1、概况
武汉军山长江大桥位于武汉市西南郊，距武汉关28Km。工程包括主桥、过渡孔桥、引桥、引道等部分，总长4881m (图1) 。
图1 武汉军山长江大桥全景
桥址处长江河道顺直，常水位时江面宽1000m，两岸堤间距离1170m。河床呈稳定的浅U型，主流偏南，设计流量90000 m3/s，相应流速2.21m/s。多年平均气温16.6℃，年平均降水量1031.3mm，夏季平均相对湿度80%。主河槽无覆盖层，河床表层为推移质砂层。主6号墩以北河床下伏砂质泥岩，以南河床下伏泥质粉砂岩。桥位处50年超越概率10%的地震基本烈度为5.7度，基岩水平峰值加速度为49.6cm/s2，按基本烈度7度设防。
大桥为六车道高速公路标准，设计速度120Km/h；桥面净宽33.5m；桥位区20m高度处重现期100年10分钟平均最大风速为27.6m/s；主墩船舶撞击荷载：顺水流方向16000kN，垂直水流方向8000kN；通航净高大于18m，通航净宽不小于350m。
2、主桥结构
主桥采用48+204+460+204+48 =964m五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，采用半飘浮体系（图2）。
图2 桥型布置图（单位：cm）
（1）索塔基础
两个主墩基础均采用19根直径2.5m的钻孔灌注桩，按嵌岩桩设计。承台直径30m，厚6m。基础采用钢围堰施工。本桥桥面较宽，下塔柱较矮，为保证索塔造型美观，如果按常规设计，钢围堰的直径将达到44m。为了缩小钢围堰的规模、减小施工难度、节省工程造价，创造性地提出了异型钢围堰结构，在圆形钢围堰外侧焊接两个簸箕形构造，即由圆形与异形组成的复合型钢围堰结构。圆形钢围堰内径30m，外径33m。索塔基础及异型钢围堰构造见图（图3、图4、图5）。
图3 索塔基础（单位：cm）
图4 钢围堰施工
图5 异形钢围堰构造施工
（2）索塔
采用分离式倒Y型结构，总高度为163.5m（图6），通过三道横梁将两塔柱连为一体。中、下塔柱为普通钢筋混凝土结构，上塔柱为预应力混凝土结构。塔柱采用非对称空心薄壁断面。上塔柱断面尺寸7.0×4.5m，壁厚1.2m和0.6m；中塔柱断面尺寸7.0×4.5m，壁厚0.8m；下塔柱断面尺寸由10.5×7.0m向上渐变至7.0×4.5m，壁厚1.0m。三道横梁均为箱形断面，采用预应力混凝土结构。上塔柱斜拉索锚固区采用环向预应力，进行了1：1的足尺模型试验研究。塔柱采用爬升模板逐段连续施工（图7）。索塔锚固区孔道采用真空辅助压浆工艺。
图6 索塔 (单位：cm)
图7 索塔施工
（3）主梁
图8 钢箱梁(单位：mm)
钢箱梁采用扁平封闭流线形断面，全焊结构，除风嘴采用Q235-B外，其余均采用Q345-D钢材。梁高3m，梁宽38.8m，高宽比1﹕12.9（图8）。全桥共分87个梁段进行制造和安装，标准梁段长12m，梁段最大重量211.8吨。钢箱梁设置2条中纵腹板及2条边纵腹板，通过锚箱将斜拉索索力传递给边纵腹板，然后传至整个钢箱梁断面。横隔板全桥共设置了搭接式、对接式和整体式三种类型。钢箱梁顶板及U形加劲肋在横桥向根据不同的受力区域设置不同的厚度，在索塔区域、辅助墩顶区域的钢箱梁根据受力的需要设置不同的顶底板厚度。通过对钢箱梁节段、最大双悬臂、最大单悬臂、全桥合拢及运营阶段的模型风洞试验研究表明：不论在施工期间还是在运营期间，颤振临界风速均大于颤振检验风速，在长遇低风速下不会发生明显的涡激共振。钢箱梁外表面采用电弧喷铝的防护体系，内部仍采用传统的油漆涂装体系，内部设置抽湿设备。
（4）斜拉索
采用挤包双层PE护层的纽绞形平行钢丝成品拉索，共分8类，钢丝根数为109～253丝，最大索长250.79m，重19.16t。
（5）主梁架设和施工控制
除两侧边跨无索区、索塔区及辅助墩顶梁段须趁高水位利用浮吊吊装外（图9），其余梁段均采用桥面吊机悬臂吊装（图10），桥面吊机前后支点距离15m，左右支点间距18m。前后支点设计自重反力分别为990KN和-90KN。在架设过程中，采用一次张拉到位，不进行索力调整。采用自校正理论进行全桥线形控制，全桥合龙桥轴线偏差仅1mm，高程偏差仅3mm，梁体应力与设计值良好吻合。
图9 边跨存梁
图10吊机悬臂吊装钢箱梁及辅助墩设置
3、主要技术特点和创新点
项目建设紧密结合本桥交通量大、行车速度高、重载车多、桥面宽、河槽水深流急、涨落幅度大、主河床无覆盖层、环境气候较差等建设条件，精心设计、大胆创新，主要体现在：
（1）主塔墩基础首次采用大型异形双壁钢围堰结构进行施工，使钢围堰直径从正常设计的44米减小到33米，减小了规模，方便了施工，节省造价3977万元。
（2）针对桥址区河床基本无覆盖层、难以插打钢管桩及钢护筒的情况，临时墩基础首次采用深水淹没式钢围堰，既作为人工覆盖层，方便基桩施工，又作为基础的组成部分，经济合理。
（3）斜拉索塔端锚固采用张口朝横桥向的小半径U形环向预应力体系，克服了斜拉索预应力束锚下应力扩散区的受力问题。该布置形式较传统的张口朝顺桥向布置可节省预应力材料数量约25%。
（4）首次进行了小半径U形环向预应力伸长量的研究，提出了伸长量由弹性伸长量、几何伸长量及附加弹性伸长量组成，为确保上塔柱环向预应力施工质量提供了理论依据，并为今后规范的修订作了有益的探索。
（5）索塔上塔柱环向预应力采用国内自行研制和开发的塑料波纹管和真空辅助压浆工艺，为真空压浆工艺的推广及材料国产化打下了基础，显示了良好的应用前景。
（6）首次采用自校正理论进行全桥线形控制，取得了很好的效果，全桥合龙桥轴线偏差仅1mm，高程偏差仅3mm米。
（7）针对大面积外露钢箱梁防腐体系的寿命普遍较短的难点，在国内首次采用钢箱梁大面积电弧喷铝长效防腐体系，增加了钢箱梁防腐耐久性，减少了运营期的养护费用。
（8）按照结构受力和景观设计相统一的原则，采用黄金分割原理，开展了斜拉桥索塔新颖优美的造型设计研究。索塔造型新颖，全桥建筑造型美观。
（9）钢桥面板在国内首次采用喷砂除锈热喷锌工艺进行防护。
该桥获国家优秀工程设计银质奖、国家优质工程银质奖、詹天佑土木工程大奖。
4、有关资料
桥 名：武汉军山长江大桥
桥 型：双塔双索面钢箱梁斜拉桥
跨 径：460m
桥 址：武汉市
设计单位：中交公路规划设计院有限公司、湖北省交通规划设计院
施工单位：中交第二公路工程局有限公司、中交第二航务工程局有限公司
武昌造船厂、上海浦江缆索股份有限公司
混凝土用量：149213 m3
钢材用量：41611 t
造 价：9.4557亿元
建成日期：2001年12月
