張靖皋長江大橋是國家發(fā)改委印發(fā)《長江干線過江通道布局規(guī)劃（2020-2035）年》中明確“十四五”期間重點推動建設的過江通道項目，也是《江蘇省長江經濟帶綜合立體交通運輸走廊規(guī)劃（2018-2035）年》明確的過江通道重點實施項目,。為貫徹落實長三角區(qū)域一體化發(fā)展和長江經濟帶發(fā)展國家戰(zhàn)略,，優(yōu)化長江干線過江通道布局，完善區(qū)域路網布局,，推進揚子江城市群建設和跨江融合發(fā)展,，加快建設張靖皋長江大橋可有力支撐長江經濟帶高質量發(fā)展。

張靖皋長江大橋位于長江下游澄通河段如皋沙群段,，西距江陰大橋約28公里,，東距滬蘇通大橋約16公里，具體位置見圖1和圖2,。

圖1 張靖皋長江大橋區(qū)位圖

圖2 張靖皋長江大橋地理位置圖

張靖皋長江大橋跨越長江福姜沙北水道和福姜沙水道,，分別設置北航道橋和南航道橋。本文只介紹南航道橋的相關情況,，以回答許多讀者關注的為什么要選擇采用2300m主跨跨越長江南汊和為什么又要進行那么多項的創(chuàng)新設計,。

南航道橋建設條件復雜，橋型方案設計受多種因素控制,，主要有以下幾個方面——

河勢,、通航及防洪要求

張靖皋長江大橋南航道橋橋位斷面見圖3，由圖中可見,，工程段河勢總體穩(wěn)定,，岸線基本穩(wěn)定。深泓線,、局部深槽仍有一定變化,。2006～2018年,，福姜沙水道深泓線最大擺幅約305m，總體表現(xiàn)為左移,。從歷年變化可見,，深泓線總體左移、下切,，福姜沙水道右岸呈現(xiàn)淤積趨勢，左岸存在進一步崩塌風險,。同時長江12.5米水深航道存在較大擺動幅度,，歷年擺動幅度約1890m，橋位處于長江澄通河段黃金水道的鉆石段,，大橋建設要確保不能給長江繁忙的航運帶來較大影響,。據此，張靖皋長江大橋南航道橋主跨跨徑至少要2000m以上,。

圖3 福姜沙水道橫斷面變化圖

橋位區(qū)通航環(huán)境見圖4,，由圖中可見，橋位下游約700m處沿長江南岸有一條張家港的進港航道大新專用航道,，大橋橋型方案設計時還要充分考慮減少對大新專用航道的影響,。

圖4 橋位區(qū)通航環(huán)境示意圖

根據長江委對張靖皋長江大橋防洪影響評價要求，長江水道內有嚴格的阻水率要求,，大型錨碇結構要避免設置在長江水域,。

環(huán)境保護情況

張靖皋長江大橋沿線不涉及國家級生態(tài)保護紅線。

但穿越刀鱭國家級水產種質資源保護區(qū)實驗區(qū),、江心洲重要濕地（見圖5）,，大橋總體設計時必須根據環(huán)評要求落實環(huán)保措施，宜采用工廠化,、裝配化的施工方案,。

圖5 大橋沿線區(qū)域內生態(tài)紅線分布示意圖

工程地質

南航道橋工程地質見圖6，總體上處于長江下游深厚軟弱地層上,，基巖埋深超過130m,，65m以內沒有理想持力層。

圖6 南航道橋工程地質縱斷

根據以上主要建設條件和大橋功能,，擬定了三個橋型方案進行比選,，見圖7。

圖7 橋型方案示意圖

方案1：南錨碇位于長江水道內,，未能覆蓋歷年12.5m深槽擺動范圍,，北塔處岸線存在崩塌風險；

方案2：錨碇位于南岸陸地區(qū),覆蓋了歷年12.5m深槽擺動范圍,，但北塔處岸線存在崩塌風險,；

方案3：錨碇位于南岸陸地區(qū),，覆蓋了歷年12.5m深槽擺動范圍，北塔位于長江洲堤內的陸地區(qū),，對長江岸線幾乎沒有影響,。

經過綜合經濟技術比較，方案3主跨2300m懸索橋方案是對橋址區(qū)建設條件適應性最佳的橋型方案,，該方案與航道和水下地形的相對關系見圖8,。

圖8 南航道橋橋跨布置

結合本項目建設條件及對張家港大新專用航道的影響，充分利用纜索支撐橋梁結構特性及經濟合理性,，南航道橋采用雙塔雙跨吊懸索橋方案較為合適,，橋型布置見圖9，具體采用2300+717m的梁跨布置和660+2300+1220m纜跨布置,。

圖9 雙塔雙跨吊懸索橋方案橋型布置

綜上所述,，張靖皋長江大橋南航道橋采用2300+717m的梁跨布置和660+2300+1220m纜跨布置較好地適應了各方面的要求，建成預想圖見圖10,。

圖10 張靖皋長江大橋建成預想圖

為保證南錨置于堤內陸地區(qū),，南邊跨長達1220m，超過主跨的一半,，呈現(xiàn)超大南邊跨的非對稱布跨特點,。這就帶來了一系列的技術挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面——

1.主跨跨徑突破2000m后帶來的荷載標準,、剛度標準,、主纜安全系數等現(xiàn)行規(guī)范不再適用；

2.橋梁結構抗風性能,，尤其是結構顫振穩(wěn)定性和渦激振動控制要求更高,；

3.非對稱超長邊跨帶來的結構體系與受力合理性如何結合；

4.由于跨徑超大和軟土地基帶來的塔梁錨纜關鍵結構如何解決等,。

經過充分的技術經濟比較和70多項專題研究論證,，張靖皋長江大橋南航道橋采用了主纜纜力自平衡體系（其原理圖見圖11），較好地釋放了非對稱超長邊跨帶來的塔頂巨大不平衡水平力,，有效改善了索塔受力,，減小了基礎規(guī)模。

圖11 主纜纜力自平衡體系

主纜纜力自平衡體系關鍵是采用摩擦系數很小的滾軸摩擦副,，經過多項試驗研究,，提出具有自行走功能的主鞍，見圖12,。

圖12 南航道橋主鞍構造圖

由于采用了主纜纜力自平衡體系釋放了塔頂巨大的不平衡水平力,，索塔主要承受豎向力，所以索塔設計成鋼箱-鋼管約束混凝土組合索塔（見圖13）,，充分發(fā)揮鋼管混凝土優(yōu)異的承壓性能的同時,，可以實現(xiàn)減小塔身自重50%,，實現(xiàn)索塔節(jié)段工廠制造、現(xiàn)場吊裝的裝配化施工,，工程質量可以得到充分保障,，并且可以有效避免索塔出現(xiàn)裂縫的情況。

圖13 南航道橋索塔構造圖

由于南錨位于南岸長江大堤堤腳以南僅47.6m,，為了確保大橋施工過程中對長江大堤的影響控制在10mm以內,，采用了支護轉結構復合地連墻錨碇基礎，通過深層地基加固減小開挖深度,，以降低施工風險,，見圖14。

圖14 南航道橋北錨構造圖

通過系統(tǒng)的結構抗風性能試驗研究,，加勁梁采用增加氣動措施的扁平流線型的整體式鋼箱梁斷面，橋軸線處梁內凈高4.5m,，全寬（含風嘴）51.7m,，見圖15。

圖15 整體式鋼箱梁方案主梁標準橫斷

為了提高結構的抗疲勞性能,，通過系列試驗研究,，鋼箱梁頂板采用開口L肋加勁+橫隔板開蘋果孔方案，見圖16,。

圖16 整體式鋼箱梁頂板加勁構造圖

由于跨度超過2000米后主纜自重占比大幅提高,，通過專題研究，研發(fā)了鋼絲公稱抗拉強度為2200MPa主纜用高強鋼絲,，主纜斷面見圖17,。

圖17 PPWS工法主纜與索股斷面（單位：mm）

另外，通過專題研究和可靠度理論分析,，充分吸納了各專題研究成果編制了張靖皋長江大橋設計指南,，解決規(guī)范和標準不適應的問題，為張靖皋長江大橋順利推進奠定了堅實基礎,?；谏鲜龈鞑糠衷O計，張靖皋長江大橋建成預想圖見圖18,。

圖18 張靖皋長江大橋建成預想圖

在張靖皋長江大橋設計時,，結合建設條件和功能要求，以問題為導向,，因地制宜,，為解決工程技術問題大膽創(chuàng)新，通過專題試驗研究小心求證,，形成了目前的推薦橋型方案,?？傮w上技術含量高、建設難度大,，要順利建成大橋還需要各方高度重視,、通力合作，以創(chuàng)新驅動橋梁技術發(fā)展,。

致謝——

感謝給予張靖皋長江大橋設計工作大力支持的建設單位江蘇省交通工程建設局,、設計單位中交公路規(guī)劃設計院有限公司&華設設計集團有限公司聯(lián)合體、咨詢單位中鐵大橋勘測設計院（集團）有限公司,，專題研究單位西南交通大學,、東南大學、同濟大學,、清華大學,、南京工業(yè)大學、中交長大橋國家研究中心,、江蘇省建筑科學研究院有限公司,、法爾勝纜索股份有限公司、天元重工,、461所等單位的支持和協(xié)助,；感謝交通部、長航局,、長江委,、江蘇省發(fā)改委、交通廳等主管部門和沿線各市相關部門及全國各行各業(yè)的相關專家和領導的關心,、支持和無私幫助,！