1．概況
南京長江二橋位于南京長江大橋下游11Km，橋址處長江被八卦洲分隔成南北汊。南汊主航道主橋為斜拉橋 (圖1) ，北汊副航道主橋為PC連續(xù)梁橋，其間由穿過八卦洲長5.6km引道連接，全長12.52km。
圖1 南汊橋全景
南汊橋位處江面寬1200m，水深18～36m，設計流速2.97m/s，設計流量95300m3/s，最大沖刷深度24.08m。覆蓋層28～38m，基巖為砂礫軟巖。北汊橋位處江面寬1000m，水深13.15m，設計流量22000m3/s，最大沖刷深度18.6m,覆蓋層28～38m,為游泥質亞粘土、亞砂土和細砂，基巖為泥巖及粉砂巖。南京年平均氣溫15.3℃，平均降雨量1031.3mm，夏季受臺風影響。
南京長江二橋為六車道高速公路標準，設計速度100km/h；橋位區(qū)20m高處百年一遇10min平均最大風速32.6m/s；船舶撞擊荷載：南汊橋順水流方向27000kN，橫水流方向13500kN；北汊橋順水方向20000kN，橫水流方向10000kN；地震基本烈度7度；通航凈空：南汊橋凈高24m，凈寬不小于380m；北汊橋凈高18m，凈寬不小于125m。
2.南汊橋
(1)主橋結構
南汊橋全長2938m，主橋為雙塔雙索面連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，橋跨布置為58.5+246.5+628+246.5+58.5=1238m (圖2)，采用半飄浮體系，兩邊跨各設一輔助墩。為克服過渡墩和輔助墩負反力，在輔助跨壓重1500t，壓重沿橋縱向呈梯形分布。
圖2 橋型布置圖（單位：cm）
1）索塔基礎
采用雙壁鋼圍堰、承臺和鉆孔樁組成的大型深水復合基礎（圖3、圖4）。鋼圍堰直徑36m，壁厚1.5m，高65.5m，內(nèi)設21根直徑3.0m鉆孔樁，平均樁長83～102m，封底混凝土厚8m，承臺厚6m。南、北索塔基礎封底和承臺共澆筑混凝土24000m3。船舶撞擊力由鋼圍堰來承受，鉆孔樁僅承受軸向荷載和很小的剪力。
圖3 索塔基礎(單位：cm)
圖4 基礎施工
2）索塔
為鋼筋混凝土結構，采用上塔柱平行分離的倒Y形結構（圖5），高195.41m，通過三道橫梁將兩塔柱連為一體。橋面以上塔的高跨比0.23。下塔柱斷面由12.0×7.0m向上漸變至7.5×4.5m，中、上塔柱7.5×4.5m。下塔柱在最高通航水位以下為單箱六室斷面，以上為單箱單室斷面，壁厚1.0m；中、上塔柱為單箱單室斷面，短邊壁厚1.0～1.2m，長邊壁厚0.7～0.8m。南、北索塔共澆注混凝土23000 m3。 塔的斜拉索錨固區(qū)采用環(huán)向預應力，進行了1：1的足尺節(jié)段模型試驗驗證。塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工，每段高4.5m。下塔柱施工時加設了水平拉桿，中塔柱設置了4道水平橫撐（圖6）。索塔采用環(huán)向預應力，孔道采用真空輔助壓漿工藝。南、北索塔間距628m誤差<3mm，傾斜度分別為1/6000和1/9000，遠小于規(guī)范要求。
圖5 索 塔(單位：cm)
圖6 索塔中塔柱施工
3）主梁
圖7 鋼箱梁(單位：mm)
主梁采用高3.5m，寬38.2m的全焊扁平鋼箱梁（圖7）。采用16Mnq，全橋用鋼23000 t。標準節(jié)段長15m（輔助跨12m）。全橋共93個梁段，最大塊件吊重274t。鋼箱梁板件尺寸，頂板厚14～20mm，下斜腹板和底板厚12～16mm，上斜腹板厚30mm。箱梁每隔3750mm設一道橫隔板，板厚10mm（局部部位加厚）；橫向設兩道縱隔板，間距15200mm，主要是考慮剪力滯效應以及懸臂架設過程中提高橫向剛度。頂?shù)装逵肬 型肋加勁，為避免仰焊、保證質量，減輕工人勞動強度，將U 型肋采用高強度螺栓連接。箱梁進行節(jié)段模型和全橋模型的風洞試驗，最長單懸臂施工狀態(tài)顫振臨界風速大于110m/s；成橋狀態(tài)大于120m/s，滿足抗風穩(wěn)定性要求。斜拉索錨固于鋼箱梁腹板外側的錨箱上（圖8），對錨箱進行了1：1足尺模型試驗和疲勞試驗。
圖8 錨箱
鋼箱梁制造瞄準世界先進水平，成功采用了板件無余量切割下料技術、板單元無馬組裝技術、板單元及變形組焊技術等新工藝、新技術，創(chuàng)造了國內(nèi)鋼箱梁制造的新水平。
4）斜拉索
每一扇面由20對斜拉索組成，共160根，其中最大拉索鋼絲根數(shù)265絲（Φ7），長330m，重30t，全橋共用高強鍍鋅鋼絲2100t。拉索外裹高密度PE防腐材料，其上采用螺旋線，連同塔上設高分子粘滯阻尼橡膠圈和梁上設液壓阻尼器，有效地抑制了拉索風雨振。
5）主梁架設和施工控制
為保證施工過程中抗風安全，在邊跨距索塔160m處設置臨時墩。索塔下橫梁無索區(qū)和邊跨梁段采用350t大型浮吊吊裝，邊跨在長84m落地支架拼裝（圖9），用軌道導向牽引就位,頂推合龍。標準梁段采用VSL液壓提升系統(tǒng)橋面懸拼吊機吊裝（圖10）。邊跨采用頂推合龍、中跨合龍采用降溫進行（圖11），合龍的體系轉換，采用活動壓重。
圖9 在排架上吊裝鋼箱梁
圖10 吊機吊裝鋼箱梁
在架設安裝中，采用一次張拉到位，不進行索力調整。斜拉索張拉力與主梁標高雙控。最終合龍時線形平順，軸線誤差1mm，梁體應力與設計值良好吻合。
?。?）主要技術特點和創(chuàng)新點
1）索塔基礎采用大型鋼圍堰和鉆孔樁復合基礎，大大減少樁數(shù)和鋼圍堰直徑。
2）采用上塔柱平行分離的倒Y 形塔、無支架爬模技術、水平主動撐技術、大噸位環(huán)向預應力技術、PE波紋管真空輔助壓漿等多項新技術，將我國高索塔的設計和施工水平上升到一個新臺階。
3）在我國斜拉橋上首次采用全焊接扁平鋼箱梁，正交異性橋面板工地栓焊連接、斜腹板鋼材抗層狀撕裂評定及拉索與鋼箱梁采用鋼錨箱連接等關鍵創(chuàng)新技術，推動鋼箱梁斜拉橋的技術進步。
4）施工控制中首次提出結合主梁標高、軸線，索塔偏位、結構內(nèi)力、焊接條件等多元目標，引入斜拉索無應力索長及神經(jīng)網(wǎng)絡控制理論，對大跨徑斜拉橋實時控制，線形平順、內(nèi)力合理，避免多次調索，縮短施工期限。
5）采用阻尼器與螺旋線組合，確保有效抑制拉索的風雨振。
6）通過平硐試驗模擬出深水基礎的樁壁摩阻力，縮短樁長，填補了規(guī)范空白。
7）首次采用鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術（厚50mm），經(jīng)大交通量及高溫考驗，性能穩(wěn)定，使用良好。
南汊橋獲國家科學技術進步二等獎、國家優(yōu)秀工程設計金質獎、國家優(yōu)質工程金質獎、 中國建筑工程魯班獎、詹天佑土木工程大獎。
?。?）有關資料
橋 名：南京長江二橋南汊橋
橋 型：雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋
路 徑：628m
橋 址：南京市
設計單位：中交公路規(guī)劃設計院有限公司
施工單位：湖南路橋建設集團公司、中鐵寶橋股份有限公司、
上海浦江纜索股份有限公司
混凝土用量：163000m3（主橋）
鋼材用量：48600t（主橋）
造 價：16.83億元（主橋）
建成日期：2001年3月
3．北汊橋
?。?）主橋結構
北汊橋全長2172m，主橋采用90＋3×165＋90=675m，預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋（圖12、圖13）。
圖12 北汊橋全景
圖13 橋型布置（單位：cm）
1）主墩及基礎
主墩采用空心薄壁墩，橫橋向長7.5m，順橋向寬5.0m，考慮到橋墩的防船舶撞擊能力，壁厚采用1.2m，同時加大鋼筋保護層厚度，并布置一層15×15cm的金屬擴張網(wǎng)。采用高樁承臺，兩幅橋的承臺做成整體式，承臺厚3.5m，基礎采用鉆孔灌注樁，每幅橋每墩布置9根直徑2.5m的嵌巖樁（圖14）。
圖14 主墩一般構造（單位：cm）
2）主梁結構
箱梁根部梁高8.8m，跨中梁高3.0m，頂板寬15.42m，按二次拋物線變化，底板寬7.5m（圖15）。上部結構采用掛籃懸臂澆注施工（圖16），全橋共有8個懸澆“T”構，每個“T”構分23對懸澆梁段，分段長度為5×2.5＋5×3.0＋5×3.5＋8×4.0m。中跨、次中跨合攏段3.0m長，邊跨合攏段2.0m。邊跨設有6.72m的直線現(xiàn)澆段，在支架上澆注。邊跨、中跨、次中跨合攏段采用吊架平衡澆注法施工。懸臂澆筑梁段最大重量為156.2噸，掛藍自重按80噸考慮。
0號塊距墩中心3.0m范圍內(nèi)箱梁頂、底板厚度分別為0.40m和1.40m，腹板厚度0.90m，在0號塊中心底板處設高度1.50m的矮橫梁；距0號塊中心3.0m處至跨中箱梁頂板厚0.28m，底板厚度從1.10m至0.30m按二次拋物線變化，腹板厚13號塊件以前0.70m，14號塊件以后0.40m，13、14號塊件范圍內(nèi)由0.70m按直線變化到0.40m。上部結構的合攏順序為先合攏邊跨，再合攏次中跨，最后合攏中跨，形成最終的五跨連續(xù)梁體系。
圖15 主梁典型斷面（單位：cm）
圖16 主梁懸臂澆注施工
?。?）主要技術特點和創(chuàng)新點
1）采用先進的技術和工藝，進行大量的專題試驗研究，如動床沖刷試驗、船舶撞擊力及防撞試驗研究、大噸位抗震型盆式橡膠支座的試驗研究、施工控制的研究等，從各個方面提升設計質量。
2）采用大噸位預應力體系，縱向預應力張拉噸位高達5371.KN。有效地減小了截面尺寸、減小了上部結構的自重，便于預應力鋼束的布置。
3）采用了大噸位（65000KN）抗震型盆式橡膠支座。進行了專題研制研究工作。在國內(nèi)首次采用黃銅緊箍圈代替鋼制緊箍圈，并按歐洲標準Pren1377進行了抗壓試驗、轉動磨耗試驗、動力性能試驗等。解決了大跨徑連續(xù)梁支座選型、布置、設計參數(shù)選擇、試驗、制作、安裝、檢測、養(yǎng)護等一套關鍵技術問題，達到國際先進水平，填補了國內(nèi)空白。
4）橋面鋪裝采用SMA瀝青瑪蹄脂材料，進一步提高橋面的表面粗糙度、抗滑排水能力、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性以及耐久性。
5）大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁施工控制研究，結合應力監(jiān)控和溫度監(jiān)測給出了線形控制的方法和控制目標，實現(xiàn)了線形順暢、內(nèi)力合理、合龍精度高、縮短工期的目標。并根據(jù)溫度觀測結果，提出了建議的溫度梯度曲線。在國內(nèi)首次進行了混凝土箱梁水化熱溫度規(guī)律的觀測和分析，提出了施工對策，為同類橋梁的施工控制提供了技術資料和有益經(jīng)驗。
北汊橋獲國家優(yōu)秀工程設計銀質獎、中國建筑工程魯班獎、詹天佑土木工程大獎等。
?。?）有關資料
橋 名：南京長江二橋北汊橋
橋 型：五跨預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋
跨 徑： 165m
橋 址：南京市
設計單位：中交第一公路勘察設計研究院有限公司
施工單位：山東省交通工程總公司、中鐵第十九工程局
混凝土用量：130267m3（主橋）
鋼材用量：11927t（普通鋼筋）（主橋）
3796t（預應力鋼材）（主橋）
造 價：3.2億元（主橋）
建成日期：2001年3月
