1．概况
南京长江三桥位于南京长江大桥上游19km处的大胜关，东距长江入海口350km，全长15.6km。其中跨江大桥长4744m，主桥为主跨648m米的双塔双索面钢塔钢箱梁斜拉桥（图1、图2）。
图1 南京长江三桥全景
图2 大桥夜景
桥位处江面宽度2450m，南塔水深42m，设计流量102500m3/s，流速2.9m/s，最大冲刷深度24.7m。年平均气温15.3℃，平均降雨量1031.3mm，夏季受台风影响。桥址处为长江冲积漫滩平原，平缓而开阔，河床断面呈不对称“V”形；覆盖层40m,基岩为泥岩。
大桥为六车道高速公路标准，设计速度100km/h；桥面宽度32.0m；设计风速31.7m/s；船舶撞击荷载：顺水流方向27000kN，横水流方向13500kN；地震基本烈度7度；通航净高24m，净宽不小于490m。
2．主桥结构
主桥为双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥，跨径为63+257+648+257+63＝1288m(图3)，半漂浮结构体系，纵向采用非线性约束装置，用于限制活载及强风作用下主梁纵向漂移及抗震消能。主塔采用“人”字的钢塔塔身。
图3 桥型布置图（单位：cm）
（1）索塔基础
南、北塔承台呈哑铃型，平面尺寸84.00m（横桥向）×29.00m（顺桥向），南塔承台厚7.50m，封底混凝土厚4.60 m；北塔承台厚7.00m，封底混凝土厚3.60 m。承台圆形部分的直径为26.00m，系梁宽10.80m。每个基础采用30根钻孔灌注桩，南塔基础，圆形部分采用12根直径3.00m的桩，桩长85m，系梁部分采用6根直径为2.50m的桩，桩长80m，持力层为微风化泥岩。北塔基础：桩直径均为2.50m, 每个圆形部分采用12根，系梁部分采用6根，桩长82m，持力层为微风化泥岩。南塔基础距深泓180m ，常水位水深42m，流速2.9m/s，覆盖层厚40m，采用常规高桩承台施工方法，风险大，根据海洋地质钻探平船工作原理，首次采用将高桩承台基础施工过程中钻孔用的钢护筒和围水用的钢套箱有机结合，充分利用体积庞大的钢套箱所提供的空间结构刚度及其良好的自浮能力和钻孔用钢护筒的较大的自身刚度，形成稳定的深水钻孔灌注桩施工平台。使高桩承台基础施工过程中不可缺少的构件发挥了自身的作用，具有更广泛的用途。同时还可简化常规施工流程，节约施工用材和周期。南塔承台钢套箱高22.1m，用钢3100t (图4)。北索塔承台采用无底钢套箱施工，为双壁自浮式结构，高19.1m, 用钢1790t。
图4 南塔基础构造
（2）索塔
主塔采用“人”字的钢塔塔身，塔柱外侧圆曲线部分半径720m，（图5）。主塔高215m，设四道横梁，下塔柱及下横梁为钢筋混凝土结构。下塔柱高36.32m，塔柱截面横桥向宽度为6.2～8.4m，顺桥向宽度为8.0～12.0m。下塔柱以上部分为钢结构，钢塔柱高178.68m，截面尺寸上下相等，横桥向宽5.0m，顺桥向宽6.8m（图6）。除钢混结合段外，一个钢塔柱共分21个节段，节段长7.7～11.42m，一个节段的最大吊重不超过160吨，钢塔总重12000吨。钢塔柱采用Q370qD钢，壁板厚30～48mm，腹板厚32mm，壁板加劲肋厚22～24mm，腹板加劲肋厚24mm，横隔板厚14mm，横隔板加劲肋厚10mm。桥址水位变化高差9m，水位变化区段对钢结构长期防护是一个难题，同时考虑到船舶撞击等因素，将钢混结合段设置在主塔刚度较大的下塔柱与下横梁交汇区。主塔钢混结合段单肢混凝土顶面尺寸为8.0×6.2m，单肢钢塔柱通过钢混结合段传入下塔柱的轴向力为12000t。选择何种剪力连接器将轴力均匀传入混凝土中，选取‘钢筋混凝土棒剪力键群’作为传递剪力的连接器（图7）。试验和计算分析表明：该剪力键具有承载能力高，线性阶段刚度大，抗疲劳性能好，破坏阶段延性好、施工质量容易得到保证等显著优点。钢塔柱T1节段采用1200t浮吊吊装，其它节段采用法国POTAIN公司生产的MD塔机吊装（图8）。
图5 钢索塔构造（单位：mm）
图6 钢塔柱标准断面
图7 钢混结合段
图8 塔柱吊装图片
（3）主梁
图9 钢箱梁(单位：mm)
钢箱梁采用正交异性板流线型扁平钢箱梁（图9），梁高3.2m，宽（含风嘴）37.2m；顶板厚14mm（紧急停车带及重车道板厚16mm），U形加劲肋厚8mm；底板厚12 mm（辅助墩附近及索塔处支座附近板厚14mm），U形加劲肋厚6mm；腹板厚30mm，斜拉索的锚箱焊接于腹板上。钢箱梁标准梁段长15m，内设4道实体式横隔板，间距3.75m，斜拉索处横隔板厚12mm（局部加厚至16mm），其余横隔板厚10mm。梁内设纵隔板2道，除支座等局部区域为实体式外，其余均为桁架式，横向间距15.2m。实体式纵隔板板厚20mm（局部厚为24mm、16mm）；桁架式纵隔板上下弦杆为T形截面，斜杆直径φ203 mm、壁厚6.5mm的圆钢管。全桥钢箱梁划分89个梁段，梁段长度6~15m，梁段最大吊重255t。梁段间工地接缝除顶板U形加劲肋和纵隔板弦杆采用高强螺栓连接外，其余部分均为焊接。
（4）斜拉索
斜拉索采用高强度平行钢丝外挤包高密度聚乙烯防腐材料，全桥共8×21对拉索，最小型号拉索7-109，最大型号拉索7-241。斜拉索表面设有双螺旋线，以减小风雨致振动。斜拉索的减振采用外置阻尼器、减振橡胶块及防风雨振双螺旋线共同作用的方式。
（5）主梁架设和施工控制
图10 桥面吊机悬拼施工
主梁架设的施工控制基于大型通用有限元程序Ansys®进行，考虑几何非线性和主梁剪切变形的影响，取得了较好的控制效果（图10）。
3．主要技术特点和创新点
（1）首次研究解决了大型桥梁曲线形钢塔设计、制造、安装中的关键技术问题。
（2）对箱形钢塔柱截面进行气动选型，通过风洞试验选择最佳切角处理，以抑制可能发生的驰振和涡振。
（3）对钢混结合段传力机理进行了足尺和缩尺试验研究，采用钢筋混凝土柱剪力键作为传递荷载主要构件，改善了结合段三向受压状态的结构力学性能。
（4）开发研制了专用组装胎架和施焊方法，控制钢塔柱节段制造中的曲线线形，实现了曲线形钢塔的制造。
（5）开发了激光跟踪测量技术、计算机控制技术和液压技术于一体的大型工件找正和精密加工技术。
（6）对钢塔柱安装过程中的抗风性能进行研究，采用TMD、TLD阻尼器制振措施，抑制了涡激振动。
（7）与国外合作，成功研制了MD3600大型塔吊，完成了大型钢塔柱节段吊装。
（8）在深水基础方面采用全新的设计施工理念，首次采用钢护筒、钢套箱组合刚构钻孔平台体系进行深水基础施工，创造性地利用钢套箱的结构刚度、自浮能力和钢护筒的自身刚度，共同形成稳定的深水钻孔桩施工平台。将临时施工结构与永久结构合二为一，避免了深水基础着岩等难题，减少了施工期基础局部冲刷深度，提高了基础施工的安全度，大大缩短了工期。
该桥获国际桥梁会议（IBC）颁发的古期夫斯•林德恩斯奖。
4．有关资料
桥 名：南京长江三桥
桥 型：双塔双索面钢塔钢箱梁斜拉桥
跨 径：648m
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，中交第二航务工程局有限公司、中铁宝桥股份有限公司、中铁山桥股份有限公司、上海浦江缆索股份有限公司
混凝土用量：145000m3（主桥）
钢材用量：56000t（主桥）
造 价：14.95亿元（主桥）
建成日期：2005年10月
