1．工程概况
该桥位于重庆市万州上游7km，是国道主干线（成都—上海）、国道318线上跨长江的一座特大公路桥梁（图1）。
图1 万县长江大桥全景
桥轴与河流正交。三峡水库未蓄水前最枯水面宽180m，水深62m，蓄水后最宽江面476m、最大水深120m。桥位附近河道顺直，通航条件较好。万州年平均气温18.1℃，多年平均降雨量1185.4mm。
桥区基岩为中生界侏罗系陆相沉积，由巨厚层砂岩与薄—中层状泥质粉砂岩、泥岩相间造成。
万县长江大桥为四车道公路（兼城市道路功能）特大桥；荷载等级：汽车—超20级，挂车—120；设计洪水频率：1/300（桥高受三峡库区水位控制）；桥位区20m高处百年一遇10min平均最大风速20m/s；地震基本烈度6度（按7度验算）；通航净高24m，净宽不小于300m，可双向通行三峡库区规划的万吨级船队。
2．主桥结构
万县长江大桥孔跨布置为：利川岸5×30.667m+主孔420m+万县岸8×30.667m，大桥全长856.12m，桥面全宽24m,总体布置如图2。主桥为钢筋混凝土箱形拱桥，一孔跨江、无水下基础，拱上孔跨与引孔一致为30.667m。
图2 桥型布置图(单位：m)
（1） 主拱
拱圈：净跨径420m，净矢高84m，ƒ0/L0=1/5。拱圈横向等宽16m、高7m，内部在拱脚以上30m段长内加厚顶、底、侧板，达到最佳受力效果。横向分为三箱，细部尺寸如图3所示。
图3 拱箱构造图(单位：cm)
（2）拱上构造
为了减轻拱上荷载，拱上主柱采用了变截面箱形薄壁钢筋混凝土双柱式方案（图4）。柱身顶部外形尺寸1.4m×2.5m（纵×横），纵向按1:100向下放坡，横向等宽不变，壁厚为25cm。柱顶设钢筋混凝土悬臂盖梁，支撑T梁及桥面系，两柱之间不再设任何横系梁。引桥墩柱与拱上立柱采用同样规格。拱上立柱最高60m，引桥墩最高84m。
图4 拱上构造图（单位：cm） 图5 南岸主拱座构造图（单位：m）
(3)桥台构造
桥台由拱座、水平撑、立柱三部份组成（见图5），拱座落在巨厚砂岩层内，以一对断面5m×5m混凝土水平撑穿过卸荷裂隙发育区，南岸（利川）长32m，北岸（万县）长45m，支撑到裂隙已不发育的砂岩层内外。另用一对断面5m×5m，21m长的混凝土柱竖向穿透软弱的页岩夹层，支承在厚层砂岩内，大大减少了两岸石方开挖与结构工程数量（降低约50%）。主拱座混凝土体积较大（每岸约4000m3），采用肋板式填心结构，减小水化热，避免混凝土开裂。
3. 主桥施工
①钢管混凝土劲性骨架法成拱
本桥选择“钢管混凝土劲性骨架法”成拱方案，刚度大，经济节约，技术成熟可靠，是拱桥施工方法的一大突破。空钢管骨架安装重量轻、灌筑管内混凝土时本身就是支架模板，施工便捷。钢管混凝土劲性骨架安装就位后，以其为支架，安装模板，浇筑混凝土，将劲性骨架浇入混凝土中，形成箱形拱圈。
骨架弦管材料选用16Mnφ402×16热轧无缝钢管，按全桥轴长分为36节桁段，每节段长12.5m、宽15.6m、高6.8m，重约60t，全部骨架重2200t。每桁段横向由5桁片组成，间距3.8m（图6），在工厂制作完成桁架节段（全焊结构），节段之间用上、下弦杆处法兰盘螺栓连接。
劲性骨架采用了36节段吊装方案安装，每节段重约60t，最重段68t。每桁段由船运至工地后起吊、高空拼装，节段之间由上、下弦杆处法兰盘螺栓连接，不再焊接。
施工时在跨江桥轴上布设缆索吊装系统，主缆跨距435m。起重系统包含索塔、锚碇、缆索、扣索及行走系统等，扣索系统包含扣索、锚索、上锚梁、下锚梁、锚具等（图7）。安装高程由扣索系统调整。
吊装劲性骨架节段时逐段吊运、安装，从两岸拱脚向拱顶进行悬拼，直至合拢。每三节吊装段组成一个“扣索单元”、每岸各6个单元，其中第一段悬拼，第二段“临时扣”，第三段“正式扣”。全桥36节段共设12组“正式扣”，2组“临扣”（两岸各一半）。
图7 劲性骨架吊装方案及锚扣体系(单位：m)
② 钢管混凝土压注
劲性骨架吊装合龙松扣以后，向弦管内压注C60混凝土。压注顺序为：先中间后两边，先下边后上弦。钢弦管拱脚压注口安装液压阀门；拱顶设隔板和排气（浆）管。每根钢管混凝土由拱脚主拱顶一次压注完成，南北岸同步、对称进行。
③ 拱箱混凝土施工及控制
劲性骨架形成钢管混凝土桁拱结构后，再浇筑11 054m3拱圈混凝土外包骨架，成为钢筋混凝土箱形拱圈。靠骨架本身不能一次承受全部拱圈混凝土重量，经多方案计算比较后采用了横向分环、纵向分段、对称同步的渐进方法浇筑拱圈混凝土。
图8 拱箱混凝土浇筑顺序 图9 分环分段浇筑拱箱混凝土
分环程序设计：采用先中箱、后边箱；每箱先底板、后侧板（分两层）、再顶板的工序分环浇筑先后合拢，分环顺序见图8。各环间混凝土均间隔一个龄期，使先浇环的混凝土参与结构整体，共同承受新浇环的混凝土重量。在每一环的浇筑过程中，将拱箱沿纵向等分为6段，设置6个工作面，在“六工作面”上对称、同步地浇筑混凝土（图9），最多允许有一个工作段的快慢差别。采用“六工作面”方法后，骨架的挠度、内力曲线比较均匀，又有较多的工作面以利施工，每工作面模板向前移动周转达80m长（拱圈弧长的1/6）,相对也较经济。
4．本桥技术特点和创新
(1) 在设计计算方法方面四点贡献：
──根据有限元基本原理，提出了拱圈强度验算的非线性综合分析法；
──根据有限元基本原理，建立了施工过程非线性稳定分析方法；
──提出两级控制的施工控制方法；
──提出变截面空心薄壁高墩稳定计算的解析公式。
(2) 在施工工艺技术方面四大发展：
──提出钢管混凝土劲性骨架成拱方法，是本桥一大突破，发展了大跨混凝土拱桥建造技术；
──发展了大吨位、多节段缆索吊装、悬拼技术；
──发展了桥用高强混凝土配制、生产、输送、工艺技术；
──提出“六工作面”对称同步浇筑法，不需压重，变形及应力均衡，发展了拱圈混凝土浇筑技术。
(3) 在新材料应用和新结构措施方面四大新经验：
──在桥梁领域，首次采用钢管混凝土C60高强混凝土为拱圈材料，并形成新的复合结构；
──针对万县长江大桥两岸不良地质情况，提出了新型组合式刚架桥台的创新设计；
──通过三条措施，实现拱上结构轻型化：
•大悬臂的桥道结构
•变截面空心薄壁高墩
•轻型桥道系
──采用了混凝土表面防护技术，克服万县酸雨对桥梁的腐蚀。
万县长江大桥曾先后获得2000年度国家科学技术进步一等奖、2002年国家第十届优秀工程设计金质奖、国家优质工程银质奖、第二届詹天佑土木工程大奖。
5．有关资料
桥名：重庆万县长江
桥型：钢筋混凝土拱桥
跨径：420m
设计单位：四川省交通厅公路规划勘察设计研究院（Sichuan Province Communications Department Highway Planning,Survey,Design and Research Institute）
施工单位：四川公路桥梁建设集团有限公司（Sichuan Highway and Bridge Construction Group Co.,Ltd.）
混凝土用量： 48073m3
钢材用量：5944t
造 价：1.68亿元（不含引道1.33亿元）
建成日期：1997年6月20日
