1．概況
潤揚長江大橋（以下簡稱潤揚大橋）位于現(xiàn)鎮(zhèn)揚汽渡上游約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，北岸位于揚州市邗江縣境內(nèi)。大橋及接線工程全長35.66km，其中南汊主航道橋為主跨1490m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性氣候特點。鎮(zhèn)江年平均氣溫為15.5℃，平均降雨量為1070.2mm。鎮(zhèn)揚河段屬感潮河段，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。該橋為六車道高速公路特大橋，設(shè)計車速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)計流量95000m3/s。橋址區(qū)屬長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、強度為1670MPa的鍍鋅高強鋼絲組成，空隙率在索夾處為18%，索夾外為20%，主纜外徑分別為895mm、906mm，長度為2582m，全橋主纜鋼絲總重為2.1萬噸。
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、強度為1670MPa的鍍鋅高強鋼絲，外包PE護套。索夾采用鑄鋼分為上下兩半，用螺桿夾緊相連。每個吊點由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5.00m長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
（2）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。箱梁標準梁段長16.1m，兩個標準段焊接連成一個標準吊裝段，吊裝重量約492t，全橋鋼梁總重約2.3萬噸。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。橫隔板采用實板式結(jié)構(gòu)，間距3.22m，隔板厚8mm(吊點處為10mm)。加勁梁的吊點為耳板式結(jié)構(gòu)，由60mm厚的耳板直接插入風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個吊孔，中間兩個為永久吊孔，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了德國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?；A(chǔ)共有140根直徑1.5m的排樁，分布在基坑四周邊上，樁長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，孔距3.5m，總體注漿量為1373.4m3；凍結(jié)孔為144個，凍結(jié)壁厚度1.3m。卸壓孔共288個，直徑0.25m?；訛閺纳现料轮鸲瓮谕?、逐段施工內(nèi)支撐（共7道）砼結(jié)構(gòu)。基坑開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)先進的施工方法有機地結(jié)合，并進行了延伸和拓展，為國內(nèi)特大型橋梁工程項目上首次應(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，施工順序為基礎(chǔ)底板和內(nèi)隔倉——現(xiàn)澆鋼筋砼隔倉——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。
?。?）上部結(jié)構(gòu)安裝
懸索橋主纜架設(shè)采用PPWS法，施工貓道借鑒了國外的研究成果和先進技術(shù)，在國內(nèi)千米以上跨徑的懸索橋中，首次采用了不設(shè)抗風纜的施工貓道結(jié)構(gòu)、主纜牽引雙線往復式系統(tǒng)。鋼箱梁吊裝采用全液壓跨纜吊機。
圖11 主纜架設(shè)
圖12 梁段吊裝
2）主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
?。?）南錨碇基礎(chǔ)排樁凍結(jié)圍護方案進行基坑施工為國內(nèi)首次。排樁凍結(jié)法解決了南錨碇基坑圍護結(jié)構(gòu)的嵌巖、防滲封水問題，施工可操作性強，風險可控，工期短。
（2）北錨碇基礎(chǔ)工程規(guī)模國內(nèi)最大，世界罕見。針對工程難點開展科研研究，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)智能預測技術(shù)為分析手段的基坑開挖信息化施工。
?。?）首次在國內(nèi)橋梁大直徑樁基采用自平衡測試技術(shù)，成功地進行了120000KN大直徑鉆孔灌注樁靜載荷試驗（當時國內(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，增強了懸索橋的整體剛度。
?。?）在國內(nèi)首次在懸索橋加勁梁上設(shè)置風穩(wěn)定性板，提高了大橋的顫振穩(wěn)定性，節(jié)約了工程造價。
?。?）首次在國內(nèi)采用主纜干空氣除濕防護系統(tǒng)，增加了主纜的耐久性。
潤揚大橋南汊懸索橋先后獲：交通部公路交通優(yōu)秀設(shè)計獎、全國十大建設(shè)科技成就獎、詹天佑土木工程大獎
3）有關(guān)資料
設(shè)計單位： 江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院
施工單位： 路橋集團第二公路工程局
中交第二航務(wù)工程局
江蘇省交通工程集團有限公司
混凝土用量：391100 m3
鋼材用量: 77000 t
造 價： 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)計流量24500m3/s，設(shè)計流速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分鐘平均最大風速32.1m/s；船舶撞擊荷載：順水流方向19100kN，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）。為克服過渡墩的負反力，在過渡墩附近33m范圍鋼箱梁內(nèi)施加壓重約1400t，壓重沿過渡墩向江側(cè)方向由大到小呈梯形分布。
（1）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86m，南塔樁長92m。采用實體鋼筋混凝土矩形高樁承臺，平面尺寸36×23.4m，承臺厚6m，承臺下封底混凝土厚2.5m。南、北索塔基礎(chǔ)和封底共澆筑混凝土34700m3。
承臺采用雙壁帶底鋼套箱施工：插打鋼管樁組拼施工平臺，在平臺上進行鉆孔灌注樁施工，鋼套箱支撐在已施工完成的鉆孔灌注樁上，封底后抽水，澆注承臺混凝土。
圖14 索塔基礎(chǔ)（尺寸單位：cm）
?。?）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)向預應(yīng)力，進行了1∶1的斜向加載足尺節(jié)段模型試驗。
塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工，每段高4.5m。中塔柱施工時在中塔柱間共設(shè)置4道主動橫撐，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高程的影響，下、中、上橫梁以及各斜拉索錨固點、塔頂高程均設(shè)置了預抬高。索塔錨索區(qū)和上、中、下橫梁中的預應(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個梁段進行制造和安裝，標準梁段長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。鋼箱梁的橫隔板標準間距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型肋采用高強螺栓連接。通過箱梁節(jié)段模型和全橋模型的風洞試驗，在施工、運營期間，顫振臨界風速均大于顫振檢驗風速，在常遇低風速下不會發(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，通過楔形錨墊板適應(yīng)斜拉索橫向傾角的變化。
?。?）斜拉索
斜拉索采用平行鋼絞線拉索，VSL SSI2000體系。拉索由多股無粘結(jié)高強度平行鋼絞線組成，采用單股外涂油脂、PE護套、整根HDPE外護套管三層防護。每個索塔每索面有13對索，共計104根，其中最大拉索規(guī)格為15-55，全橋共用鋼絞線636t。斜拉索梁上標準間距15m，邊跨密索區(qū)間距6m。斜拉索外護套管表面附有雙螺旋線，有效地抑制了斜拉索的風雨振動。
（5）主梁架設(shè)和施工控制
在索塔下橫梁處拼裝無索區(qū)施工托架，無索區(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，其余標準梁段采用橋面吊機懸臂對稱吊裝，先邊跨合攏，后跨中合攏。
在主梁架設(shè)過程中，斜拉索采用一次張拉到位，不進行索力調(diào)整。施工控制采用主梁標高和斜拉索索力雙控，以主梁標高控制為主。成橋時主梁線形平順，高程和軸線誤差滿足設(shè)計要求，主梁與索塔應(yīng)力和設(shè)計值吻合較好。
2）主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
?。?）索塔采用高樁承臺基礎(chǔ)，用鋼套箱施工，符合索塔處工程地質(zhì)特點，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)的試樁問題變得簡便可行，驗證了設(shè)計計算的可靠性。
?。?）索塔的設(shè)計與施工采用了無支架爬模、水平主動支撐、大噸位環(huán)向預應(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，更加符合索塔的實際受力狀態(tài)，驗證設(shè)計，指導施工。
（5）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行單根鋼絞線換索，方便對橋梁的維養(yǎng)。斜拉索外護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雨振動。
?。?）采用鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)（厚55mm），經(jīng)實踐檢驗，性能穩(wěn)定，使用良好。
潤揚長江大橋獲得了第六屆詹天佑土木工程大獎。
2005年全國十大建設(shè)科技成就獎。
3）有關(guān)資料
設(shè)計單位：北京建達道橋咨詢有限公司
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：3億元
建成日期：2005年5月
