江陰大橋

1994年11月22日，在江蘇省江陰市與靖江市之間，一座跨徑超千米的特大型鋼箱梁懸索橋動(dòng)工建設(shè)，它就是江陰大橋。全長(zhǎng)3000多米，作為國(guó)家“九五”重點(diǎn)建設(shè)工程的橋梁于1999年10月建成通車，為當(dāng)時(shí)“中國(guó)第一、世界第四”的大鋼箱梁懸索橋，也是國(guó)家公路主骨架中同江至三亞國(guó)道主干線，以及北京至上海國(guó)道主干線的跨江“咽喉”工程。

創(chuàng)造性的架設(shè)手段、突破世界級(jí)難題的工程技術(shù)等，使江陰大橋工程獲得了英國(guó)建筑協(xié)會(huì)2000年度優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、2001年度江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2002年度魯班獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

以雄姿飛架長(zhǎng)江之上

早在1991年，江蘇省委托交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院（現(xiàn)中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院）為江陰大橋的主體設(shè)計(jì)單位，江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)和同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院橋梁分院為合作設(shè)計(jì)單位，自1992年聯(lián)合設(shè)計(jì)組在江陰市開(kāi)展工程可行性研究和設(shè)計(jì)工作。

從環(huán)境條件來(lái)看，長(zhǎng)江流經(jīng)江陰市的部分，河道穩(wěn)定，河段微微彎曲。在江陰市的西山橋位，西山突出江中，江面最窄為1400米，基巖裸露，巖體呈背斜構(gòu)造，且橋位區(qū)在地質(zhì)上沒(méi)有較大的斷裂帶和活動(dòng)斷裂帶。綜合考慮西山橋位區(qū)的特殊情況及長(zhǎng)江水流狀態(tài)等因素，設(shè)計(jì)組結(jié)合施工安全做出判斷，認(rèn)為如果采用跨徑較小的斜拉橋，必須在江中修建深水基礎(chǔ)設(shè)施，而這十分困難。一跨過(guò)江的懸索橋，則完全可以杜絕海輪碰撞橋墩等因素，避免修建深水基礎(chǔ)設(shè)施，既能節(jié)約資源，又可以縮短建設(shè)周期。

于是便有了首座跨徑超千米的特大型鋼箱梁懸索橋梁——江陰大橋。

大橋全線建設(shè)總里程為5.176公里，橋長(zhǎng)3071米，索塔高197米，兩根主纜直徑為0.87米。懸索橋結(jié)構(gòu)主跨1385米，門(mén)式鋼筋混凝土塔柱，柱高193米，中設(shè)橫梁3道。橋面按高速公路標(biāo)準(zhǔn)的雙向6車道設(shè)計(jì)，寬33.8米，設(shè)計(jì)行車速度為100公里/小時(shí)，此外還設(shè)有中央分隔帶和緊急停車帶，以及在主橋跨江部分的兩側(cè)各設(shè)1.5米寬的人行道。橋下通航凈高為50米，可滿足5萬(wàn)噸級(jí)輪船通航。

橋塔高182.39米，為門(mén)式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。南塔位于南岸邊巖石地基上，北塔位于北岸外側(cè)的淺水區(qū)，皆為雙柱加3道橫梁的門(mén)式框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要承受由索鞍傳來(lái)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。

南塔基礎(chǔ)采用直徑30米、長(zhǎng)35米的嵌巖鉆孔灌注樁，在樁頂澆筑承臺(tái)。樁基和承臺(tái)共用混凝土1.15萬(wàn)平方米。北塔處覆蓋層厚度達(dá)80米，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。采用的96根直徑兩名的灌注樁組成群樁基礎(chǔ)，平均柱長(zhǎng)85米?！皩?duì)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?！?/p>

建造難度達(dá)國(guó)內(nèi)之最

在以往的報(bào)道中，江陰大橋的4個(gè)“第一”曾被指出：國(guó)內(nèi)第一次在交通重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目中進(jìn)行設(shè)計(jì)招標(biāo)，并第一次實(shí)行聯(lián)合設(shè)計(jì)；國(guó)內(nèi)第一次邀請(qǐng)國(guó)際著名工程咨詢單位開(kāi)展設(shè)計(jì)咨詢及獨(dú)立審核工作；國(guó)內(nèi)第一次以利用海外貸款為條件通過(guò)國(guó)際招標(biāo)選擇承包商；國(guó)內(nèi)第一次成立部省建設(shè)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，同時(shí)又成立專家顧問(wèn)組。

其中，考慮到江陰大橋是中國(guó)建造的第一座主跨在1000米以上的懸索橋，技術(shù)難度之高在國(guó)內(nèi)首屈一指，設(shè)計(jì)難度大，部分工藝達(dá)到世界級(jí)水平。于是為了選擇一流的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，我國(guó)不僅改變了以往那種指定某一家單位的習(xí)慣做法，采用公開(kāi)、公正、公平的招標(biāo)，還數(shù)次邀請(qǐng)英國(guó)、日本等專家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。

但即便如此，國(guó)外眾多建造懸索橋的成功范例經(jīng)驗(yàn)并不能立竿見(jiàn)影，解決江陰大橋面對(duì)的難題。由于江陰、靖江當(dāng)?shù)鬲?dú)特的地質(zhì)、水文、氣候條件，設(shè)計(jì)組必須因時(shí)、因地制宜，在一無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循、二無(wú)技術(shù)支撐的情況下，尋找解決辦法，革新建造工藝。

北錨結(jié)構(gòu)是江陰大橋的關(guān)鍵部位之一，北錨沉井的難度系數(shù)同樣可觀。大橋的南北兩個(gè)錨錠要一起“拉住”大橋主纜，主纜拉力為6.4萬(wàn)噸，而北錨錠處在沖積平原上，地下沉井平面尺寸為69米長(zhǎng)、51米寬，面積足有10個(gè)籃球場(chǎng)大，下沉要穿過(guò)4層不同土質(zhì)，稍有不慎很有可能造成歪斜、扭轉(zhuǎn)等嚴(yán)重問(wèn)題，其下沉過(guò)程長(zhǎng)達(dá)20個(gè)月。

在經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)考量，將淺埋、中埋擴(kuò)大基礎(chǔ)、群樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻多方案進(jìn)行比較，施工人員最終選用尺寸為51米×69米的沉井基礎(chǔ)，沉井內(nèi)分36個(gè)隔倉(cāng)，沉井高度為58米，共分11節(jié)。最下面的一節(jié)高8米，采用帶有尖角刃腳的鋼殼混凝土，以上10節(jié)均為高5米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沉井下沉高程為-55.6米，頂部高程為2.4米。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)）3排的18個(gè)倉(cāng)中注水，第4排和第5排及第6排中間兩個(gè)共14個(gè)倉(cāng)中填砂，第6排其余4個(gè)倉(cāng)填充片石并注漿。

江陰大橋的主要承重構(gòu)件，即主纜的架設(shè)是另一大難題，“吊”起總重達(dá)1.8萬(wàn)噸的鋼橋面和5000噸瀝青路面，還有行車活載，江陰大橋共兩根主纜，共重8400噸，由169根索股組成，每股重50噸。主纜架設(shè)采用預(yù)制平行束股設(shè)法，要把50噸重2200米長(zhǎng)的一根索股在空中進(jìn)行架設(shè)，從牽引、張拉、成形到調(diào)索，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有很多不可預(yù)見(jiàn)的技術(shù)難度，而且屬于高空作業(yè)，天氣的影響很大，其架設(shè)難度在國(guó)內(nèi)絕無(wú)僅有。

除此之外，對(duì)于橋面的鋪設(shè)也讓大橋工程建設(shè)一度面臨停滯。在鋼箱梁橋面上鋪設(shè)厚度為5厘米的瀝青混凝土，由于鋼箱梁導(dǎo)熱性強(qiáng)，夏天溫度很高，冬天很低，瀝青的特性很難兩面兼顧。而江陰的氣溫條件較西方國(guó)家差，在沒(méi)有先例可循的情況下，經(jīng)一年多的研究與試驗(yàn)，設(shè)計(jì)組終于找出能滿足江陰大橋特定要求的方案，解決了這個(gè)世界級(jí)難題。

滿足國(guó)家建設(shè)需求，突破重重阻礙，江陰大橋在20世紀(jì)的中國(guó)橋梁建造史上留下了深刻印跡，以打破高難度、高水平的建造難題躋身世界橋梁前列。與此同時(shí)，其在解決大溫差的鋼箱梁路面鋪設(shè)、北錨沉井等工程問(wèn)題上，凸顯的創(chuàng)造力也為橋梁建造提供了有效的經(jīng)驗(yàn)，給予隨后建成的長(zhǎng)江二橋、三橋、潤(rùn)揚(yáng)大橋、蘇通大橋等世界級(jí)橋梁借鑒。