江陰大橋：跨越長江南北的“咽喉”工程

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工建設，它就是江陰大橋。全長3000多米，作為國家“九五”重點建設工程的橋梁于1999年10月建成通車，為當時“中國第一、世界第四”的大鋼箱梁懸索橋，也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。

創(chuàng)造性的架設手段、突破世界級難題的工程技術(shù)等，使江陰大橋工程獲得了英國建筑協(xié)會2000年度優(yōu)質(zhì)工程獎、2001年度江蘇省科技進步獎一等獎、2002年度魯班獎等榮譽。

以雄姿飛架長江之上

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

從環(huán)境條件來看，長江流經(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)上沒有較大的斷裂帶和活動斷裂帶。綜合考慮西山橋位區(qū)的特殊情況及長江水流狀態(tài)等因素，設計組結(jié)合施工安全做出判斷，認為如果采用跨徑較小的斜拉橋，必須在江中修建深水基礎設施，而這十分困難。一跨過江的懸索橋，則完全可以杜絕海輪碰撞橋墩等因素，避免修建深水基礎設施，既能節(jié)約資源，又可以縮短建設周期。

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。

大橋全線建設總里程為5.176公里，橋長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，門式鋼筋混凝土塔柱，柱高193米，中設橫梁3道。橋面按高速公路標準的雙向6車道設計，寬33.8米，設計行車速度為100公里/小時，此外還設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1.5米寬的人行道。橋下通航凈高為50米，可滿足5萬噸級輪船通航。

橋塔高182.39米，為門式鋼筋混凝土結(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。

南塔基礎采用直徑30米、長35米的嵌巖鉆孔灌注樁，在樁頂澆筑承臺。樁基和承臺共用混凝土1.15萬平方米。北塔處覆蓋層厚度達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，平均柱長85米。“對于難度這樣大的群樁基礎施工，我們利用引橋樁基先行進行了工藝試驗，并做了2根試樁確定單樁承載力，使原設計的北塔123根樁減為96根，節(jié)省投資，加快了進度?！?/p>

建造難度達國內(nèi)之最

在以往的報道中，江陰大橋的4個“第一”曾被指出：國內(nèi)第一次在交通重點建設項目中進行設計招標，并第一次實行聯(lián)合設計；國內(nèi)第一次邀請國際著名工程咨詢單位開展設計咨詢及獨立審核工作；國內(nèi)第一次以利用海外貸款為條件通過國際招標選擇承包商；國內(nèi)第一次成立部省建設協(xié)調(diào)領導小組，同時又成立專家顧問組。

其中，考慮到江陰大橋是中國建造的第一座主跨在1000米以上的懸索橋，技術(shù)難度之高在國內(nèi)首屈一指，設計難度大，部分工藝達到世界級水平。于是為了選擇一流的設計隊伍，確保設計質(zhì)量，我國不僅改變了以往那種指定某一家單位的習慣做法，采用公開、公正、公平的招標，還數(shù)次邀請英國、日本等專家現(xiàn)場指導。

但即便如此，國外眾多建造懸索橋的成功范例經(jīng)驗并不能立竿見影，解決江陰大橋面對的難題。由于江陰、靖江當?shù)鬲毺氐牡刭|(zhì)、水文、氣候條件，設計組必須因時、因地制宜，在一無經(jīng)驗可循、二無技術(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。大橋的南北兩個錨錠要一起“拉住”大橋主纜，主纜拉力為6.4萬噸，而北錨錠處在沖積平原上，地下沉井平面尺寸為69米長、51米寬，面積足有10個籃球場大，下沉要穿過4層不同土質(zhì)，稍有不慎很有可能造成歪斜、扭轉(zhuǎn)等嚴重問題，其下沉過程長達20個月。

在經(jīng)過嚴格的設計考量，將淺埋、中埋擴大基礎、群樁基礎、地下連續(xù)墻多方案進行比較，施工人員最終選用尺寸為51米×69米的沉井基礎，沉井內(nèi)分36個隔倉，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個倉中注水，第4排和第5排及第6排中間兩個共14個倉中填砂，第6排其余4個倉填充片石并注漿。

江陰大橋的主要承重構(gòu)件，即主纜的架設是另一大難題，“吊”起總重達1.8萬噸的鋼橋面和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。主纜架設采用預制平行束股設法，要把50噸重2200米長的一根索股在空中進行架設，從牽引、張拉、成形到調(diào)索，每一個環(huán)節(jié)都有很多不可預見的技術(shù)難度，而且屬于高空作業(yè)，天氣的影響很大，其架設難度在國內(nèi)絕無僅有。

除此之外，對于橋面的鋪設也讓大橋工程建設一度面臨停滯。在鋼箱梁橋面上鋪設厚度為5厘米的瀝青混凝土，由于鋼箱梁導熱性強，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家差，在沒有先例可循的情況下，經(jīng)一年多的研究與試驗，設計組終于找出能滿足江陰大橋特定要求的方案，解決了這個世界級難題。

滿足國家建設需求，突破重重阻礙，江陰大橋在20世紀的中國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，其在解決大溫差的鋼箱梁路面鋪設、北錨沉井等工程問題上，凸顯的創(chuàng)造力也為橋梁建造提供了有效的經(jīng)驗，給予隨后建成的長江二橋、三橋、潤揚大橋、蘇通大橋等世界級橋梁借鑒。