1.概述
图1 水柏铁路平面位置
北盘江大桥为水柏铁路重点控制工程。水柏铁路位于贵州省西部，北起贵昆线六盘水站，南至盘西支线的柏果站（图1），全长118.65km，为一次新建电气化铁路。沿线地形、地质复杂，山高谷深，桥隧相连，工程艰巨。铁路等级为I级，桥上线路为单线、平坡，牵引类型为电力机车，设计活载采用铁路“中－活载”，地震烈度小于六度。北盘江峡谷，峡谷深切呈V形，谷底至桥面高达280m，两岸地形陡峭，场地狭窄，基岩裸露。北盘江大桥为山谷架桥，水文不控制设计。大桥与北盘江约呈～80º交角，河谷深切呈“V“型，六盘水岸崖高度158m，呈直立状，岸底约有3m倒悬；柏果岸陡壁约71º倾角，高约177m，无倒悬。六盘水岸岩零星出露，桥址纵坡30～60º，横坡15～25º；柏果岸基岩裸露，桥址纵坡25～40º，横坡20～60º。大桥施工场地狭窄，地势陡峭，给大桥场地布置及场内运输和主体结构施工带来极大不便(图2)。
图2桥址地形
设计人员在沿峡谷上下50多公里范围内进行了桥位勘测
比选后，决定大桥在峡谷较窄、地质条件较好的老鹰岩桥位，以全线最低点跨越北盘江。经过桥型方案比选和多次专家会论证，确定桥型孔跨布置为：3×24m简支梁+236m上承式钢管混凝土提篮拱+ 5×24m简支梁，桥梁全长468.20m。
2、主桥设计和施工
主桥拱圈中心跨度236m，矢高59m，矢跨比1/4，拱轴系数m＝3.2(图3)。拱肋高5.4m，宽2.5m， 每肋主要由4肢直径1m钢管构成。拱肋横向内倾6.5°，拱脚处拱肋中心距19.6m，拱顶处拱肋中心距6.16m。拱肋上下弦在拱脚段采用实腹钢板连接，中段采用H形杆连接。拱肋钢管及实腹板内均灌注C50级微膨胀混凝土。
图3北盘江大桥总布置
两拱肋之间通过上下两层“Ж”字形和“N”字形钢管平联实现连接，构成横向联接系。拱圈采用Q345d钢，钢结构表面涂装采用热喷铝体系。
拱上结构布置为：5×16m简支梁+82m拱顶Π形钢筋混凝土刚架+5×16m简支梁。拱上墩柱采用带K形横联的钢筋混凝土空心刚架墩(图4)。
图4 北盘江大桥全景
为保证拼装、焊接质量，并结合拱座基础位于陡峻岸坡挖方区的特点，主拱采用有平衡重单铰平转法施工。即依地形在两岸搭设支架，支架上拼装、焊接拱肋，再转体合龙（图5、6）。
图5 转体总图
图6 转体实景
转体结构系统由上盘、下盘、球铰、交界墩、扣索、背索和牵转系统等组成 。转体高66.1m，前臂长115.87m，后平衡臂长14.83m，转盘宽26m 扣索总拉力11000kN 、背索总拉力96000kN，均采用高强度钢绞线 。半跨钢管拱下端以临时铰支承于转体上盘两侧前方，前端以钢绞线扣索锚固于交界墩墩顶；交界墩高58.878m，座于上转盘后方，其墩顶两侧以钢绞线束锚固于上转盘后下方；上转盘长20m宽26m高6m，采用三向全预应力；转体重量10400t，转体时全部重量都作用在直径3.5m的球铰上。转体由两对（4台）连续张拉千斤顶提供牵转动力（图7） 。
图7转体支座
大桥于1999年1月开工，2001年1月20日转体成功，2001年11月竣工。
3、主要技术特点和创新点
（1）对大跨度铁路桥梁设计理论进行了完整的研究，建成了我国最大跨度的铁路拱桥，主跨236m也是目前世界上最大跨度的单线铁路拱桥（2001年）。
（2）建成了我国首座铁路钢管混凝土拱桥，钢管混凝土和焊接管结构均填补了在我国铁路桥梁上的应用空白。 其中节点板栓接腹杆形式为我国钢管混凝土拱桥首次采用。
（3）采用有平衡重单铰平转法施工实现转体合龙，转体施工重量10400t，为当时世界单铰转体施工最大重量。 首次采用了钢与填充式聚四氟乙烯复合滑片作为摩擦副的转体球铰，球铰凹面向上，使转体结构更趋于稳定。
（4）拱圈管结构实现现场全方位焊接，工地焊接量巨大，焊缝长度达5.6km,在我国乃至世界铁路桥梁建筑史上罕见。焊缝经100%超声波和20% X射线探伤，质量优良。
4、有关资料
桥 名：水柏铁路北盘江大桥
桥 型：上承式钢管混凝土拱
跨 径：236m
桥 址：贵州省六盘水市
设计单位：中铁二院工程集团有限责任公司
施工单位：中铁大桥局集团第三工程工程有限公司
主桥混凝土用量：25063 m3
主桥 钢材用量：3238 t
造 价：10500万元
建成日期：2001年11月
