1．概況
潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋（以下簡(jiǎn)稱潤(rùn)揚(yáng)大橋）位于現(xiàn)鎮(zhèn)揚(yáng)汽渡上游約3公里處，南岸位于鎮(zhèn)江市境內(nèi)的高資鎮(zhèn)，中間跨越世業(yè)洲，北岸位于揚(yáng)州市邗江縣境內(nèi)。大橋及接線工程全長(zhǎng)35.66km，其中南汊主航道橋?yàn)橹骺?490m的單孔雙鉸鋼箱梁懸索橋，北汊副主航道主橋采用176+406+176m的三跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，其間由穿過(guò)世業(yè)洲的高駕和世業(yè)洲互通式立交連接。橋址區(qū)屬亞熱帶的北部地區(qū)，具有明顯的亞熱帶季風(fēng)性氣候特點(diǎn)。鎮(zhèn)江年平均氣溫為15.5℃，平均降雨量為1070.2mm。鎮(zhèn)揚(yáng)河段屬感潮河段，每日水位兩起兩落，年內(nèi)水位最大變幅6.25m，最小變幅4.54m。該橋?yàn)榱嚨栏咚俟诽卮髽?，設(shè)計(jì)車速100km/h；
2．南汊橋
南汊橋（圖1）橋位處江面常水位寬1530m，平均水深13.8m，設(shè)計(jì)流量95000m3/s。橋址區(qū)屬長(zhǎng)江沖積平原河漫灘地，基巖巖性南汊南岸與世業(yè)洲為花崗巖。南汊南岸覆蓋層厚度約30m，世業(yè)洲覆蓋層厚度約50m。橋址區(qū)10m高度處100年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速29.1m/s；北橋塔船舶撞擊荷載：橫橋向32700KN，順橋向16350KN；地震基本烈7度；通航凈高海輪50m、江輪24m，通航凈寬海輪390m、江輪700m。
1） 主橋結(jié)構(gòu)
南汊主橋采用主跨1490m的單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋，跨徑布置為470m+1490m+470m（圖2），索塔下橫梁上設(shè)滑動(dòng)支座，約束加勁梁豎向和扭轉(zhuǎn)位移。在索塔內(nèi)側(cè)壁與加勁梁間安裝橫向抗風(fēng)支座，限制加勁梁的橫向位移。
圖2南汊懸索橋總體布置（單位：m）
?。?）纜索系統(tǒng)
南汊橋主纜矢跨比1/10，主纜中心橫向間距為34.3m，主纜采用PPWS法架設(shè)，每根主纜有184根PPWS索股，每股為127根直徑5.30mm、強(qiáng)度為1670MPa的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲組成，空隙率在索夾處為18%，索夾外為20%，主纜外徑分別為895mm、906mm，長(zhǎng)度為2582m，全橋主纜鋼絲總重為2.1萬(wàn)噸。
吊索縱向間距為16.1m，近塔吊索距塔中心線20.5m。吊索材料選用平行鋼絲束股（PWS），每根吊索為109根直徑5.0mm、強(qiáng)度為1670MPa的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，外包PE護(hù)套。索夾采用鑄鋼分為上下兩半，用螺桿夾緊相連。每個(gè)吊點(diǎn)由2根吊索組成，上下端均為銷接式。
主纜跨中加設(shè)剛性中央扣連接（圖3）。中央扣為一個(gè)5.00m長(zhǎng)的鑄鋼索夾及連接加勁梁與索夾的三角鋼桁架組成一剛性連接體系。 圖3中央扣構(gòu)造
?。?）加勁梁
加勁梁采用全焊扁平流線形封閉鋼箱梁(圖4)。加勁梁的中心高度為3.0m，頂板寬32.9m，檢修道寬1.2m，總寬38.7m。箱梁標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)16.1m，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段焊接連成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)吊裝段，吊裝重量約492t，全橋鋼梁總重約2.3萬(wàn)噸。加勁梁橋面板為正交異性板結(jié)構(gòu)，頂鋼板厚14mm，采用壁厚6mm的U型肋加勁。橫隔板采用實(shí)板式結(jié)構(gòu)，間距3.22m，隔板厚8mm(吊點(diǎn)處為10mm)。加勁梁的吊點(diǎn)為耳板式結(jié)構(gòu)，由60mm厚的耳板直接插入風(fēng)咀處箱體并與其相垂直的三塊35mm厚的承力板相焊連，中間一塊承力板與橫隔板成為一整體。耳板上緣設(shè)置4個(gè)吊孔，中間兩個(gè)為永久吊孔，兩外側(cè)孔為箱梁吊裝用孔及成橋后更換吊索用孔。
圖4 加勁梁斷面圖
加勁梁橋面中央設(shè)置風(fēng)穩(wěn)定性板提高了大橋的顫振穩(wěn)定性。在鋼箱梁內(nèi)設(shè)置檢查小車，為大橋提供檢修條件。
?。?）索塔與基礎(chǔ)
懸索橋主塔為由兩個(gè)塔柱、三道橫梁組成的門式框架結(jié)構(gòu)，塔高210m。柱為鋼筋砼空心箱型結(jié)構(gòu)，上、中、下三道橫梁均為預(yù)應(yīng)力砼空心箱型結(jié)構(gòu)(高度
分別為8m、8m、10m)。主塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為棱型柱式塔座、啞鈴型承臺(tái)及32根直徑2.8m的鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)（圖5）。索塔基礎(chǔ)承臺(tái)采用異型大型鋼吊箱“分塊制作拼裝，一次整體吊裝” 技術(shù)（圖6）
塔柱起步段（塔座以上10m段高）采用搭支架立模施工，其余各節(jié)段均采用爬模施工（圖6），一般節(jié)段高度為4.5m。其中北塔爬模施工引進(jìn)了德國(guó)DOKA公司的液壓爬升模板體系。北索塔C50砼采用低堿水泥配制技術(shù)。
圖6鋼吊箱整體吊裝
?。?）南錨碇
南、北錨碇均采用重力式錨碇、預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)。
圖7 南錨碇布置
圖8 南錨碇基礎(chǔ)凍結(jié)排樁
南錨碇基礎(chǔ)（圖7）平面外包尺寸為70.5×52.5m，四周為鉆孔灌注樁，嵌入基巖約6m。采用凍結(jié)排樁法施工，以含水地層凍結(jié)帷幕墻體形成基坑的封水結(jié)構(gòu)，以排樁及內(nèi)支撐系統(tǒng)抵抗水土壓力。基礎(chǔ)共有140根直徑1.5m的排樁，分布在基坑四周邊上，樁長(zhǎng)35米，排樁外側(cè)布設(shè)凍結(jié)孔、注漿孔、卸壓孔。混凝土采用C30。注漿孔共74個(gè)，孔距3.5m，總體注漿量為1373.4m3；凍結(jié)孔為144個(gè)，凍結(jié)壁厚度1.3m。卸壓孔共288個(gè)，直徑0.25m?；訛閺纳现料轮鸲瓮谕痢⒅鸲问┕?nèi)支撐（共7道）砼結(jié)構(gòu)?；娱_挖完成并澆筑底板后，內(nèi)部空間填砼。南錨碇基礎(chǔ)采用的凍結(jié)排樁方案將煤炭、建筑行業(yè)先進(jìn)的施工方法有機(jī)地結(jié)合，并進(jìn)行了延伸和拓展，為國(guó)內(nèi)特大型橋梁工程項(xiàng)目上首次應(yīng)用。
?。?）北錨碇
北錨基礎(chǔ)（圖9）采用矩形地下連續(xù)墻方案，平面尺寸69×50m?；A(chǔ)采用嵌入基巖的地下連續(xù)墻、12道鋼筋砼內(nèi)支撐及節(jié)點(diǎn)處的16根直徑1.2m和16根直徑0.6m鋼管砼立柱樁作為深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑最大開挖深度48m。三縱四橫隔墻將箱體結(jié)構(gòu)分為20個(gè)隔艙，分區(qū)充填砼、砂。地下連續(xù)墻深52m，壁厚1.2m，槽段V形鋼板接頭。
基坑自上而下，逐段挖土、逐段施工內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。開挖完成后，施工順序?yàn)榛A(chǔ)底板和內(nèi)隔倉(cāng)——現(xiàn)澆鋼筋砼隔倉(cāng)——回填砼或砂水——澆頂板砼。
圖9 北錨碇效果圖
圖10北錨碇基坑混凝土封底
地下連續(xù)墻整體剛度大，既是施工的臨時(shí)支撐、擋水、擋土的圍堰結(jié)構(gòu)，又是后期永久性結(jié)構(gòu)的組成部分。
（6）上部結(jié)構(gòu)安裝
懸索橋主纜架設(shè)采用PPWS法，施工貓道借鑒了國(guó)外的研究成果和先進(jìn)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)千米以上跨徑的懸索橋中，首次采用了不設(shè)抗風(fēng)纜的施工貓道結(jié)構(gòu)、主纜牽引雙線往復(fù)式系統(tǒng)。鋼箱梁吊裝采用全液壓跨纜吊機(jī)。
圖11 主纜架設(shè)
圖12 梁段吊裝
2）主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?）南錨碇基礎(chǔ)排樁凍結(jié)圍護(hù)方案進(jìn)行基坑施工為國(guó)內(nèi)首次。排樁凍結(jié)法解決了南錨碇基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌巖、防滲封水問(wèn)題，施工可操作性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)可控，工期短。
?。?）北錨碇基礎(chǔ)工程規(guī)模國(guó)內(nèi)最大，世界罕見。針對(duì)工程難點(diǎn)開展科研研究，成功解決了嵌巖地連墻成槽及新型槽段接頭等新技術(shù)；首次采用坑外隔水帷幕，坑幕間降水措施；首次實(shí)現(xiàn)了以三維有限元反分析和正演分析，以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)測(cè)技術(shù)為分析手段的基坑開挖信息化施工。
（3）首次在國(guó)內(nèi)橋梁大直徑樁基采用自平衡測(cè)試技術(shù)，成功地進(jìn)行了120000KN大直徑鉆孔灌注樁靜載荷試驗(yàn)（當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)第一，世界第二）和水上特大噸位（>400000KN）試樁。
?。?）懸索橋主纜首次采用剛性中央扣構(gòu)造，改善了短吊索受力，減小了活荷載引起橋面的縱向位移，增強(qiáng)了懸索橋的整體剛度。
（5）在國(guó)內(nèi)首次在懸索橋加勁梁上設(shè)置風(fēng)穩(wěn)定性板，提高了大橋的顫振穩(wěn)定性，節(jié)約了工程造價(jià)。
?。?）首次在國(guó)內(nèi)采用主纜干空氣除濕防護(hù)系統(tǒng)，增加了主纜的耐久性。
潤(rùn)揚(yáng)大橋南汊懸索橋先后獲：交通部公路交通優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、全國(guó)十大建設(shè)科技成就獎(jiǎng)、詹天佑土木工程大獎(jiǎng)
3）有關(guān)資料
設(shè)計(jì)單位： 江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院
施工單位： 路橋集團(tuán)第二公路工程局
中交第二航務(wù)工程局
江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司
混凝土用量：391100 m3
鋼材用量: 77000 t
造 價(jià)： 16億元
建成日期 ：2005年04月30日
供稿人：韓大章 江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院 13813983082
3．北汊橋
北汊橋位處兩岸堤間距離850m，常水位水面寬705m，水深8~15m。設(shè)計(jì)流量24500m3/s，設(shè)計(jì)流速1.65m/s，橋墩處最大沖刷深度14.6m。覆蓋層以粉砂層、礫砂層為主，厚55.6~67.5m，北汊存在一條夾江斷裂，北塔基巖為沉火山凝灰角礫巖。
橋位區(qū)20m高處百年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速32.1m/s；船舶撞擊荷載：順?biāo)鞣较?9100kN，橫水流方向9550kN；地震基本烈度7度；通航凈高18m，凈寬不小于210m。
1）主體結(jié)構(gòu)
圖13 橋型布置（尺寸單位：cm）
北汊主橋全長(zhǎng)756.8m，為雙塔雙索面連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，橋跨布置為中跨406m，邊跨175.4m，橋面寬度32.5m，采用半飄浮體系（圖13）。為克服過(guò)渡墩的負(fù)反力，在過(guò)渡墩附近33m范圍鋼箱梁內(nèi)施加壓重約1400t，壓重沿過(guò)渡墩向江側(cè)方向由大到小呈梯形分布。
?。?）索塔基礎(chǔ)
主塔基礎(chǔ)為鉆孔樁群樁（圖14），由24根直徑2.5m鉆孔灌注樁組成，樁中心距6.3m，北塔樁長(zhǎng)86m，南塔樁長(zhǎng)92m。采用實(shí)體鋼筋混凝土矩形高樁承臺(tái)，平面尺寸36×23.4m，承臺(tái)厚6m，承臺(tái)下封底混凝土厚2.5m。南、北索塔基礎(chǔ)和封底共澆筑混凝土34700m3。
承臺(tái)采用雙壁帶底鋼套箱施工：插打鋼管樁組拼施工平臺(tái)，在平臺(tái)上進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，鋼套箱支撐在已施工完成的鉆孔灌注樁上，封底后抽水，澆注承臺(tái)混凝土。
圖14 索塔基礎(chǔ)（尺寸單位：cm）
（2）索塔
索塔為鋼筋混凝土花瓶型（圖15），南塔高146.888m，北塔高143.026m，橋面以上塔的高跨比為0.269。索塔通過(guò)上、中、下三道橫梁將兩塔柱連為一體。塔柱采用矩形箱型斷面，上、中塔柱斷面為7×4m，順橋向壁厚上塔柱1.2m、中塔柱1m，橫橋向壁厚均為0.8m；下塔柱斷面由7×4m向下漸變至10×7m，壁厚1m。下塔柱直接承受船舶撞擊，底部于13m高范圍采用單箱六室斷面，其余均為單箱單室斷面。南、北索塔共澆筑混凝土13227m3。
塔的斜拉索錨固區(qū)采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力，進(jìn)行了1∶1的斜向加載足尺節(jié)段模型試驗(yàn)。
塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工，每段高4.5m。中塔柱施工時(shí)在中塔柱間共設(shè)置4道主動(dòng)橫撐，間距16.5m，并施加水平頂推力?？紤]到主梁施工及拉索恒載索力對(duì)高程的影響，下、中、上橫梁以及各斜拉索錨固點(diǎn)、塔頂高程均設(shè)置了預(yù)抬高。索塔錨索區(qū)和上、中、下橫梁中的預(yù)應(yīng)力均采用真空輔助壓漿工藝。
圖15 索塔（尺寸單位：cm）
?。?）主梁
主梁采用高3m，總寬37.4m（含風(fēng)嘴）全合焊，扁平流線形封閉鋼箱梁，其上翼緣為正交異性板結(jié)構(gòu)（圖16）。采用Q345D鋼，全橋用鋼13000t。鋼箱梁共分9種類型61個(gè)梁段進(jìn)行制造和安裝，標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)15m，最大吊裝重量約為246t。鋼箱梁頂板厚14~20mm，底板厚12mm，斜底板厚16mm，腹板厚30mm。鋼箱梁的橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距3.75m，板厚10mm（斜拉索處厚12mm）。箱梁內(nèi)設(shè)兩道縱隔板（距箱梁中心線8.45m），縱隔板除少部分為實(shí)體式外，余均為桁架式。
圖16 鋼箱梁橫斷面（尺寸單位：mm）
箱梁頂、底板采用U型肋加勁，為避免仰焊，保證連接質(zhì)量，頂板U型肋采用高強(qiáng)螺栓連接。通過(guò)箱梁節(jié)段模型和全橋模型的風(fēng)洞試驗(yàn)，在施工、運(yùn)營(yíng)期間，顫振臨界風(fēng)速均大于顫振檢驗(yàn)風(fēng)速，在常遇低風(fēng)速下不會(huì)發(fā)生明顯的渦激共振現(xiàn)象。
斜拉索錨固于鋼箱梁腹板外側(cè)的錨箱上，通過(guò)楔形錨墊板適應(yīng)斜拉索橫向傾角的變化。
（4）斜拉索
斜拉索采用平行鋼絞線拉索，VSL SSI2000體系。拉索由多股無(wú)粘結(jié)高強(qiáng)度平行鋼絞線組成，采用單股外涂油脂、PE護(hù)套、整根HDPE外護(hù)套管三層防護(hù)。每個(gè)索塔每索面有13對(duì)索，共計(jì)104根，其中最大拉索規(guī)格為15-55，全橋共用鋼絞線636t。斜拉索梁上標(biāo)準(zhǔn)間距15m，邊跨密索區(qū)間距6m。斜拉索外護(hù)套管表面附有雙螺旋線，有效地抑制了斜拉索的風(fēng)雨振動(dòng)。
（5）主梁架設(shè)和施工控制
在索塔下橫梁處拼裝無(wú)索區(qū)施工托架，無(wú)索區(qū)梁段利用浮吊吊裝就位。邊跨密索區(qū)梁段利用浮吊起吊各梁段至支架上，并用支架上的滑軌縱向推移就位，其余標(biāo)準(zhǔn)梁段采用橋面吊機(jī)懸臂對(duì)稱吊裝，先邊跨合攏，后跨中合攏。
在主梁架設(shè)過(guò)程中，斜拉索采用一次張拉到位，不進(jìn)行索力調(diào)整。施工控制采用主梁標(biāo)高和斜拉索索力雙控，以主梁標(biāo)高控制為主。成橋時(shí)主梁線形平順，高程和軸線誤差滿足設(shè)計(jì)要求，主梁與索塔應(yīng)力和設(shè)計(jì)值吻合較好。
2）主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?）索塔采用高樁承臺(tái)基礎(chǔ)，用鋼套箱施工，符合索塔處工程地質(zhì)特點(diǎn)，縮短了工期，減少了投資。
?。?）索塔基樁自平衡試樁，使深水基礎(chǔ)的試樁問(wèn)題變得簡(jiǎn)便可行，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)計(jì)算的可靠性。
（3）索塔的設(shè)計(jì)與施工采用了無(wú)支架爬模、水平主動(dòng)支撐、大噸位環(huán)向預(yù)應(yīng)力、塑料波紋管真空輔助壓漿等新技術(shù)，提高了耐久性。
（4）1∶1的斜向加載足尺索塔節(jié)段模型試驗(yàn)，更加符合索塔的實(shí)際受力狀態(tài)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。
?。?）采用平行鋼絞線斜拉索體系，可以在不影響橋梁正常使用的前提下進(jìn)行單根鋼絞線換索，方便對(duì)橋梁的維養(yǎng)。斜拉索外護(hù)套管表面附有雙螺旋線，在不設(shè)置體外減震器的情況下，有效地抑制斜拉索的風(fēng)雨振動(dòng)。
?。?）采用鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)（厚55mm），經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，性能穩(wěn)定，使用良好。
潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋獲得了第六屆詹天佑土木工程大獎(jiǎng)。
2005年全國(guó)十大建設(shè)科技成就獎(jiǎng)。
3）有關(guān)資料
設(shè)計(jì)單位：北京建達(dá)道橋咨詢有限公司
施工單位：中交第二航務(wù)工程局
混凝土用量：14129m3
鋼材用量：15904t
造 價(jià)：3億元
建成日期：2005年5月
