1．概况
南京长江二桥位于南京长江大桥下游11Km，桥址处长江被八卦洲分隔成南北汊。南汊主航道主桥为斜拉桥 (图1) ，北汊副航道主桥为PC连续梁桥，其间由穿过八卦洲长5.6km引道连接，全长12.52km。
图1 南汊桥全景
南汊桥位处江面宽1200m，水深18～36m，设计流速2.97m/s，设计流量95300m3/s，最大冲刷深度24.08m。覆盖层28～38m，基岩为砂砾软岩。北汊桥位处江面宽1000m，水深13.15m，设计流量22000m3/s，最大冲刷深度18.6m,覆盖层28～38m,为游泥质亚粘土、亚砂土和细砂，基岩为泥岩及粉砂岩。南京年平均气温15.3℃，平均降雨量1031.3mm，夏季受台风影响。
南京长江二桥为六车道高速公路标准，设计速度100km/h；桥位区20m高处百年一遇10min平均最大风速32.6m/s；船舶撞击荷载：南汊桥顺水流方向27000kN，横水流方向13500kN；北汊桥顺水方向20000kN，横水流方向10000kN；地震基本烈度7度；通航净空：南汊桥净高24m，净宽不小于380m；北汊桥净高18m，净宽不小于125m。
2.南汊桥
(1)主桥结构
南汊桥全长2938m，主桥为双塔双索面连续钢箱梁斜拉桥，桥跨布置为58.5+246.5+628+246.5+58.5=1238m (图2)，采用半飘浮体系，两边跨各设一辅助墩。为克服过渡墩和辅助墩负反力，在辅助跨压重1500t，压重沿桥纵向呈梯形分布。
图2 桥型布置图（单位：cm）
1）索塔基础
采用双壁钢围堰、承台和钻孔桩组成的大型深水复合基础（图3、图4）。钢围堰直径36m，壁厚1.5m，高65.5m，内设21根直径3.0m钻孔桩，平均桩长83～102m，封底混凝土厚8m，承台厚6m。南、北索塔基础封底和承台共浇筑混凝土24000m3。船舶撞击力由钢围堰来承受，钻孔桩仅承受轴向荷载和很小的剪力。
图3 索塔基础(单位：cm)
图4 基础施工
2）索塔
为钢筋混凝土结构，采用上塔柱平行分离的倒Y形结构（图5），高195.41m，通过三道横梁将两塔柱连为一体。桥面以上塔的高跨比0.23。下塔柱断面由12.0×7.0m向上渐变至7.5×4.5m，中、上塔柱7.5×4.5m。下塔柱在最高通航水位以下为单箱六室断面，以上为单箱单室断面，壁厚1.0m；中、上塔柱为单箱单室断面，短边壁厚1.0～1.2m，长边壁厚0.7～0.8m。南、北索塔共浇注混凝土23000 m3。 塔的斜拉索锚固区采用环向预应力，进行了1：1的足尺节段模型试验验证。塔柱采用爬升模板逐段连续施工，每段高4.5m。下塔柱施工时加设了水平拉杆，中塔柱设置了4道水平横撑（图6）。索塔采用环向预应力，孔道采用真空辅助压浆工艺。南、北索塔间距628m误差<3mm，倾斜度分别为1/6000和1/9000，远小于规范要求。
图5 索 塔(单位：cm)
图6 索塔中塔柱施工
3）主梁
图7 钢箱梁(单位：mm)
主梁采用高3.5m，宽38.2m的全焊扁平钢箱梁（图7）。采用16Mnq，全桥用钢23000 t。标准节段长15m（辅助跨12m）。全桥共93个梁段，最大块件吊重274t。钢箱梁板件尺寸，顶板厚14～20mm，下斜腹板和底板厚12～16mm，上斜腹板厚30mm。箱梁每隔3750mm设一道横隔板，板厚10mm（局部部位加厚）；横向设两道纵隔板，间距15200mm，主要是考虑剪力滞效应以及悬臂架设过程中提高横向刚度。顶底板用U 型肋加劲，为避免仰焊、保证质量，减轻工人劳动强度，将U 型肋采用高强度螺栓连接。箱梁进行节段模型和全桥模型的风洞试验，最长单悬臂施工状态颤振临界风速大于110m/s；成桥状态大于120m/s，满足抗风稳定性要求。斜拉索锚固于钢箱梁腹板外侧的锚箱上（图8），对锚箱进行了1：1足尺模型试验和疲劳试验。
图8 锚箱
钢箱梁制造瞄准世界先进水平，成功采用了板件无余量切割下料技术、板单元无马组装技术、板单元及变形组焊技术等新工艺、新技术，创造了国内钢箱梁制造的新水平。
4）斜拉索
每一扇面由20对斜拉索组成，共160根，其中最大拉索钢丝根数265丝（Φ7），长330m，重30t，全桥共用高强镀锌钢丝2100t。拉索外裹高密度PE防腐材料，其上采用螺旋线，连同塔上设高分子粘滞阻尼橡胶圈和梁上设液压阻尼器，有效地抑制了拉索风雨振。
5）主梁架设和施工控制
为保证施工过程中抗风安全，在边跨距索塔160m处设置临时墩。索塔下横梁无索区和边跨梁段采用350t大型浮吊吊装，边跨在长84m落地支架拼装（图9），用轨道导向牵引就位,顶推合龙。标准梁段采用VSL液压提升系统桥面悬拼吊机吊装（图10）。边跨采用顶推合龙、中跨合龙采用降温进行（图11），合龙的体系转换，采用活动压重。
图9 在排架上吊装钢箱梁
图10 吊机吊装钢箱梁
在架设安装中，采用一次张拉到位，不进行索力调整。斜拉索张拉力与主梁标高双控。最终合龙时线形平顺，轴线误差1mm，梁体应力与设计值良好吻合。
（2）主要技术特点和创新点
1）索塔基础采用大型钢围堰和钻孔桩复合基础，大大减少桩数和钢围堰直径。
2）采用上塔柱平行分离的倒Y 形塔、无支架爬模技术、水平主动撑技术、大吨位环向预应力技术、PE波纹管真空辅助压浆等多项新技术，将我国高索塔的设计和施工水平上升到一个新台阶。
3）在我国斜拉桥上首次采用全焊接扁平钢箱梁，正交异性桥面板工地栓焊连接、斜腹板钢材抗层状撕裂评定及拉索与钢箱梁采用钢锚箱连接等关键创新技术，推动钢箱梁斜拉桥的技术进步。
4）施工控制中首次提出结合主梁标高、轴线，索塔偏位、结构内力、焊接条件等多元目标，引入斜拉索无应力索长及神经网络控制理论，对大跨径斜拉桥实时控制，线形平顺、内力合理，避免多次调索，缩短施工期限。
5）采用阻尼器与螺旋线组合，确保有效抑制拉索的风雨振。
6）通过平硐试验模拟出深水基础的桩壁摩阻力，缩短桩长，填补了规范空白。
7）首次采用钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术（厚50mm），经大交通量及高温考验，性能稳定，使用良好。
南汊桥获国家科学技术进步二等奖、国家优秀工程设计金质奖、国家优质工程金质奖、 中国建筑工程鲁班奖、詹天佑土木工程大奖。
（3）有关资料
桥 名：南京长江二桥南汊桥
桥 型：双塔双索面钢箱梁斜拉桥
路 径：628m
桥 址：南京市
设计单位：中交公路规划设计院有限公司
施工单位：湖南路桥建设集团公司、中铁宝桥股份有限公司、
上海浦江缆索股份有限公司
混凝土用量：163000m3（主桥）
钢材用量：48600t（主桥）
造 价：16.83亿元（主桥）
建成日期：2001年3月
3．北汊桥
（1）主桥结构
北汊桥全长2172m，主桥采用90＋3×165＋90=675m，预应力混凝土变截面连续箱梁桥（图12、图13）。
图12 北汊桥全景
图13 桥型布置（单位：cm）
1）主墩及基础
主墩采用空心薄壁墩，横桥向长7.5m，顺桥向宽5.0m，考虑到桥墩的防船舶撞击能力，壁厚采用1.2m，同时加大钢筋保护层厚度，并布置一层15×15cm的金属扩张网。采用高桩承台，两幅桥的承台做成整体式，承台厚3.5m，基础采用钻孔灌注桩，每幅桥每墩布置9根直径2.5m的嵌岩桩（图14）。
图14 主墩一般构造（单位：cm）
2）主梁结构
箱梁根部梁高8.8m，跨中梁高3.0m，顶板宽15.42m，按二次抛物线变化，底板宽7.5m（图15）。上部结构采用挂篮悬臂浇注施工（图16），全桥共有8个悬浇“T”构，每个“T”构分23对悬浇梁段，分段长度为5×2.5＋5×3.0＋5×3.5＋8×4.0m。中跨、次中跨合拢段3.0m长，边跨合拢段2.0m。边跨设有6.72m的直线现浇段，在支架上浇注。边跨、中跨、次中跨合拢段采用吊架平衡浇注法施工。悬臂浇筑梁段最大重量为156.2吨，挂蓝自重按80吨考虑。
0号块距墩中心3.0m范围内箱梁顶、底板厚度分别为0.40m和1.40m，腹板厚度0.90m，在0号块中心底板处设高度1.50m的矮横梁；距0号块中心3.0m处至跨中箱梁顶板厚0.28m，底板厚度从1.10m至0.30m按二次抛物线变化，腹板厚13号块件以前0.70m，14号块件以后0.40m，13、14号块件范围内由0.70m按直线变化到0.40m。上部结构的合拢顺序为先合拢边跨，再合拢次中跨，最后合拢中跨，形成最终的五跨连续梁体系。
图15 主梁典型断面（单位：cm）
图16 主梁悬臂浇注施工
（2）主要技术特点和创新点
1）采用先进的技术和工艺，进行大量的专题试验研究，如动床冲刷试验、船舶撞击力及防撞试验研究、大吨位抗震型盆式橡胶支座的试验研究、施工控制的研究等，从各个方面提升设计质量。
2）采用大吨位预应力体系，纵向预应力张拉吨位高达5371.KN。有效地减小了截面尺寸、减小了上部结构的自重，便于预应力钢束的布置。
3）采用了大吨位（65000KN）抗震型盆式橡胶支座。进行了专题研制研究工作。在国内首次采用黄铜紧箍圈代替钢制紧箍圈，并按欧洲标准Pren1377进行了抗压试验、转动磨耗试验、动力性能试验等。解决了大跨径连续梁支座选型、布置、设计参数选择、试验、制作、安装、检测、养护等一套关键技术问题，达到国际先进水平，填补了国内空白。
4）桥面铺装采用SMA沥青玛蹄脂材料，进一步提高桥面的表面粗糙度、抗滑排水能力、高温稳定性和低温抗裂性以及耐久性。
5）大跨径预应力混凝土连续梁施工控制研究，结合应力监控和温度监测给出了线形控制的方法和控制目标，实现了线形顺畅、内力合理、合龙精度高、缩短工期的目标。并根据温度观测结果，提出了建议的温度梯度曲线。在国内首次进行了混凝土箱梁水化热温度规律的观测和分析，提出了施工对策，为同类桥梁的施工控制提供了技术资料和有益经验。
北汊桥获国家优秀工程设计银质奖、中国建筑工程鲁班奖、詹天佑土木工程大奖等。
（3）有关资料
桥 名：南京长江二桥北汊桥
桥 型：五跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥
跨 径： 165m
桥 址：南京市
设计单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司
施工单位：山东省交通工程总公司、中铁第十九工程局
混凝土用量：130267m3（主桥）
钢材用量：11927t（普通钢筋）（主桥）
3796t（预应力钢材）（主桥）
造 价：3.2亿元（主桥）
建成日期：2001年3月
