江陰長江公路大橋

    江陰長江公路大橋，位于江蘇省江陰市黃田港以東3200米的西山，橋型采用主跨為1,385m鋼懸索橋。為世界第四、中國第一大橋。1994年開工建設(shè)，1999年10月建成通車。

中 文 名：    江陰長江公路大橋

創(chuàng)辦時(shí)間：    1994年開始，1999年完工

所屬地區(qū)：    中國江蘇省

概述

　  江陰長江公路大橋，位于江蘇省江陰市黃田港以東3200米的西山，主跨1385米（328+1385+295），橋塔高190米，為兩根鋼筋混凝土空心塔柱與三道橫梁組成的門式框架結(jié)構(gòu)，重力式錨碇，主梁采用流線型箱梁斷面，鋼箱梁全寬36.9米，梁高3米，橋面寬29.5米，雙向六車道，兩側(cè)各設(shè)寬1.8米的風(fēng)嘴，1999年建成。

主要信息

懸索橋結(jié)構(gòu)

　　江陰長江公路大橋，懸索橋結(jié)構(gòu)。主跨1385m。門式鋼筋混凝土塔柱，柱高193m，中設(shè)橫梁三道。為目前世界第6、中國第3大橋。94年開工建設(shè)，99年10月建成通車。

江陰長江公路大橋是中國首座跨徑超千米的特大型鋼箱梁懸索橋梁，是國家公路主骨架中同江至三亞國道主干線以及北京至上海國道主干線的跨江“咽喉”工程，是江蘇省境內(nèi)跨越長江南北的第二座大橋。

大橋外部結(jié)構(gòu)

　　江陰長江公路大橋位于靖江市十圩村與江陰市間，大橋全線建設(shè)總里程為5.176公里，總投資36.25億元。大橋全長3071米，索塔高197m，兩根主纜直徑為0.870m，橋面按六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，寬33.8米，設(shè)計(jì)行車速度為100公里/小時(shí)；橋下通航凈高為50米，可滿足5萬噸級輪船通航。大橋于1994年11月22日開工，1999年9月28日竣工通車。江澤民同志為大橋題名，并為大橋開通剪彩。

　　江陰大橋通過廣靖高速和錫澄高速南連滬寧高速公路，北接寧通高速公路。2002年，江陰靖江間開通城際公交，兩地居民交往日益密切。

　　1996年初完工的江陰長江公路大橋北錨旋大型深沉井重達(dá)7.6萬噸，高達(dá)58米，平面面積足有九個(gè)半籃球場大，可承受主纜拉力6.4萬噸，為“世界第一大沉井”。1998年4月21日。中共中央總書記。國家主席江澤民首次親臨江陰長江公路大橋建設(shè)工地視察，并題寫了“江陰長江公路大橋”橋名。1998 年7月16日，氣貫長虹的“國內(nèi)第一纜索”江陰大橋主纜開始架設(shè)，主纜直徑達(dá)86．6厘米，由2.2萬根直徑5．35毫米的鍍鋅高強(qiáng)度平行鋼絲組成，總重量達(dá)1.7萬噸。主纜鋼絲累計(jì)長度達(dá)10萬公里，可繞地球兩圈半。1999年2月展開的大橋照明工程，采用國際先進(jìn)燈具，實(shí)施最佳照明組合方案，將創(chuàng)造出與國外大型橋梁媲美的一流照明美化效果。1993年7月，靖江市八圩鎮(zhèn)十圩村黨支部書記馮自剛率先拆了自家新樓，成為大橋建設(shè)史上的第一個(gè)拆遷戶。江陰長江公路大橋收費(fèi)站設(shè)在大橋北岸，共有32個(gè)收費(fèi)口。江陰長江大橋北接線廣靖高速公路為蘇北第一條六車道高速公路。

　　江陰長江公路大橋，版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！是國家“九五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，是國家”兩縱兩橫”公路主骨架中同江至三亞國道主干線及北京至上海國道主干線的跨江“咽喉”工程。橋梁全長3071m，主跨1385m，為一跨過江鋼懸索橋，是我國第一座跨徑超越千米的特大型鋼箱梁懸索橋，當(dāng)時(shí)，在已建橋梁中位列中國第一、世界第四。大橋按六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度為100km/h，橋面寬33.8m，橋下通航凈高50m，可通航五萬噸級巴拿馬散裝貨船。該工程于 1994年11月22日正式開工建設(shè)，1999年9月28日勝利建成并正式通車。工程決算27.2996億元，比概算33.74億元節(jié)省了6.4404億元，工期提前55天，使大橋自身可提前收益2600萬元。“江陰大橋是中國第一座跨度超千米的特大橋，設(shè)計(jì)合理，管理科學(xué)，工程質(zhì)量優(yōu)良，代表中國20世紀(jì)90年代造橋最高水平，將作為本世紀(jì)我國橋梁工程建設(shè)新的里程碑，躋身世界橋梁前列”。

設(shè)計(jì)條件

　　長江江陰河段河道穩(wěn)定、微彎，在江陰市的西山突出江中，江面最窄處約1,400m，基巖裸露，系石英砂巖和含粉砂泥質(zhì)巖組成，巖體呈背斜構(gòu)造，巖層向江中傾斜。西山橋位靠近南岸側(cè)為深泓區(qū)，水深達(dá)55~60m，江中心亦在30m左右，只靠近左岸約200m范圍才是10m以內(nèi)的淺灘區(qū)。

　　橋位區(qū)在地質(zhì)上無大的斷裂帶和活動(dòng)斷裂帶，屬6度地震區(qū)。根據(jù)交通量分析與預(yù)測，15年后交通量將達(dá)到75,000輛/d，設(shè)計(jì)高速公路為2×3m車道，設(shè)計(jì)車速100km/h。車輛荷載為汽車-超20級，掛車-300(考慮該橋位于港口附近，集裝箱運(yùn)輸車輛較多)，車道折減和長度折減，偏載增大等折減為40.0KN/m，版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！同時(shí)在車行道利用風(fēng)嘴兩側(cè)設(shè)有檢修道，人群荷載為3.15kN/m。設(shè)計(jì)風(fēng)速為40.8m/s。

橋型選擇和橋跨布置

　　在橋型方案設(shè)計(jì)競選中，考慮到橋塔的穩(wěn)定、對航運(yùn)的影響、施工難度和節(jié)約投資等，最后選擇了主橋的橋跨布置為(336.5+1,385+309.34)m。全橋長3,071m；主跨是單跨簡支鋼懸索橋，而兩個(gè)邊跨主纜為直拉式。邊跨均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。南邊跨考慮避讓保護(hù)文物--江陰要塞古炮臺(tái)，采用2×60m+40m三跨連續(xù)梁。北錨碇離長江大堤凈距達(dá)200m以上，保證施工中大堤穩(wěn)定。北邊跨為50m+70m+50m+3×50m二聯(lián)連續(xù)梁，邊跨的梁高和主跨相同。北引橋采用50m和30m的預(yù)應(yīng)力簡支T梁，縱坡為3%，坡長達(dá)1,500m。

下部結(jié)構(gòu)

　　南塔基礎(chǔ)采用直徑30m，長35m的嵌巖鉆孔灌注樁，在樁頂澆筑承臺(tái)。樁基和承臺(tái)共用混凝土1.15萬m3。 南錨碇位于山體上，由于巖性節(jié)理發(fā)育，采用重力式嵌巖錨。在碇體的前沿做成帶齒坎的斜面，增加抗滑力。北塔處覆蓋層厚度達(dá)80m，由固結(jié)度較差的飽和松軟土層隨深度加深，逐漸由松軟的亞粘土和粉砂土變?yōu)榫o密含礫石中粗砂。采用直徑2.0m的96根灌注樁組成的群樁基礎(chǔ)，平均樁長85m。為減少承臺(tái)平面尺寸，樁距采用規(guī)范規(guī)定的最小值，樁的傾斜度限制在1/200。對于難度這樣大的群樁基礎(chǔ)施工，我們利用引橋樁基先行進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，并做了2根試樁確定單樁承載力，使原設(shè)計(jì)的北塔123根樁減為96根，節(jié)省投資，加快了進(jìn)度。承臺(tái)和樁基的混凝土用量達(dá)5萬m3。

    北錨處覆蓋層厚達(dá)100m，在地面以下40m范圍內(nèi)主要是松散的細(xì)砂土和亞粘土逐步到緊密細(xì)砂層，地下40-50m為硬粘土層，以下為緊密含礫石中粗砂。該北錨結(jié)構(gòu)是大橋的關(guān)鍵部位之一，設(shè)計(jì)中采用淺埋、中埋擴(kuò)大基礎(chǔ)、群樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻多方案比較，最后選用尺寸為51mx69m的沉井基礎(chǔ)，沉井內(nèi)分36個(gè)隔倉，沉井高度58m，共分11節(jié)，最下面的一節(jié)高8m，采用帶有尖角刃腳的鋼殼混凝土，以上10節(jié)均為高5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　沉井下沉高程為-55.6m，頂部高程為2.4m。為了保證錨體的平衡，在沉井下沉到位后封底，在沉井前面(靠北塔側(cè))三排的18個(gè)倉中注水，第四排和第五排及第六排中間2個(gè)共14個(gè)倉中填砂，第六排其余4個(gè)倉填充片石并注漿。

　　北錨碇要承受2根主纜傳來的640MN的拉力傳遞給沉井和基礎(chǔ)，是一個(gè)以承受水平力為主的結(jié)構(gòu)。沉井在整個(gè)施工和營運(yùn)期受力不斷變化。在這些荷載作用下沉井地基受到不均勻壓力并產(chǎn)生沉降。故在主纜架設(shè)以前，版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！為減少沉井向后傾，在錨碇后緣5m的混凝土壓塊暫不澆筑，待加勁梁架設(shè)以后再澆筑這錨塊。設(shè)計(jì)允許錨塊可以向前水平位移100mm，通車至今實(shí)際水平位移不到25mm。

　　南北塔相同，為雙柱加三道橫梁的門式框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要承受由索鞍傳來的豎向荷載以及橫向的風(fēng)載、地震作用。塔柱為雙室箱式結(jié)構(gòu)，兩室分別安裝檢修電梯和檢修人梯。橫梁也為雙室箱式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，橫梁高11m，下橫梁上支承主梁和邊跨的混凝土箱梁。塔身采用爬模施工，北塔每次爬升6m(南塔爬升4.5m)。為便于鋼筋綁扎、立模和測量控制，采用勁性骨架定位。在塔身澆筑高度超過橫梁頂一定高度后，用直徑為900mm鋼管支模澆筑橫梁，分兩次澆筑兩次張拉。南、北塔塔身及橫梁各使用混凝土1.93萬m3。

上部結(jié)構(gòu)

懸索橋

　　懸索橋的主纜是全橋最重要的承重構(gòu)件，主纜的長度和線型對全橋的幾何形狀具有決定性影響。江陰大橋的主纜采用預(yù)制平行索股法(PPWS)編制而成。每根索股由127根直徑5.35mm、強(qiáng)度1,600MPa的高強(qiáng)鍍鋅鋼絲所組成，重50t。索股長度為2,180m，兩端采用套筒式熱注錨。錨杯用鑄鋼制成，內(nèi)澆鋅銅合金。索股在工廠內(nèi)加工后，繞卷在卷軸上，運(yùn)往工地。主跨的主纜由169根索股構(gòu)成，共21,463根鋼絲。邊跨比主跨增加8根索股。主跨主纜直徑達(dá)876mm，邊跨主纜直徑達(dá)897mm，主纜用高強(qiáng)鍍鋅鋼絲達(dá)16,800t。

江陰大橋的懸掛系統(tǒng)主要由安裝在主纜上的索夾、吊索和安裝在鋼箱梁上的耳板組成。吊索間距為16m，吊索長度大于10m的用直徑5mm平行鋼絲索股，而小于10m長的吊索用直徑80mm的鋼絲繩，其柔性較好，適用于剛度較大的短吊索。主纜鋼絲在跨過塔頂和進(jìn)入鞍部分散錨固時(shí)，對混凝土都會(huì)產(chǎn)生很大壓力，故必須設(shè)置鞍座和散索鞍。在江陰大橋中，這些構(gòu)件都采用鑄焊組合件，每個(gè)鞍座包括底板重達(dá)172t，散索鞍為78t。主跨鋼箱梁安裝過程中，主跨主纜垂度在不斷變化，版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！使主塔兩側(cè)主纜的傾角也產(chǎn)生變化，水平力亦不相等。這一水平力差將對主塔根部產(chǎn)生很大的彎矩，故在主纜架設(shè)過程中，移動(dòng)鞍座的位置調(diào)整主纜傾角，減少了主塔根部彎矩。

　　作為橋面板的主梁采用扁平閉合流線型斷面。主梁斷面的選擇是通過節(jié)段的風(fēng)洞試驗(yàn)最后確定。梁高3m，梁的總寬36.9m。其中橋面寬29.5m，兩側(cè)風(fēng)嘴各寬1.5m，風(fēng)嘴外側(cè)設(shè)人行道、欄桿和檢修車軌道，每側(cè)寬2.2m。全橋鋼箱梁分成87節(jié)梁段，總重量18,000t。每一標(biāo)準(zhǔn)梁段長16m，跨中段長18.2m，兩端梁段長9.33m。吊裝節(jié)段長32m，即由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段拼裝后吊裝。箱梁采用英國合金鋼的正交異性結(jié)構(gòu)。頂板厚12mm；底板厚10mm。箱內(nèi)橫隔板間距3.2m。加勁槽形肋用6mm厚的鋼板軋制。減輕鋼箱梁重量從而減少對主纜的拉力和對錨碇的負(fù)擔(dān)。

鋼箱梁的制作

　　鋼箱梁的制作是采用工廠預(yù)制頂?shù)装迮c橫隔板的加勁板單元和風(fēng)嘴的角單元，然后水運(yùn)到離橋位不足1km的拼裝場胎架上組拼成箱梁節(jié)段，在這胎架上考慮了焊接變形和安裝的預(yù)拱度，這樣保證了鋼箱梁在高空焊接時(shí)吻合性好。鋼箱梁的吊裝是用液壓式跨纜吊機(jī)，把駁船運(yùn)來的鋼箱梁節(jié)段從水面提升到設(shè)計(jì)高度，用吊索把它固定到位。對于靠岸的南北各三個(gè)節(jié)段，由于水淺不能直接起吊，采用擺宕方法吊裝。鋼箱梁內(nèi)外都采用油漆噴涂，但因箱內(nèi)密閉、不通風(fēng)，故而設(shè)置了除濕系統(tǒng)，使空氣濕度保持在40%以下，大大延緩了鋼板銹蝕。

鋼橋面上的橋面鋪裝

　　在橋面上每增厚10mm的橋面鋪裝，橋面將增加10,000kN荷載，加大了對北錨碇的壓力。江陰大橋采用了48mm厚的澆注式瀝青混凝土 （瀝青馬蹄脂）作為鋪裝層，澆筑式瀝青混凝土是一次攤輔，版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！表面撒鋪了包裹著瀝青的粒徑為14mm的石子，輕輕地碾壓，以保證表面粗糙度，在其下各層分別是作為防水層的瀝青橡膠基層，由可溶性橡膠瀝青組成的粘接底層和在鋼板面上用環(huán)氧富鋅漆涂裝的防銹層。鋼橋面的瀝青混凝土鋪裝要解決高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，常溫抗疲勞和各層粘接力問題。故通過大量試驗(yàn)選擇材料、配比以滿足各種性能和指標(biāo)。

監(jiān)控設(shè)施

　　結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測的主要內(nèi)容：監(jiān)測主跨橋型在縱向、橫向和垂向的變化，監(jiān)測鋼箱梁截面的移動(dòng)；監(jiān)測錨室內(nèi)主纜索股的拉力；監(jiān)測跨中及1/4跨處的吊索拉力和監(jiān)測主跨部分及懸吊體系的振動(dòng)特征。另外，還定期測量南北錨碇和南北塔頂位移的情況。

　　結(jié)構(gòu)安全

    監(jiān)測系統(tǒng)由1臺(tái)工作站和8臺(tái)遠(yuǎn)程外站通過以太光纖局域網(wǎng)絡(luò)連接而成。工作站置于大橋的監(jiān)控中心，提供系統(tǒng)與操作人員的界面，便于完成系統(tǒng)參數(shù)的操作，并對各站接收到的設(shè)計(jì)、處理和報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！外站布置在橋上負(fù)責(zé)全部傳感器和分系統(tǒng)的監(jiān)測，并在數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡局疤幚硭惺占降挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)。梁的外形和移動(dòng)選用了光載波通信系統(tǒng)。主纜束股的拉力監(jiān)測，選取每個(gè)錨室內(nèi)的3根束股進(jìn)行監(jiān)測。吊索中的拉力監(jiān)測，使用了荷載銷，測出吊索拉力與理論值進(jìn)行比較。以確定吊索是否有疲勞破壞的現(xiàn)象產(chǎn)生。振動(dòng)特性是大橋的主跨和一側(cè)邊跨主纜進(jìn)行監(jiān)測，選用了高標(biāo)準(zhǔn)加速度儀，提供主梁、主纜和吊索的顫振振型與理論分析對比，對維護(hù)管理提供幫助?？傊?，通過這些監(jiān)測提供的數(shù)據(jù)，將對大橋安全制定出更有效的措施，也為今后大跨徑懸索橋的設(shè)計(jì)和科研提供數(shù)據(jù)。

　　江陰大橋還考慮了使用和整體的景觀效果，在南岸的高地布置了監(jiān)控、觀光的綜合樓和緊急疏散通道，北岸布置了大橋公園、管理中心、監(jiān)控中心、收費(fèi)站和展覽廳。 江陰大橋是中國第一座超千米跨徑的懸索橋，既集中了全國橋梁專家的智慧，也得到了國外專家的幫助。

榮譽(yù)

　　該工程獲得：英國建筑協(xié)會(huì)2000年度優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)；2001年江蘇省“揚(yáng)子杯”優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)；2001年江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；版權(quán)所有山東聊城聊之旅國際旅行社有限公司，轉(zhuǎn)載必究！第十六屆匹茲堡國際橋梁協(xié)會(huì)會(huì)議的尤金-費(fèi)格金獎(jiǎng)和2002年度魯班獎(jiǎng)。

  

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