纵向闭口肋间距600毫米；

轨道下倒T形截面纵梁高500毫米；

U形肋和纵梁的跨距为3.5米。

主桁

主桁高13米，桁间距14米，节间长14米；全桥共77个节间；

主桁杆件内宽为960毫米；

下弦杆内高1400毫米；

顶板桁内侧宽820毫米与桥面板熔透焊接；

上弦杆中心线内高1400毫米。

斜拉索

斜拉索直径7毫米；

斜拉索标准抗拉强度为1670兆帕；

斜拉索锚点中心至桥梁中心线的横向距离为13.35米。

桥墩

边墩附近每延米压重荷载162千牛顿/米；

辅助墩附近每延米压重荷载374千牛顿/米。

功能价值

工程意义

荆州长江公铁大桥在建设过程中采用了巨型围堰、大直径全自动钻机、水上吊船等多项先进技术，实现了117天主塔钻孔施工、13个半月主塔封顶、9个多半月完成钢梁架设的任务，不但创造了长江上同类型桥梁施工的新纪录，同时也为中国同类桥梁的建造探索了一套成功的经验。（《湖北日报》 评）

社会意义

荆州长江公铁大桥建成后，将缓解荆州长江大桥荆州城区的通行压力，综合利用稀缺的长江桥位资源，完善江汉平原与洞庭湖平原的公路网络，提高荆江分洪区应急转移能力，为湖北实施“壮腰工程”、加快荆州振兴发挥重要作用。（《南京日报》 评）

荆州长江公铁大桥是中国国内首座跨越长江的重载铁路桥，是中国北煤南运的重要的大通道，它的建成将彻底改变一直以来北煤南运跨海进江的格局，对于长江以南的经济发展提供更快捷的支撑。（《荆州日报》 评）

荆州长江公铁大桥项目建设对于推进湖北“壮腰”工程，缓解荆州长江大桥过江通道交通压力，优化江汉平原腹地公路网布局，完善鄂西生态文化旅游圈交通主骨架，加强荆江两岸的交通联系，促进荆州市区东向拓展，加快区域社会经济发展，满足荆江分蓄洪区群众及物资快速转移，增强区域公路网应急保障能力等均具有十分重要的意义。（湖北省交通投资集团有限公司 评）

建设沿革

2012年3月7日，新建蒙西至华中地区铁路煤运通道（今浩吉铁路）荆州至岳阳段环境影响评价方案第一次公示，指出线路采用公铁两用桥过江，并确定桥梁建设方案；10月16日，荆州长江公铁大桥举行建设动员大会；12月4日，荆州长江公铁大桥开工建设。

2013年3月11日，荆州长江公铁大桥进入水上基础施工阶段；10月13日，荆州长江公铁大桥4号主塔墩钻孔桩建成；11月7日，荆州长江公铁大桥3号主墩钢箱围堰吊装就位。

2014年1月16日，荆州长江公铁大桥北岸3号主塔墩承台开始浇筑混凝土；3月24日，荆州长江公铁大桥4号主塔墩开始浇筑第一节塔柱混凝土，大桥进入主塔柱施工阶段；6月16日，荆州长江公铁大桥3号主塔墩下横梁浇灌完成；6月22日，荆州长江公铁大桥4号墩桥塔下横梁第二次混凝土浇筑完成；7月12日，荆州长江公铁大桥3号墩桥塔下横梁第二次混凝土浇筑完成。

2015年4月26日，荆州长江公铁大桥4号墩桥塔封顶；7月，荆州长江公铁大桥开始架设桥面钢梁；7月7日，荆州长江公铁大桥3号主塔封顶；9月1日，荆州长江公铁大桥完成主桥连续钢桁梁架设；11月23日，荆州长江公铁大桥南北铁路引桥完工；12月3日，荆州长江公铁大桥完成主跨钢梁架设；12月20日，荆州长江公铁大桥主桥贯通。

2016年1月27日，荆州长江公铁大桥公铁合建段桥墩完工；3月17日，荆州长江公铁大桥开始桥面铺设工程。

2017年8月1日，荆州长江公铁大桥引桥公路面防撞护栏施工完成；12月11日，荆州长江公铁大桥进行桥面沥青摊铺。

2019年8月1日，荆州长江公铁大桥公路桥通车试运营；9月28日，荆州长江公铁大桥铁路桥通车运营。

2020年6月14日，荆州长江公铁大桥进行桥墩防撞设施涂装施工作业。

活动及其他

设备设施

防撞设施

截至2017年8月，荆州长江公铁大桥桥墩设有防撞护栏，可防止过往船只对桥墩的直接撞击。

运营情况

票制票价

截至2019年8月，荆州长江公铁大桥通行收费标准为一型车0.76元/车千米、载货类汽车0.12元/吨千米执行；一型车过桥费用为15元/车次。

建设成果

建设难题

荆州长江公铁大桥建设过程中的难题有：

1、荆州长江公铁大桥位处的长江荆江河段属长江堤防险段，桥位河段具有汛期涨水时间和涨水幅度无规律，且主槽南北摆动等特点；

2、荆州长江公铁大桥跨大堤不良地质因素多、防护难度大，同时因地质不良造成材料运输困难，资源匮乏；

3、墩位土层主要为填土、粉砂及淤泥质土，桥址区地下水系均与长江有直接或间接联系，开挖时易造成基坑坍塌；

4、荆州长江公铁大桥南北岸的两道子堤及干堤地质条件易于发生管涌，桥梁的施工将破坏地表硬壳层，使发生管涌的可能性加大；

5、承台体积大，混凝土用量大；

6、水化热升温控制难度大，需防止内外温差过大产生的有害裂纹，确保大体积混凝土质量。

施工技术

荆州长江公铁大桥采用的施工技术工艺有：

1、采用放坡开挖、钢板桩支护开挖的施工工艺；

2、对地下水位较高的基坑，采用插打钢板桩止水、设置截水、排水和抽水设施等方式降低了地下水位；

3、承台大体积混凝土施工时采用了优化配合比、测温监控、布置冷却水管通过循环水进行降温﹑混凝土保温保湿养护等施工工艺，控制承台内外温差，避免温度裂纹产生；

4、运用冲刷计算理论，合理确定挂桩时围堰底高程，有效减少了河床清理工程量；

5、采用无填充物强透水卵石地层钻孔桩施工技术，改进钻头形式，快速完成钻孔施工；

6、采用新型泥浆护壁钻孔工艺，解决无胶结填充物强透水卵石层钻孔桩施工漏浆、塌孔的难题；

7、采用短托架安装墩顶节间钢梁技术，通过优化墩旁托架传统结构形式，将四节间钢梁墩旁托架优化为两节间钢梁墩旁托架，节省了结构材料用量，减少了托架安拆工作量；

8、采用双斜杆钢梁节间快速精确合龙技术，针对中跨合龙口双斜杆的特殊结构，通过对钢梁杆件合龙顺序进行计算分析，调整传统的合龙顺序，降低了合龙难度，实现了钢梁的快速、精确合龙。

技术创新

荆州长江公铁大桥建设过程中的技术创新主要有：

1、在行业内首次进行围堰下河全过程模拟计算分析，确定围堰下河关键参数，为围堰的顺利下河提供理论依据，解决了以往围堰气囊法下河依靠经验、缺乏计算理论的问题；

2、对塔柱防裂技术进行专题研究，塔柱施工时分别从钢筋安装、大体积砼温控、养护等方面采取防裂措施，有效防止塔柱的开裂。

3、采用创新桥面板接头栓焊技术，研发了多功能运梁胎架，解决了大块钢梁杆件运输难题，降低了施工成本，加快了施工速度；

4、进行焊缝收缩变形及螺栓接头滑移研究，优化桥面板连接接头施工工序，减少了工序转换次数，实现了施工连续性。

文化特色

电视节目

2017年5月1日，中央广播电视总台“五一”专题栏目《劳动的力量·中国跨度》讲述了荆州长江公铁大桥的建设过程和背后的故事。