1、概況
武漢軍山長江大橋位于武漢市西南郊，距武漢關28Km。工程包括主橋、過渡孔橋、引橋、引道等部分，總長4881m (圖1) 。
圖1 武漢軍山長江大橋全景
橋址處長江河道順直，常水位時江面寬1000m，兩岸堤間距離1170m。河床呈穩(wěn)定的淺U型，主流偏南，設計流量90000 m3/s，相應流速2.21m/s。多年平均氣溫16.6℃，年平均降水量1031.3mm，夏季平均相對濕度80%。主河槽無覆蓋層，河床表層為推移質砂層。主6號墩以北河床下伏砂質泥巖，以南河床下伏泥質粉砂巖。橋位處50年超越概率10%的地震基本烈度為5.7度，基巖水平峰值加速度為49.6cm/s2，按基本烈度7度設防。
大橋為六車道高速公路標準，設計速度120Km/h；橋面凈寬33.5m；橋位區(qū)20m高度處重現(xiàn)期100年10分鐘平均最大風速為27.6m/s；主墩船舶撞擊荷載：順水流方向16000kN，垂直水流方向8000kN；通航凈高大于18m，通航凈寬不小于350m。
2、主橋結構
主橋采用48+204+460+204+48 =964m五跨連續(xù)雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，采用半飄浮體系（圖2）。
圖2 橋型布置圖（單位：cm）
（1）索塔基礎
兩個主墩基礎均采用19根直徑2.5m的鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設計。承臺直徑30m，厚6m。基礎采用鋼圍堰施工。本橋橋面較寬，下塔柱較矮，為保證索塔造型美觀，如果按常規(guī)設計，鋼圍堰的直徑將達到44m。為了縮小鋼圍堰的規(guī)模、減小施工難度、節(jié)省工程造價，創(chuàng)造性地提出了異型鋼圍堰結構，在圓形鋼圍堰外側焊接兩個簸箕形構造，即由圓形與異形組成的復合型鋼圍堰結構。圓形鋼圍堰內徑30m，外徑33m。索塔基礎及異型鋼圍堰構造見圖（圖3、圖4、圖5）。
圖3 索塔基礎（單位：cm）
圖4 鋼圍堰施工
圖5 異形鋼圍堰構造施工
（2）索塔
采用分離式倒Y型結構，總高度為163.5m（圖6），通過三道橫梁將兩塔柱連為一體。中、下塔柱為普通鋼筋混凝土結構，上塔柱為預應力混凝土結構。塔柱采用非對稱空心薄壁斷面。上塔柱斷面尺寸7.0×4.5m，壁厚1.2m和0.6m；中塔柱斷面尺寸7.0×4.5m，壁厚0.8m；下塔柱斷面尺寸由10.5×7.0m向上漸變至7.0×4.5m，壁厚1.0m。三道橫梁均為箱形斷面，采用預應力混凝土結構。上塔柱斜拉索錨固區(qū)采用環(huán)向預應力，進行了1：1的足尺模型試驗研究。塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工（圖7）。索塔錨固區(qū)孔道采用真空輔助壓漿工藝。
圖6 索塔 (單位：cm)
圖7 索塔施工
?。?）主梁
圖8 鋼箱梁(單位：mm)
鋼箱梁采用扁平封閉流線形斷面，全焊結構，除風嘴采用Q235-B外，其余均采用Q345-D鋼材。梁高3m，梁寬38.8m，高寬比1﹕12.9（圖8）。全橋共分87個梁段進行制造和安裝，標準梁段長12m，梁段最大重量211.8噸。鋼箱梁設置2條中縱腹板及2條邊縱腹板，通過錨箱將斜拉索索力傳遞給邊縱腹板，然后傳至整個鋼箱梁斷面。橫隔板全橋共設置了搭接式、對接式和整體式三種類型。鋼箱梁頂板及U形加勁肋在橫橋向根據(jù)不同的受力區(qū)域設置不同的厚度，在索塔區(qū)域、輔助墩頂區(qū)域的鋼箱梁根據(jù)受力的需要設置不同的頂?shù)装搴穸?。通過對鋼箱梁節(jié)段、最大雙懸臂、最大單懸臂、全橋合攏及運營階段的模型風洞試驗研究表明：不論在施工期間還是在運營期間，顫振臨界風速均大于顫振檢驗風速，在長遇低風速下不會發(fā)生明顯的渦激共振。鋼箱梁外表面采用電弧噴鋁的防護體系，內部仍采用傳統(tǒng)的油漆涂裝體系，內部設置抽濕設備。
?。?）斜拉索
采用擠包雙層PE護層的紐絞形平行鋼絲成品拉索，共分8類，鋼絲根數(shù)為109～253絲，最大索長250.79m，重19.16t。
（5）主梁架設和施工控制
除兩側邊跨無索區(qū)、索塔區(qū)及輔助墩頂梁段須趁高水位利用浮吊吊裝外（圖9），其余梁段均采用橋面吊機懸臂吊裝（圖10），橋面吊機前后支點距離15m，左右支點間距18m。前后支點設計自重反力分別為990KN和-90KN。在架設過程中，采用一次張拉到位，不進行索力調整。采用自校正理論進行全橋線形控制，全橋合龍橋軸線偏差僅1mm，高程偏差僅3mm，梁體應力與設計值良好吻合。
圖9 邊跨存梁
圖10吊機懸臂吊裝鋼箱梁及輔助墩設置
3、主要技術特點和創(chuàng)新點
項目建設緊密結合本橋交通量大、行車速度高、重載車多、橋面寬、河槽水深流急、漲落幅度大、主河床無覆蓋層、環(huán)境氣候較差等建設條件，精心設計、大膽創(chuàng)新，主要體現(xiàn)在：
?。?）主塔墩基礎首次采用大型異形雙壁鋼圍堰結構進行施工，使鋼圍堰直徑從正常設計的44米減小到33米，減小了規(guī)模，方便了施工，節(jié)省造價3977萬元。
（2）針對橋址區(qū)河床基本無覆蓋層、難以插打鋼管樁及鋼護筒的情況，臨時墩基礎首次采用深水淹沒式鋼圍堰，既作為人工覆蓋層，方便基樁施工，又作為基礎的組成部分，經濟合理。
?。?）斜拉索塔端錨固采用張口朝橫橋向的小半徑U形環(huán)向預應力體系，克服了斜拉索預應力束錨下應力擴散區(qū)的受力問題。該布置形式較傳統(tǒng)的張口朝順橋向布置可節(jié)省預應力材料數(shù)量約25%。
?。?）首次進行了小半徑U形環(huán)向預應力伸長量的研究，提出了伸長量由彈性伸長量、幾何伸長量及附加彈性伸長量組成，為確保上塔柱環(huán)向預應力施工質量提供了理論依據(jù)，并為今后規(guī)范的修訂作了有益的探索。
?。?）索塔上塔柱環(huán)向預應力采用國內自行研制和開發(fā)的塑料波紋管和真空輔助壓漿工藝，為真空壓漿工藝的推廣及材料國產化打下了基礎，顯示了良好的應用前景。
?。?）首次采用自校正理論進行全橋線形控制，取得了很好的效果，全橋合龍橋軸線偏差僅1mm，高程偏差僅3mm米。
?。?）針對大面積外露鋼箱梁防腐體系的壽命普遍較短的難點，在國內首次采用鋼箱梁大面積電弧噴鋁長效防腐體系，增加了鋼箱梁防腐耐久性，減少了運營期的養(yǎng)護費用。
?。?）按照結構受力和景觀設計相統(tǒng)一的原則，采用黃金分割原理，開展了斜拉橋索塔新穎優(yōu)美的造型設計研究。索塔造型新穎，全橋建筑造型美觀。
（9）鋼橋面板在國內首次采用噴砂除銹熱噴鋅工藝進行防護。
該橋獲國家優(yōu)秀工程設計銀質獎、國家優(yōu)質工程銀質獎、詹天佑土木工程大獎。
4、有關資料
橋 名：武漢軍山長江大橋
橋 型：雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋
跨 徑：460m
橋 址：武漢市
設計單位：中交公路規(guī)劃設計院有限公司、湖北省交通規(guī)劃設計院
施工單位：中交第二公路工程局有限公司、中交第二航務工程局有限公司
武昌造船廠、上海浦江纜索股份有限公司
混凝土用量：149213 m3
鋼材用量：41611 t
造 價：9.4557億元
建成日期：2001年12月
