1.概况
图1 桥位地理位置
南京大胜关长江大桥位于长江下游的南京大胜关河段，到长江入海口约350km，在既有南京长江大桥上游约20km，距已建成南京三桥上游1.55km（图1）。
两岸防洪大堤之间宽约2.8km，桥址处常水位长江河道宽约1.6km。多年平均水位＋3.65m，历年最高水位8.78m，历年最低水位-0.03m。洪水期主流表面最大流速为2.28m/s；中水期主流表面最大流速为2.75 m/s。
武汉为典型季节性气候，历史最高气温43℃、最低气温14.2℃，多年平均气温15.4℃；台风影响集中在5～11月，江面最大风力达7～9级； 春季风和日丽，6月前后为梅雨季节；夏季天气炎热，雨水充沛集中，年最大降雨量达1266mm；秋季秋高气爽，昼夜温差较大；冬季天气晴朗，寒冷干燥。
桥位区域地貌自北岸向长江水域依次为岗地、长江高漫滩，南岸地势开阔，地形平坦。桥位区域河段顺直，航槽、岸线稳定，水文地质条件好。设计最高通航水位为8.78m(黄海高程)，设计最低通航水位为0.22m，桥梁通航净空高度不低于24m，通航净空宽度、单孔单向不小于280m，单孔双向不小于490m。主墩所在的大胜关水深流急，百年一遇洪水位为+8.65m，二十年一遇洪水位+7.99m。
桥址区属下扬子地层区，宁镇—江浦地层小区。长江河道内覆盖层主要由粉、细、中、粗、砾砂及圆砾土层组成，厚度从38米至65米。岩面在-64.0～-57.0m间，基岩为全风化、强风化、弱风化泥岩，微风化岩面高程在-58.0～-64.0m之间。地震基本烈度为7度。
南京大胜关长江大桥全长约9.27km，主桥六跨连续钢桁梁拱桥中，主跨2×336m连拱为世界同类桥梁最大跨度(图2)。桥上按六线布置：分别为京沪高速铁路双线、沪汉蓉铁路双线和南京地铁双线。其中高速铁路的设计行车速度300km/h，设计荷载为ZK活载；沪汉蓉铁路为I级干线，客货共线，客运列车设计行车速度200km/h，设计荷载为中－活载；南京地铁行车速度80km/h，设计荷载为B型车辆活载。
图2 南京大胜关长江大桥效果
2 主桥结构
主桥为六跨连续钢桁拱桥，跨度布置为108m+192m+336m+336m+192m+108m(图3)。拱矢高84m，矢跨比1/4，跨中拱顶处桁高12m，支点处桁高53m，边跨钢桁连续梁桁高16m，节间长12m。
图3 桥型布置
主桥为空间三桁结构，相邻两片主桁间距15m，桁宽30m，四线铁路合建于桁内，沪汉蓉和京沪客运专线分置于中桁上下游侧，南京地铁外挂于主桁悬臂上，桥面全宽41.6m(图4)。
图4 横断面布置
(1)主桁设计
上弦杆采用箱形截面，内宽600～1400mm，内高800～1400mm，板最厚52mm。下弦杆采用箱形截面，内宽600～1400mm，内高1200～1416mm，板最厚52mm。拱肋采用箱形带肋截面，最大截面1400x1820mm，板最厚52mm。腹杆采用箱形和工形截面。
(2）桥面设计
铁路桥面采用与下弦连接的正交异性钢桥面板结构。节点处设置横梁，节间每隔3m设置一道横肋，轨道下设置纵梁。横梁高2m，横肋高1.2m，纵梁高500mm，桥面板厚16mm，板下设置U肋，间距600～700mm。
(3）材料
主桁一般杆件以及桥面系构件采用Q370qE材质的钢材。拱肋杆件超过40MN的受压杆件及节点板采用新研制的Q420qE高强钢材。联结系杆件及轻轨纵梁、托架选用Q345qD钢材。
(4）下部结构
三个主墩基础采用46根φ2.8m的钻孔桩基础，圆端形高桩承台平面尺寸为34×76m，墩身为12×40m园端形空心墩，单箱双室截面，壁厚1.5～2.0m，在顺桥向中部设竖隔墙。边墩、辅助墩均采用φ2.5m钻孔桩基础，边墩采用双幅矩形空心框架墩身(图5、6)。
图5 基础示意图
图6 10#墩结构（cm）
(5）施工
1)基础施工`
6#、7#、8#主墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位的施工方案, 其中6#墩采用双壁钢套箱围堰施工，7#、8`#墩采用双壁钢吊箱围堰施工，6#、8#墩围堰分次接高，7#墩围堰整体一次接高。双壁钢围堰岸上制作，气囊法下水、浮运至墩位，利用锚碇系统实现初、精定位，插打16根定位钢护筒，围堰挂桩完成体系转换。先期进行钻孔桩施工，钻孔桩完成后，围堰接高并下放至设计标高二次挂桩，围堰内封底、抽水，进行承台、墩座施工。见图7、8、9。
3#～5#、9#墩施工方案是先建立施工平台，进行钻孔桩施工，钻孔桩完成后，整体吊装双壁钢围堰，围堰内封底、抽水，进行承台、墩身施工。
图7 基础围堰施工
图8 8#钢筋笼下放
图9 10#墩翻模施工
2)钢梁架设
主桥上部结构连续钢桁系杆拱，桁宽30.0m，采用三片桁架，变节间布置，除3个主墩墩顶采用4个15m节间，其余均为12m节间。
主桁构件材质采用新Q420qE钢和Q370qE钢，桥面系采用Q370qE钢，联结系、轻轨采用Q345qD钢，辅助结构采用Q235B。主桁杆件共有1734根，主桁弦杆采用整体节点，最大杆件重约116t，全桥钢梁重82308t。
由于桁拱相邻节间存在一定的夹角，主桁轴线为折线杆件。
主桥钢梁架设采用从两侧往跨中架设、跨中合拢的总体方案。北侧从4#墩向6#墩，南侧从10#墩向8#墩方向架设；6#、7#、8#主墩墩顶4个节间在墩旁托架上架设，其余节间钢梁均为双悬臂架设；6#、8#墩各设吊索塔架一座，7#墩设三层平索辅助架梁。钢桁拱共设4个合拢口，南北两侧192m 边跨各一个，两孔336m主跨各一个； 192m边跨合拢口设在该跨的第8节间， 336m主跨合拢口均位于跨中。全桥钢梁合拢口均采用双悬臂合拢，合拢顺序是先两侧192m 边跨，之后再安装合拢两个336m 主跨(图10)。
4#～0#墩两联2x84m钢梁在5#～6#墩192m边跨合龙后，架梁吊机调转回4#墩，从4#墩向0#墩方向全悬臂架设，直至完成两联2x84m钢梁架设。
拱桁钢梁悬臂安装顺序先下弦系杆，后拱下弦、上弦，最后安装吊杆。
平弦钢梁伸臂安装顺序先主桁杆件，待各片主桁的三角形闭合后再安装桥面。桥面板分块随下弦在本节间安装，先栓接，后焊接，焊接时先横缝，后纵缝。
图10 钢梁架设合拢方案
3．主要技术特点和创新点
南京大胜关长江大桥是京沪铁路客运专线的控制性工程，具有“高速、大跨、重载”的工程技术特点，采用一系列新材料、新结构、新设备、新工艺等工程措施。
(1）高速：本桥设计速度300km/h，在世界高速铁路桥梁中处于先进水平。由于采用了结构刚度较大的六跨连续钢桁梁拱桥，满足了高速列车运营的安全性与舒适性要求。
(2）大跨：本桥主跨336m，在300km/h的设计时速条件下，为世界最大跨度的铁路桥梁。
(3）重载：本桥承载两线高速铁路、两线Ⅰ级铁路、两线南京地铁共六线轨道交通荷载，为世界上设计荷载最高的高速铁路桥梁。
(4）新材料：本桥采用了新研制的屈服强度达到570Mpa的新型钢材。新材料为超低炭贝氏体钢，含炭量低，与国内已采用的桥梁结构钢相比，具有强度高、冲击韧性好、可焊性及疲劳性能更好的特性。
(5）新结构：采用三主桁结构，多线铁路位于同层桥面，解决了大跨度桥梁的横向刚度难题，同时又合理处理了宽桥面横向构件受力问题；采用了与主桁下弦相结合的正交异性钢桥面板结构，上铺道碴轨道结构，形成了抑振质量大、结构阻尼大、整体性好且较为平顺的轨道支承结构，高速列车性能优异。
(6）新设备：本桥在设计中采用了伸缩量800mm的轨道伸缩调节器和梁端伸缩装置；17000t的大吨位球型支座；基础采用了防撞设施可以消弱船舶撞击能量能、又可保护桥梁基础和通航船舶航行安全。
(7）新工艺：主桥深水基础采用了无导向船的双壁自浮式围堰平台施工方案，利用大型吊装设备实施重型构件安装，采用吊索塔架辅助钢桁拱合拢，整体桥面分块制造、工地栓焊。
4．有关资料
桥 名：南京大胜关长江大桥
桥 型： 六跨连续钢桁拱桥
跨 径： 主跨2×336m
桥 址：江苏省南京市
设计单位：中铁大桥勘测设计院有限公司
施工单位：中铁大桥局集团有限公司
中铁山桥集团有限公司
中铁宝桥股份有限公司
中铁大桥局集团第七工程有限公司
混凝土用量：1225000 m3
主桥用钢量：78000t
造 价：46.4亿元
预计建成日期：2009年11月
