泰州大桥桥型方案的提出

泰州大桥位于泰州境内的宁通高速公路宣堡枢纽，在永安洲镇跨越长江，于镇江市扬中小泡沙跨越夹江，经姚桥镇进入常州境内，止于沪宁高速公路汤庄枢纽。桥位处江面宽约2.3公里，河床断面呈“Ｗ”型，深槽偏南岸。桥位河段两岸均为长江中下游冲积平原，土质松软，覆盖层厚，基岩埋深在-190米以下。桥址附近已有港口码头建筑和泊船锚地。基于环境保护和尽可能降低对泄洪的影响，以及航运与港口的发展等方面的需要，建桥方案从减少水域中的障碍而少设桥墩，建桥后江面仍具有足够的开阔度，桥型方案对基础要求相对宽松，且具有充分的技术经济性等多方面考虑，提出了三塔两跨的悬索桥方案，桥跨布置为390米+2×1080米+390米。

三塔两跨悬索结构不同于一般的单主跨悬索结构，不单是桥梁在跨径上的突破，而且是实现大跨悬索结构多跨连续布设的全新桥梁结构体系，其优势在于：可实现宽阔水域超大跨径悬索结构的连续超长跨越；可依据地形、地质、水文、通航、环境等具体工程条件灵活组合设置桥跨结构，合理规划利用岸线和航道资源，大幅减少资源占用和生态破坏；与传统的两塔单主跨悬索桥相比，可大幅降低主缆和锚碇受力，减小构件绝对尺寸，实现软弱地基上的特大跨径桥梁建设，并节省工程费用；能显著减少水中墩和锚碇结构物的数量，有利于桥下通航，降低船舶撞击桥梁的概率。

泰州大桥的技术特色

沉井基础：泰州大桥中塔基础置于江中心，采用了总高76米的沉井基础，作为世界上入土最深的水中沉井基础，施工风险大、精度要求高，必须解决好沉井接高、浮运、定位、着床、下沉、防冲、防撞等施工技术难题，通过一系列专项研究，解决了技术难题：

沉井刚性导向定位系统。由常规“定位船＋导向船＋锚系”的柔性体系，创新为“钢锚墩＋锚系”的刚性体系，由上下游钢锚墩承受沉井定位阻力，在墩顶操控锚缆系统，保证了调整的可靠性、定位的精确性。

沉井定位与着床。针对河床局部冲刷的自然条件，分析研究河床地形、冲刷形态变化、潮位变化、水流流速等条件，相应优化定位着床技术工艺。选择低流速、平潮期，采用实时信息化监控，分舱位注水、偏心取土与锚墩拉缆同步调整定位，保证钢沉井平稳着床。

分孔清基、分舱封底。为确保沉井终沉稳定，沉井采取6次对称分格舱清基、封底的工艺施工，控制沉井不超沉，以中心底标高－70.108米的精度终沉。

沉井信息化监控。研发出GPS实时几何姿态监控系统，自动采集、生成、传输几何姿态数据，对沉井的高程、平面位置、垂直度、扭转角等几何状态以及水下地形进行实时监测。通过数据分析，及时调整沉井几何姿态，保证了沉井几何姿态全过程受控，终沉到位时实现了顶面最大偏位9.3厘米、整体垂直度1/360.4、扭角12′的高精度。

钢中塔制造：根据三塔悬索桥的结构受力特点，中塔在顺桥向的结构刚度，应是既有恰当的可挠曲性，又有足够的抗弯刚度。经过多种结构形式的计算比选，中塔上部结构采用了纵向“人”字、横向门式框架形钢塔。泰州大桥中塔采用高强度厚钢板，其中69.5%的钢板为Q420qD，57.8%以上的钢板厚度达到50到60毫米，焊接质量及焊接变形控制非常困难：

D0段底板采用150毫米厚的钢板，通过34根M140×
10184毫米长锚杆与基础连接，受钢板轧制重量限制，每个底板由三块20吨左右的钢板对接而成。150毫米厚钢板熔透焊缝对接在我国桥梁建设史上首次采用。长锚杆无论从直径还是长度，国内外都没有工程实例可供借鉴。

D4为下塔柱的合龙节段，分别与下面的两个D3、上面的D5、水平方向的下横梁相连，共有四个方向的连接关系，空间关系极其复杂；作为塔柱基础的D0节段安装精度很难控制，受到D0安装精度、D1到D3加工精度等影响，两个D3顶面的三维空间关系很难达到较理想的状态。

钢塔节段预拼装长度达30米，在室内进行立式预拼装难度非常大，且存在极大的施工安全风险。经过广泛研究，制造单位提出了水平预拼装方案，预拼精度要求非常高，需要反复研究和技术攻关。

上塔段采用了纵向分块方案，对于非封闭箱形结构，其90%以上焊缝分布在切角一侧，开口结构焊接变形及几何尺寸的控制是需要攻克的难题之一。

通过技术攻关与反复工艺试验，大桥制造单位先后解决了大直径长锚杆的制作难题、150毫米厚钢板对接技术难题，D0节段壁板、腹板与底座板、锚杆盖板磨光顶紧技术难题，以及D0节段整体制作技术难题，保证了泰州桥钢塔项目的顺利推进，为以后塔段的制作积累了经验。

钢塔吊装：钢中塔节段重量大，吊装难度高，经反复研究，最终采取了下塔柱节段浮吊安装、上塔柱节段纵向分块利用MD3600塔吊进行吊装的方案，吊装施工中的主要难点与关键技术有：

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。

钢塔D4段重470吨，同时需要保证四个方向的连接关系，在浮吊吊装就位后，如何对重量如此之大的塔段进行精确微调，对调位千斤顶的设置和工装设计以及现场测量精度等，都提出了很高要求。

因塔身分为下部斜腿段、曲线过渡段和上部直线段三个阶段，线性控制难度极大，加上吊装时受温度、风、沉井不均匀沉降以及塔吊附墙的影响，必须通过精确的测量和科学的监控分析来控制安装精度，保证吊装质量和安全。

上部结构：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。中塔受温度、风荷载及不平衡荷载影响的敏感性，对主缆线形控制提出了新要求。

加劲梁的吊装面临着全新的技术问题，采取由两个跨中向桥塔方向对称吊装，还是由三个桥塔向跨中方向对称吊装方案，对合龙段设置以及合龙段施工的难度影响较大。同时，由于中塔主鞍座位置是固定的，边塔主鞍座预偏量比同跨度的两塔悬索桥加大近一倍。此外，中塔无索区梁段吊装方案，荷载转换对成桥线形的影响以及纵向弹性索的安装控制等技术问题，也是需要重点考虑的。

作为世界首座跨千米三塔两跨悬索桥，泰州大桥的设计施工存在众多技术难点，省大桥指挥部组织了大量的科学研究，成功完成了中塔超大规模的深水沉井基础的定位、着床及下沉施工，钢中塔D0和D1号节段的吊装与定位，攻克了南、北锚碇超深特大型沉井下沉和封底难题。在未来的几年里，大桥建设者将运用科技创新，攻克中塔钢塔柱制造与吊装，钢主梁吊装及施工线形控制、超长超柔钢桥面铺装等技术难题，确保泰州大桥安全、优质的建成！