节选自《工程质量》2012年4期
作者：胡昆鹏 李昊天 鲜亮 余周
工程概况
苏通长江公路大桥（简称“苏通大桥”）位于江苏省东南部长江口南通河段，连接苏州、南通两市，北岸接线始于江苏省公路主骨架“横三”线 —— 宁（南京）通（南通）启（启东）高速公路，与实施中的连（连云港）盐（盐城）通（南通）高速公路相接；南岸接线终于江苏省公路主骨架“连三”线 —— 沿江高速公路太仓至江阴段，与实施中的苏（苏州）嘉（嘉兴）杭（杭州）高速公路相接。上游距江阴长江公路大桥约82 km，下游离长江入海口约108 km。是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交，终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交，路线全长32.4公里，主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。跨江大桥工程总长8206米，其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300.4米,列世界第一；斜拉索的长度577米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75m × 48.1m，列世界第一。专用航道桥采用140+268+140=548米的T型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥。北岸接线工程路线总长15．1公里，设互通立交两处，主线收费站、服务区各一处。南岸接线工程路线总长9．1公里，设互通立交一处。大桥全线采用双向六车道高速公路标准，设计时速南、北两岸接线为120Km/h、跨江大桥为100 Km/h，主桥通航净空高62米，宽891米，可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。其工程之艰巨,规模之浩大，技术之高精，加上所创四项“世界之最”的纪录，使它代表着中国乃至世界桥梁建设的最高水平，被称作世界桥梁的“珠穆朗玛峰”。
苏通长江公路大桥总投资约64.5亿，于2003年6月27日开工，经过48个月的工程建设，2007年6月18日苏通长江公路大桥南北合龙，全桥贯通，10月30日前完成桥面铺装，并于2008年6月30日正式通车。
主墩钻孔平台
打桩船插打钢护筒
工程技术难点
索塔墩钢吊箱底板骨架
索塔墩钢吊箱壁板
索塔墩钢吊箱内支撑
⑴施工精度测量
苏通长江公路大桥桥位区的江面宽度约6km，主跨跨度1088m，南北主桥墩、辅助墩及过渡墩位于江中，距离两岸江堤达2km～3km，主塔高达300.4m。由于主塔距岸侧很远，受天气影响较大，有雾天气较多，夜间以及高空作业难度大，受施工环境和干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。
⑵主墩桩基础施工
①地质条件差，易冲刷，桩基承载力受冲刷影响大，必须采取有效的措施保证桩基承载力；
②基岩埋置深度达270m以上。主塔基础设计为深水群桩基础，桩身长、直径大，规模大，桩基质量难以保障；
③主墩桩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩组成，穿过超厚粉细砂层。在较厚的砂层中成孔容易出现塌孔的现象，且粉细砂多且呈细颗粒状，短时间内沉淀困难，终孔一清后，最大沉淀达3米，沉淀后并迅速板结，对成孔的工效和成桩质量影响很大；
④超长（长63.1m、重110吨、入土42m左右）大直径（φ2.85m）钢护筒的沉设及定位；
⑤深水潮汐河段软弱地基条件下超大型群桩基础局部冲刷深度大、施工平台搭设困难。
⑶主墩承台施工
①苏通大桥索塔主墩承台平面尺寸达113.75m×48.1m，厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m，工程量巨大，资源消耗强度大，材料及设备组织要求高，施工组织难度大；大体积混凝土温控难度大，质量要求高；承台钢筋密集，混凝土入模振捣困难；混凝土斜面角度平缓，表面质量不易保证；
②单个索塔主墩钢吊箱重达5800t，规模空前庞大，加工制作、运输、拼装、下沉工作量巨大，质量要求高，工期紧；桥址处气候条件恶劣，水文条件复杂，河床标高的变化，以及国内相关经验的匮乏，钢吊箱设计参数取值难度较大；吊箱空间尺寸大，整体下放同步要求高，风险大；受水文气象条件影响，吊箱拼装及定位难度大，精度要求高；吊箱水下砼封底风险大、施工组织管理困难；
③其他主墩钢吊箱重达1200t，整体加工、下水浮运和整体吊装，受风力影响，浮吊抛锚、就位、起吊难度较大；受3m的日潮差影响，吊箱自浮状态不稳定，定位难度大；流速产生的吊箱水平冲击力较大，定位系统要求高；吊箱吊装设计，吊箱细部结构处理，吊点的布置、吊索的配置及索力的均衡控制与调节；吊箱整体加工质量与整体下水浮运稳定性控制；受场地限制，个别主墩施工空间不到70m，设备的选型及抛锚受到制约。
⑷索塔施工
苏通大桥索塔高度达300.4m，采用倒Y形，上塔柱设置有钢锚箱，采用50号混凝土，主要技术难点如下：
①300.4m高的倒Y形砼塔柱施工和上塔柱钢锚箱安装，需要克服高空作业、大风等不利因素影响，解决超高程混凝土输送可能出现的各种问题；
②塔柱的施工精度要求高，索塔结构应力和变形受施工荷载、日照温差、风荷载等因素影响处于动态，使施工测量和索塔线形控制难度大；
③钢锚箱的加工精度、安装精度要求高，首节钢锚箱安装定位特别困难；
④索塔混凝土采用高标号混凝土，其耐久性与泵送施工要求高，配合比设计难度大；索塔外观质量要求高，上塔柱钢混结合段混凝土质量控制难度大；
⑤索塔高度高，在索塔两柱逐渐往上施工过程将形成大斜率悬臂受力状态，塔柱底段外侧出现较大混凝土拉应力使混凝土产生裂缝。
⑸钢箱梁施工
①全桥钢箱梁分为17种类型141个节段，种类多，板厚大，板厚变化多，熔透和坡口焊缝多，整体式横隔板尺寸精度控制难度大，结构形式复杂，需设置预拱度，钢箱梁加工制作难度大；
②钢箱梁单个块段吊装重量达1208t，吊高90.2m，设备要求高；
③潮汐影响明显，涨落潮流过大，施工船舶定位困难；
④施工区域处于主通航区域，水上交通繁忙，给现场施工组织和通航管理增加了难度；
⑤大悬臂施工过程中，大风效应、风致振动和斜拉索振动影响比较大，给高精度钢箱梁安装带来困难；
⑥钢箱梁截面宽，边跨大节段采用大浮吊吊装，标准节段采用双桥面吊机进行拼装，对于拼装施工质量、工艺及线型控制具有很高的要求。
⑹斜拉索施工
最长斜拉索长达577m，重达59.0t，挂索施工难度较大。
⑺施工控制
施工控制是保证斜拉桥成桥线形和结构内力的重要途径；非线性、温度等对超千米跨径斜拉桥的影响突出，现有理论、分析手段难以全面考虑大跨径斜拉桥施工过程复杂、体系转换多，技术、材料、外界环境及施工工艺影响大，施工控制技术难度大。
新技术应用
整体立模与压模
索塔墩钢吊箱水平定位系统
索塔墩钢吊箱竖向定位系统
测量控制
由于主塔距岸侧很远，受天气影响较大，有雾天气较多，夜间以及高空作业难度大，受施工环境和干扰严重，给施工测量工作提出了很大挑战。
⑴首级控制网
本工程采用GPS卫星定位静态测量与RTK技术相结合的作业模式，按《公路全球定位系统（GPS）测量规范》一级GPS控制网的主要技术要求进行首级施工控制网检测。
⑵施工加密控制网点建立
根据结构施工主体测量控制需要、施工工艺及现场情况，按《工程测量规范》有关要求，合理布设施工加密控制网点。加密控制点布设于主墩、辅助墩、过渡墩以及部分南北引桥墩。
⑶施工测量控制
①塔柱施工。塔柱施工首先进行劲性骨架定位，然后进行塔柱钢筋主筋边框架线放样，最后进行塔柱截面轴线点、角点放样及塔柱模板检查定位与预埋件安装定位，各种定位及放样以TCA2003全站仪三维坐标法为主，辅以GPS卫星定位测量方法校核。
②塔柱预埋件安装定位。根据塔柱预埋件安装定位的精度要求,分别采用TCA2003全站仪三维坐标法与轴线法放样定位。TCA2003全站仪三维坐标法定位精度要求较高的预埋件；轴线法定位精度要求不高的预埋件。
③钢锚箱安装及索导管定位校核。主塔钢锚箱及索导管安装定位是测量控制难度最大、精度要求最高的部分。钢锚箱、索导管安装定位采取以TCA2003全站仪三维坐标法为主，以GPS卫星定位校核；钢锚箱及预埋钢锚箱底座底面高程、顶面高程、平整度测量采用蔡司DiNi12电子精密水准仪电子测量，以TCA2003全站仪三角高程测量校核。
④主塔及钢锚箱倾斜度控制测量。主塔及钢锚箱倾斜度控制采用TCA2003全站仪三维坐标截面中心法，以激光经纬仪和传统线坠测量法校核。主塔中心偏离，表现于主塔混凝土浇筑定型模板中心偏离，主塔倾斜度测量通过测量混凝土浇筑定型模板截面中心来实现，调整定型模板就是调整主塔倾斜度。主塔为节段施工，通过定型模板顶截面与底截面的中心坐标调整，调整主塔倾斜率，从而将主塔倾斜度控制在设计及规范要求的范围内。
大型深水群桩基础河床冲刷防护
索塔主墩位于节点汇流口处，水深流急，桥墩建设期和建成后基础附近产生严重绕流和涡流，局部地形的剧烈冲刷变形。根据桥墩局部冲刷模型试验结果，桥墩基础施工过程中及成桥后，主墩附近将出现较大范围、较大深度的冲刷坑，对桥墩基础的顺利施工和成桥后桥墩的结构安全构成了较大的威胁。为确保苏通长江大桥主基础的顺利施工和成桥后结构安全根据设计要求，对墩柱群桩基础范围及周边河床采取防护措施。
超大规模深水群桩基础施工
主墩共有131根D2.8～2.5m钻孔桩（护筒内径2.8m），采用梅花形布置，按照摩擦桩设计，有效桩长为114m。其中桩顶3m需深入承台封底混凝土内。针对
桥位深水潮汐河段软弱地基条件下超大型群桩基础局部冲刷深度大、施工平台搭设困难、超厚粉砂层、大直径长桩施工质量和承载力难以判证等一系列的难题，采用理论分析、室内外试验与工程实践相结合的方法，展开了多项技术研究，攻克了多项施工关键技术难题。提出并采用群桩基础钢护筒作为支撑桩搭设钻孔施工平台的新技术，有效解决了大规模群桩基础在深水、大流速、潮汐条件下，常规钢管桩平台难以实施的难题。研发了新型悬臂导向架定位技术，解决了超长（长63.1m、重110t、入土约42m）大直径（φ2.85m）钢护筒定位与打设精度难以控制的难题；研发了泥浆集中制浆、分散净化技术，提高了超长大直径钻孔灌注桩施工效率和施工质量，保护了环境。
特大型深水承台施工
主墩承台位于水文条件复杂的深水区，承台平面尺寸达113.75m×48.1m，厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m，为特大型承台。主墩承台施工采用有底双壁钢吊箱作为承台施工围水结构，采用透水模板布及斜面导向振捣工艺保证承台斜面混凝土振捣密实，采用大体积混凝土温控措施保证承台质量。
索塔主墩承台钢吊箱重达5800t，采用吊箱分块整节预制，现场拼装，并整体下放至设计标高的方法施工。
创优经验及所获奖项
苏通大桥前期工作始于1991年，工程可行性研究始于1999年，于2003年6月27日开工，可谓“十年磨剑”。 在工作中采取以企业为主体，产学研相结合的创新体制，广泛采用各种新技术、新结构、新材料、新工艺、新设备，不仅保证了大桥各项工程指标获得全优，也形成了自己的创新体制。
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