泰州长江公路大桥

基本介绍

1998年，长江沿江的泰州、镇江、常州三市提出建设泰州公路过江通道的设想。

2003年起，江苏省交通规划设计研究院开始对这一设想进行预可性研究。

2005年7月，《泰州公路过江通道预可行性研究报告》出台；10月，正式开始勘察设计；12月，江苏省交通规划设计院设计出三塔两跨超千米悬索桥方案。同月，泰州公路过江通道环境影响报告书通过交通部专家预审。

2006年5月，中国国家环保总局评估中心牵头，在泰召开泰州公路过江通道环境影响报告书技术评估会，项目通过专家“环境影响评价”；8月，中国国家发改委通过该项目建议书，同意建设泰州公路过江通道项目；9月，泰州大桥正式被中国国家发改委立项，并通过专家组的科研论证；10月，泰州过江通道工程可行性研究报告预审会召开，同意采用三塔悬索桥方案作为编制投资估算、经济评价的依据。同月，泰州长江公路过江通道水上通航安全研究报告在泰州通过专家审查；12月，《泰州长江公路过江通道可行性研究报告》分别通过中国交通部、中国国际工程咨询公司专家组评估、审查。

2007年7月上旬，中国国务院办公会议讨论通过了《泰州大桥可行性研究报告》，并由中国国家发改委于7月10日正式批复同意，采用泰州永安洲北桥位方案，长江大桥正式定名为“泰州大桥”；8月19日，首节钢沉井到达泰州大桥北岸建设现场，泰州大桥建设前期准备工作进入实质性阶段；11月，经过前期筹备，泰州大桥主桥北岸施工场地的“三通一平”及临时码头工程已完成，大桥具备了开工建设条件；11月26日，泰州大桥指挥部进驻泰州市，大桥正式开工建设。

2008年9月10日，泰州大桥中塔沉井开始第一次封底施工。

2009年6月3日，泰州大桥中塔D1节段钢箱梁开始吊装；4月10日，泰州大桥中塔上横梁吊装结束。

2010年8月30日，泰州大桥主缆锚道全部贯通。

2011年1月13日，泰州大桥两根主缆架设到位，进入紧索阶段；9月28日，泰州大桥钢箱梁全部到位，实现全线合龙，初步形成一个完整的桥面。

2012年9月22日，泰州大桥跨江主桥各项指标均满足设计要求，初步具备了车辆通行的条件；10月16日，泰州大桥上部结构工程与钢桥面铺装工程接受交工验收；11月25日上午，泰州大桥正式开通，将长江北岸的泰州与江心的扬中、江南的镇江常州连成一体。泰州大桥工程主桥通航孔为单孔双向通航，通航净空高度不小于50米，净宽不小于760米，能满足5万吨级巴拿马散装货轮的通航需要。

建筑设计

建筑结构

泰州大桥由北接线、跨江主桥、夹江桥和南接线四部分组成； 采用“三塔两跨”悬索桥桥型方案，中塔采用世界上高度第一的纵向人字形、横向门式框架型钢塔，横桥向为门式框架结构，纵桥向呈人字形，采用沉井基础。锚碇为沉井基础重力式锚碇，设计和施工技术含量高。

设计参数

泰州大桥项目起点至大港枢纽段约27.629 千米（含跨江大桥），设汁速度采用100千米/小时。双向六车道，路基宽度33.5米，大桥宽33.0米（不含布索）；大港枢纽至项目终点段34.459千米，设计速度采用120千米/小时，路基宽度34.5 米，预留八车道建设条件。主桥桥梁结构设计基准期为100年；全线设计车辆荷载等级采用公路Ⅰ级工级。主桥通航净空高不小于50米，净宽不小于760米。能满足5万t级巴拿马散装货轮的通航需要。其中，项目起点至大港枢纽段约27.629千米（含跨江大桥），双向六车道，路基宽度33.5米、大桥宽33.0米（不含布索区）；34.459千米，设计速度采用，路基宽度34.5米，预留八车道建设条件。工程全长62.088千米，全线采用双向六车道高速公路标准，项目总投资93.7亿元，建设工期为五年半。其中，跨江主桥及夹江桥全长9.726千米，桥面宽33米。跨江主桥采用了主跨（2×1080）米的三塔双跨钢箱梁悬索桥，系世界首创。采用的多塔悬索桥是创新的结构体系，基于多塔连跨悬索桥的桥型特点，泰州长江公路大桥设计中塔基础为圆角矩形沉井，体积庞大。沉井下部38米为双壁钢壳混凝土结构，上部38米为钢筋混凝土结构，平面上分为12个隔舱，共需浇筑混凝土约10万方，最终沉入19米深水和55米河床覆盖层。  

北汊跨江主桥工程：北汊跨江主桥采用（2×1080=2160）米的三塔双跨钢箱梁悬索桥，是世界上该种桥型的最大跨径。主桥南北引桥长4661米，北汊跨江主桥（含引桥）总长6821米。

夹江桥工程：夹江桥采用（85+3×125+85=545）米和（85+2×125+85=420）米的预应力混凝土连续梁桥。两座夹江桥及引桥全长2905米。

北接线工程：路线总长约8千米，设枢纽1处、互通立交1处，设主线收费站1处。

扬中接线：扬中接线（含扬中互通）长2.94千米。

南接线工程：路线总长约40千米，设枢纽2处、互通立交4处、主线收费站1处、服务区1处（小黄山服务区）。

建筑特色

技术难题

泰州大桥采取以下技术创新：

1、创造性地提出千米级多塔连跨悬索桥设计新理念，创建了由连续主缆、连续主梁+弹性索、人字形钢中塔等构成的多塔连跨悬索桥新体系。

2、建立了三塔悬索桥中间塔的设计方法和参数体系，提出了“纵向人字形、横向门式”的中间钢塔柱结构。

3、创建了中间塔主缆与鞍座抗滑安全性设计评价方法，获得多塔悬索桥的结构行为特性，率先提出了千米级多塔连跨悬索桥适宜结构体系。

4、首次研发了“沉井钢锚墩+锚系”导向定位与着床技术、多端面大节段匹配制作安装控制技术，研制了国内首台主缆S形钢丝缠丝机，填补了国内空白。

5、该工程质量优良，在科技创新和新技术应用方面成绩显著，填补了我国悬索桥架设多方面的空白，研发系列设备、工法与专利，在国内外多项工程中得到成功应用，提高了我国桥梁建设的水平和竞争力，促进和推动了世界桥梁技术的发展和进步，具有广阔的产业化应用前景。

6、中塔采用纵向人字形、横向门式框架型钢塔，其大节段制造和安装技术的使用在国内尚属首次。

桥梁吊装设计

采取下塔柱节段浮吊安装、上塔柱节段纵向分块利用米D3600塔吊进行吊装的方案，上塔柱每个吊装段起重重量控制在140吨以内，相应节段高度控制在7.5到12米。D0节段的正确定位和安装，是整个中塔塔身安装与线性控制的基础，其安装精度将决定塔柱安装的精度。D0节段共4个，具有双向倾斜度，每个节段底部承压板和顶板上各有34个直径为200毫米和180毫米的孔，安装时需将同样数量、直径为130毫米锚杆（两端螺纹部分直径140毫米）同时穿入钢塔柱底板和顶板对应的圆孔中。钢塔柱在“穿孔”过程中需调整为纵桥向1:4、横桥向3.9:192的坡度，且偏移不得超过20毫米，安装定位精度要求很高。

桥梁缆索系统

与传统两塔悬索桥相比，三塔悬索桥的缆索系统更为复杂，一是猫道设计施工难度大，要考虑中塔结构行为对猫道结构的影响，且猫道跨越塔顶的预留预埋受到钢塔构造的制约。二是缆索架设工况更为复杂，主缆索股在架设过程中需三次跨越塔顶，索股更容易产生断带、鼓丝、扭转和呼啦圈等不良现象，对牵引设备和放索系统提出了更高的要求。

南北锚碇基础

采用了承载能力较强的矩形沉井基础，沉井长和宽分别为67.9米和52米，北锚碇沉井高57米，基底标高为-55.0米，南锚碇沉井高41米，基底标高为-39米。

桥梁钢桥面结构

泰州长江公路大桥为三塔连跨悬索桥，由于中间塔两侧均为大跨柔性缆索体系，整体刚度较传统悬索桥低，因此设计成超长超柔钢桥面结构柔性，加剧了桥面系的柔性，导致了复杂的桥道系结构行为特性。

铺装材料及工艺

由于采用了超长超柔钢桥面结构柔性大，超长超柔桥道系的大变形特点要求铺装系具有良好的变形追从性，这对铺装结构的模量优化提出了更高的要求，对桥面铺装的材料性能和施工工艺提出了新的要求。

世界最大三塔悬索大桥

该桥跨越长江的主桥采用三塔两跨悬索桥型，每跨跨径均为1080米。采用三塔悬索桥桥型主要出于两个方面的考虑：一是考虑到桥位处江面宽阔。据测量，大桥跨越的长江江面宽达2.3千米，河床呈浅W形断面，如采用一跨过江的桥梁方案，投资将大幅度增加，而采用三塔两跨悬索桥不仅节约了投资，而且能最大限度地利用桥址区河床特点，并能适应长江河势的变化，同时由于水中只有一个主塔基础，最大限度减少了建桥对水流的影响，降低了船舶撞险。二是考虑到长江岸线资源的充分利用问题。如果采用斜拉桥桥型，引桥过多、过密的桥墩，将会影响两岸港口码头间船舶的航行，不利于两岸岸线的开发利用。

最大水中沉井

泰州大桥中塔采用水中沉井基础，沉井平面尺寸长约58米、宽44米，整个沉井基础将下沉到标高-70米的深度。沉井法施工是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后通过从井内不断取土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。施工过程中，通过巨大外力将江水和江底泥土冲开，将沉井下沉到地下几十米并碰触到地层岩石，再往沉井中浇灌混凝土等物，将基桩牢牢固定。  

首次采用人字形钢塔

泰州大桥上采用了中塔采用“人”字形钢铁结构。与两塔悬索桥不同，由于三塔悬索桥用边、中、边三个主塔，中主塔将主桥划分成两个跨径，极端情况下可能出现一个桥跨布满车辆而另一个桥跨没有车辆的情况，此时，如果中塔刚度不足，则塔顶会产生较大的位移，桥面必然形成较大的挠度，既会造成使用者心理上的不适，也不利于桥上的行车安全；相反，若中塔刚度过大，势必又会使让大桥的主缆在中塔两侧存在巨大的不平衡力作用，造成主缆在塔顶产生滑移的风险；这两种情况都是不允许的。

这就要求中塔必须要有一定刚度，同时刚度又不能太大。经过两种材料、三种结构形式以及相应的多种组合的比选论证，我们最终选择了有一定柔韧度的钢塔，并将塔型纵桥向设计为人字形来提高塔的刚度，刚柔结合，从而达到中塔的最佳刚度。

科研成果

1、“多塔连跨千米级悬索桥中间塔设计施工关键技术及工程示范”获得2013年度湖北省科技进步奖一等奖；

2、“多塔连跨悬索桥中间塔施工关键技术及其应用研究”、“大型基础降水及其诱发地层沉降控制技术与应用”分别获得2012年度、2011年度江苏省科学技术奖二等奖；

3、“多塔连跨悬索桥结构及工程示范”、“长大桥梁深水超大型沉井基础施工成套关键技术研究”分别获得2013年度、2010年度中国公路学会科学技术奖特等奖；

4、“三塔悬索桥中间塔设计关键技术”、“三塔悬索桥上部结构施工关键技术研究”获得2012年度中国公路学会科学技术奖一等奖；

5、“悬索桥主缆除湿系统自主研发关键技术研究”获得2013年度中国公路学会科学技术奖一等奖；

6、“长江近河口段大型桥梁局部冲刷研究”、“大跨度预应力混凝土箱梁长期变形与裂缝控制技术研究”分别获得2012年度、2011年度中国公路学会科学技术奖二等奖。

荣誉表彰

泰州大桥获得以下荣誉表彰：

1、2013年度英国结构工程师学会英国卓越结构工程大奖；

2、2014年度国际桥协及结构工程学会杰出结构工程大奖；

3、2014年度国际咨询工程师联合会菲迪克（FIDIC）工程项目优秀奖；

4、2014年度中国公路勘察设计协会公路交通优秀设计一等奖；

5、2014年度江苏省住房和城乡建设厅江苏省优质工程奖“扬子杯”；

6、2014年度江苏省交通运输厅江苏省交通建设优质工程。

所获荣誉

泰州长江公路大桥贯通苏中、苏南，连接泰州、镇江、常州，从扬中到泰州机场、泰州火车站只需半小时。而以前到南京禄口机场坐飞机，需要一个半小时；到镇江火车站坐火车，需要1小时。从扬中到上海，以前从常州上沪蓉高速就要花1小时，泰州大桥通车后，只需15分钟就可对接沪蓉高速。（中国江苏网 评）

泰州大桥直接连接着北京至上海、上海至西安和上海至成都等三条国家高速公路，在长江三角洲地区和江苏省的高速公路网络中起着重要的联络和辅助作用。（泰州市人民政府 评）

泰州大桥的顺利建成，为江苏中部又增添了一条跨江通道，强化了泰州与镇江和苏南地区的交通联系，完善了长三角地区和江苏高速公路网络，为沿江地区协调发展提供了更有力的支撑。（江苏省交通运输厅厅长游庆仲 评）

活动及其他

泰州大桥位于江苏省的泰州市和扬中市之间，东距江阴长江公路大桥57千米，西距润扬长江公路大桥66千米。泰州大桥起自泰州宣堡镇西，接南通至南京高速公路，向西经高港区口岸镇、永安镇东，在田河东跨宣堡港，在福兴庄东与S336交叉，于新堂圩附近与江北沿江高等级公路交叉，在永安洲镇三水厂下游约1千米处跨越长江进入扬中市；线路在扬中市东穿过，经变电所北，跨S238及扬中市西南环相交处，向西于小泡沙西端跨长江夹江，经姚桥镇北，与五峰山通道接线相交于姚桥枢纽。在此处路线折向南，从界牌镇西穿过，跨丹界公路；向南跨越浦河进入常州境内，跨新孟河、S238、S338，经安家镇西，终于沪宁高速公路汤庄枢纽。