南京长江二桥概况

南京长江二桥

南京长江二桥为越江公路桥，位于南京长江大桥下游11公里处，全长21.337公里，桥下最大通航净高24米。大桥由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成（亦简称“二桥一路”），总投资33.5亿元。该桥于1997年10月6日正式开工，2001年3月26日建成通车。

南京长江第二大桥是国家“九五”重点建设项目，位于现南京长江大桥下游11公里处，全长21.337公里，由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成。其中：南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米，该跨径目前居同类桥型中“国内第一，世界第三”；北汊大桥为钢筋混凝土预应力连续箱梁桥，桥长2172米，主跨为3×165米，该跨径在国内亦居领先。全线还设有4座互通立交、4座特大桥、6座大桥。设计标准：双向六车道高速公路；设计速度：100公里/小时；设计荷载：汽——超20，挂——120；路基宽33.5米，桥面宽32米（不含斜拉索锚固区）。全线设有监控、通讯、收费、照明、动静态称重等系统，并设有南汊主桥景观照明，南、北汊桥公园和八卦洲服务区。

工程于1997年10月6日正式开工，2001年3月26日建成通车，比国家核批工期提前近7个月，同口径比较投资节省3亿多元，工程质量优良。2002年6月22日通过国家竣工验收，工程质量等级被评为优良，综合得分96.6分，获得了目前国内特大桥竣工验收评分的最高分。国内相关行业专家、交通部专家组和国家计委重大项目稽察办一致认为工程质量、进度、投资控制和建设管理水平，达到了国内领先，世界一流。交通部在为南京二桥开通仪式发来的贺电中称赞：“二桥的工程质量和建设管理代表着我国公路基础设施建设的新水平，在我国桥梁史上树起了一座新的丰碑，是全国交通行业的光荣和骄傲。”

南京二桥的建设得到了党、领导的亲切关心。江总亲自为南京长

江第二大桥题写了桥名。在南京二桥开通前夕专门批示：功在国家，利在人民，谨致祝贺。工程建设过程中，江总、以及、、、李铁映、、、吴仪、邹家华、布赫、王兆国、张思卿、胡启立、起等党和国家领导人多次亲临现场视察，对工程建设质量、进度、投资控制和建设管理给予很高的评价。

南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，桥面宽38.2米（含斜拉索锚固区、检修道），其中主跨为628米，该跨度当时在同类桥梁中居国内第一、世界第三。

南汊大桥工程主桥基础施工采用外径36米、内径33米、双壁间距1.5米的双壁钢围堰；南北钢围堰高度分别为53.23米和65.5米，钢围堰封底采用25号水下混凝土，有效厚度为8米。南北塔桩基均采为直径3米的21根大直径钻孔灌注桩；桩长分别为102米和83米，30号混凝土灌注。承台为6米厚钢筋混凝土。索塔为钻石型钢筋混凝土索塔，下塔柱为双向变截面，尺寸从12×7米变化至8.013×4.785米，中、上塔柱为7.0×4.5米的等截面，横梁为预应力钢筋混凝土，上塔柱设环向预应力。主塔高195.41米，建筑高度近300米，主梁由93块钢箱梁现场悬吊、悬拼、焊接组成，钢箱梁先在工厂制成板单元，在钢箱梁预拼场地组装成标准节段，通过水上船舶运输至桥位处，36块钢箱梁利用大型浮吊预先吊装到位，其余钢箱梁采用桥面液压吊机完成吊装。钢箱梁节段间除上顶板U肋接口采用高强螺栓连接，其余采用全焊结构，钢箱梁节段的拼装精度要求高，焊接工艺复杂，对现场施工的条件要求极高。南汊大桥全桥有160根斜拉索，由高强度、低松驰的7镀锌平行钢丝组成，最长索达330米，钢丝有265根，重30吨。桥面采用5厘米的环氧沥青混凝土直接铺装在钢板上，沥青性能要求兼顾低温抗裂、高温抗变形及抗疲劳破坏，属世界级的工程难题。

南汊大桥引桥基础为钻孔桩，承台为分离式矩形承台；墩身为薄壁墩；支座为盆式橡

交支座；上部预应力混凝土连续箱梁上下行分离、预应力采用两向群锚预应力体系。

北汊大桥为五跨连续的预应力连续梁桥，主跨为90+3×165+90米连续梁桥，桥长2172米，在同类桥型中居亚洲第一。

北汊主桥钻孔桩桩径为2.5米；主墩承台为整体式高桩矩形承台，边墩承台为分离式高桩承台；墩身为分离薄壁墩；支座为盆式橡胶支座；上部预应力混凝土连续箱梁上下行分离、为三向预应力体系。

北汊引桥基础为1.5米或1.8米的钻孔桩；承台为分离式矩形承台；墩身为柱式墩或薄壁墩；支座为盆式橡胶支座；上部预应力混凝土连续箱梁上、下行分离、为两向预应力体系。桥台为肋式埋置式桥台。

南京长江二桥位于现南京长江大桥下游11公里处，全长21.337公里，由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成。其中，南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米，当时建成时，该跨径仅次于日本多多罗大桥和法国的诺曼底大桥位居同类型桥中世界第三，中国第一；北汊大桥为钢筋混凝土预应力连续箱梁桥，桥长2172米，主跨为3×165米，该跨径在国内亦居领先。

全线还设有4座互通立交、4座特大桥、6座大桥。设计标准：双向六车道高速公路；设计速度：100公里/小时；设计荷载：汽──超20，挂──120；路基宽33.5米，桥面宽32米(不含斜拉索锚固区)。全线设有监控、通讯、收费、照明、动静态称重等系统，并设有南汊主桥景观照明，南、北汊桥公园和八卦洲服务区。

工程于1997年10月6日正式开工，2001年3月26日建成通车，比国家核批工期

提前近7个月，同口径比较投资节省3亿多元，工程质量优良。2002年6月22日通过国家竣工验收，工程质量等级被评为优良，综合得分96.6分，获得了目前国内特大桥竣工验收评分的最高分。国内相关行业专家、交通部专家组和国家计委重大项目稽察办一致认为工程质量、进度、投资控制和建设管理水平，达到了国内领先，世界一流。

自2001年3月竣工通车以来，大大缓解了已有30多年历史的南京长江大桥的交通压力。南京长江二桥的建设资金由银行贷款和交通部、江苏省交通厅、南京市投资几部分组成，其中，银行贷款占总投资额的60%以上，因此南京二桥通行费的收取主要用于偿还银行贷款。

南京长江二桥不仅仅是一座沟通长江两岸的桥，还是巧夺天工的艺术品。

白天，两座倒“Y”型的桥塔，直指蓝天，根根斜索，与桥塔交织在一起，仿佛4座巨大的“竖琴”，白云在“琴”上翩跹，你似乎能听到那舒缓美妙的旋律。

夜晚，泛光灯下，二桥如一枚通体透亮的钻戒，扣在波光粼粼的江上，银亮的倒影激起你连绵的遐想。

南京长江二桥是国家“九五”重点建设项目，位于现南京长江大桥下游11公里处，全长21.337公里，由南、北汊大桥和南岸、八卦洲及北岸引线组成。其中：南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米，该跨径目前居同类桥型中“国内第一，世界第三”；北汊大桥为钢筋混凝土预应力连续箱梁桥，桥长2172米，主跨为3×165米，该跨径在国内亦居领先。全线还设有4座互通立交、4座特大桥、6座大桥。设计标准：双向六车道高速公路；设计速度：100公里/小时；设计荷载：汽——超20，挂——120；路基宽33.5米，桥面宽32米（不含斜拉索锚固区）。全线设有监控、通讯、收费、照明、

动静态称重等系统，并设有南汊主桥景观照明，南、北汊桥公园和八卦洲服务区。

两座索塔高达195．41米，有两个主墩，固定在水下50多米深的岩层下，其双壁钢围堰直径达36米，高度至60米，是中国迄今最大的深水基础设施。160根拉索最长的313米，最短的也有160米。二桥在国内首次采用环氧沥青混凝土进行钢桥面铺装层施工，根据对环氧沥青混凝土1200万次高温、低温、常温疲劳试验的结果，南京二桥钢桥面环氧沥青混凝土质量达到世界一流水平。交工验收会上，52位验收委员会成员给二桥打了分：工程质量优良率为100％。

二桥配备了国内先进的现代化监控、通信、收费系统，密布光纤、通信电缆、计算机网络，设置了26台摄像机、20对紧急电话、8套车辆检测器、两套气象检测器和南北两套自动称重系统，构成了二桥敏感的“神经系统”。如果超载车辆驶入南汊大桥收费区，正前方情报板会发出报警，显示“此车超重”。

二桥南北引桥两侧正密集植树，形成宽达50米的二桥绿化带，柳塘立交原先裸露的岩面上，如今已绿草如茵；汇桥、水、林为一体的两座二桥公园正加紧施工，有望于5月份正式向市民开放；八卦洲上，一座现代化的服务区即将启用，二桥建设指挥部正在绘制蓝图，高标准地开发，将把江中孤岛八卦洲揽进现代化都市的怀抱。

工程于1997年10月6日正式开工，2001年3月26日建成通车，比国家核批工期提前近7个月，同口径比较投资节省3亿多元，工程质量优良。2002年6月22日通过国家竣工验收，工程质量等级被评为优良，综合得分96.6分，获得了目前国内特大桥竣工验收评分的最高分。国内相关行业专家、交通部专家组和国家计委重大项目稽察办一致认为工程质量、进度、投资控制和建设管理水平，达到了国内领先，世界一流。交通部在为南京二桥开通仪式发来的贺电中称赞：“二桥的工程质量和建设管理代表着我国公路基础设施

建设的新水平，在我国桥梁史上树起了一座新的丰碑，是全国交通行业的光荣和骄傲。”

在世界同类型桥梁中，最大跨径的10座桥有6座在中国，南京二桥仅次于日本的多多罗大桥和法国的诺曼底大桥，位于世界第三，中国第一。

一、概述

1.南京长江二桥简介

南京长江第二大桥位于现南京长江大桥下游llkm处．其南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，索塔呈倒Y型，包括下、中、上塔柱和横梁。塔柱采用非对称六边形空心薄壁断面，上塔柱为斜拉索锚固区，采用环向预应力混凝土结构；横梁采用箱形断面，上、中、下横梁皆为预应力混凝土结构。北汊桥属后张有粘结预应力大跨度连续梁桥。主桥跨布置为：90＋ 3 x 165十叨

（m），5跨一联预应力混凝土箱形截面连续梁，箱梁采用三向预应力体系；南、北引桥上部结构各为两联预应力混凝土等截面箱梁桥，箱梁采用双向预应力体系。

整个二析预应力混凝土工程量大，预应力孔道布置复杂（超长、环形、弯曲等），施工质量要求高，施工难度大。

2.灌浆的重要性

在后张有粘结预应力混凝土结构中，预应力筋的防腐蚀问题及与结构混凝土的共同工作问题是通过压力灌浆充满预应力筋预埋孔道和预应力筋之间的空隙予以解决的，当后张预应力筋处于非水平的倾斜状态、多跨度弯曲状态和垂直状态时，水泥浆的泌水蒸发后形

成无水泥浆存在的空间，使该处的预应力筋失去保护。而预应力箭在高应力（现代预应力结构中，预应力筋的应力通常在1000MPa以上）状态下对腐蚀损坏相当敏感（即应力腐蚀），造成预应力筋的腐蚀部位断面缺损，影响预应力混凝土结构的安全和耐久性。因此，灌装质量的好坏直接影响到预应力筋的防腐蚀性能、预应力构筑物的安全性能和耐久性能。

目前，预应力孔道灌浆施工中，常出现质量问题：孔道中水泥浆未充满，有空隙；水泥浆体硬化后收缩与孔道壁分离；水泥浆硬化后强度不满足规范要求。

3.二桥预应力混凝土孔道灌浆指定用外加剂JM-Ⅲ简介

JM-Ⅲ型（抗裂、防渗）混凝土高效增强剂，是江苏省建筑科学研究院建筑材料研究所研制开发的多功能产品。它不仅具有高效抗裂防渗性能，而且具有减水增强、凝结时间适中、保塑性好、施工和易性好、抗冻、防腐蚀等特点，是一种多功能抗裂防渗材料。

二、灌浆用水泥浆的室内配合比试验

1.水泥浆主要性能的测试方法

（l）水泥浆流动度测试方法

水泥浆流动度测试方法采用流锥法，流锥时间测试按美国标准CRD-C79-58进行，是通过量测一定体积（1725mL）的水泥浆从一个标准尺寸的流锥中流出的时间来确定的。对任何水泥浆至少应做两次试验。

（2）水泥浆泌水率的测试方法

采用1000mL的量筒，将调制好的水泥浆约800mL注入量筒内，记下体积数值，将量筒

上口加盖封好，从水泥浆体注入量筒时算起，每小时将上口盖打开，倾斜量筒，用吸管吸出沁

水，加以记录，泌水体积除以试样浆体的含水量即为沁水率，计算公式如下：

泌水率（%）=泌水体积/（试样浆体重量（g）*浆体含水率（%））*100%

（3）水泥浆膨胀率的测试方法

测试水泥浆的膨胀率分两部分测试：一为测水泥浆体凝结前膨胀率，一为测水泥浆中后期膨胀率。测凝结前膨胀率是结合泌水率的测试进行的，即将测试好泌水的水泥浆继续静置21h（实际上距制浆时间为24h）后量测水泥浆膨胀后的浆面高度。膨胀的体积除以水泥浆原体积即为膨胀率。计算公式如下：

膨胀率=（膨胀后的水泥浆面高度-最初填灌的水泥浆面高度）/最初填灌的水泥浆面高度*100%

测中后期膨胀率的方法为：用4cm * 4cm* 16cm水泥软练砂浆三联模，在其两端镶铜测

头，水泥浆入模后24h拆模，并量测试件长度作为试件初始长度。试验在20℃标准条件下进

行，前14d为水中养护，14～18d在湿空气中养护。分别测量试件2d，3d，7d， 14d，28d的长

度。膨胀的长度除以试件基长即为膨胀率，计算公式如下：

膨胀率=（膨胀后的长度-初始长度）/试块基长*100%

（4）水泥浆强度的测试方法

用砂浆试块模对每种配比的水泥浆都制作一组（6块）试块，标养至28d，测其抗压强度。

2.固定JM-Ⅲ掺量8％，调整水胶比测试水泥浆的性能

（1）水泥浆的流动度测试结果见表1。

结果分析：

①水胶比为 0.34～0.35之间的水泥浆的流动性符合规范要求；

②静置20min后，水泥浆的流动度损失较大，故要求浆液制好后应尽快灌浆；且每根孔道灌浆的时间不宜过长；

③在灌浆过程中不允许出现中断的情况，必须一次性不间断罐完某根孔道。

（2）水泥浆的泌水率测试结果见表2。

结果分析：

①随着水胶比（W／A）的增大，泌水率增大；

②各种配比的水泥浆在调制好灌入量筒并静置出后，均出现水泥浆体离析现象（上层为泡沫，中层为沁水，下层为实浆，只有 W／A＝0.33的浆体无沁水层），且随着 W／A的增大，沁水层逐步增大，而泡沫层能基本保持不变；

③从量筒中吸出泌水及泡沫（实际操作中只能如此进行）并重新注入量筒中，静置24h，这种泡沫及沁水的混合物分层更加明显，但下层沉淀的浆体在24h后仍能用水冲洗，说明其没有强度；

④水胶比0.33～0.35的泌水率均小于2％。

（3）水泥浆的膨胀率测试结果见表3。

结果分析：

①3h内的水泥浆的膨胀（即水泥浆凝结前的早期膨胀），因浆体与其表面的泡沫在逐步离析分层而无法测得。且当将装作表面的沁水和泡沫汲取后，浆体的体积无变化，这只是说明本方法未能测出其变化，但这不能说明其早期无膨胀；

②发现随水胶比的增大（在 0.33～0.37范围内），水泥浆体的膨胀率增大，说明随拌合水的增加，JM-Ⅲ和水泥的反应更加充分；

③随着时间的增加（在28d内），水泥浆体的膨胀率增大，说明JM-Ⅲ、水泥和水的

反应是逐步进行的．且初始几天内膨胀率增长速度较快，以后逐渐变缓；

④28d的膨胀率普遍小于 14d的膨胀率，说明在28d左右时，JM-Ⅲ引起水泥浆体的膨胀增长率已小于水泥浆体的自身收缩增长率。

（4）水泥浆的强度测试结果见表4。

从表4的数据看：

①由于 JM-Ⅲ的减水增强作用，试块的强度能稳定在 70MPa左右波动；

②水胶比在 0.33～0.37之间，试块强度有随水胶比增大而稍有增大的趋势，说明随用水量的增加水泥的水化反应越充分；

③水胶比为0.36时，试块强度最高。

3.固定水胶比，调整JM-Ⅲ掺量测水泥浆体性能

由\"固定 JM-Ⅲ掺量，调整水胶比例水泥浆体性能\"试验结果，可知水胶比为0.35时，水泥浆体的综合性能指标最优。因此，选定水胶比为0.35，调整 JM-Ⅲ的掺量 6％，8％，10％，12％，15％测定水泥浆体的各项性能指标。

通过系列试验（试验数据不再赘述列出，只对试验结果进行归纳），我们发现，随JM-Ⅲ掺量的增加：

①水泥浆体的流锥时间逐渐减小。但掺量为15％时的流锥时间比掺量为12％时的流

雄时间减小很少。且此时搅拌锅底有水泥沉淀现象；

②水泥浆体的表面泡沫层厚度增大，分层离析现象逐步严重，沁水率增大；

③水泥浆体的膨胀率逐步增大，但当掺量超过12％时，膨胀率的增大不再明显；

④水泥浆体的28d试块强度都在70MPa左右波动。

4.优化组合确定水泥浆体的外加剂掺量和水胶比

通过上述两大系列试验，我们确定灌浆用水泥浆体的优化组合配比为：JM-Ⅲ掺量8％、水胶比0.35，其综合性能如表5。

三、模拟试验

1.在南汊湖南路桥公司施工现场不同压浆方法、配比水泥浆的灌浆对比试验

（1）灌浆组织

进行了真空辅助压浆与普通压浆的对比试验。

真空压浆压注不同水泥浆的对比试验，两种不同水泥浆的配合比如表6所示。

对比试验所用的孔道材料、孔道长度、孔道内穿钢绞线的量全部相等，在同一时间压浆，灌浆3d后剖管检查。

（2）试验结果分析

①采用普通压装工艺进行灌浆的试样，掺JM-Ⅲ的水泥浆，浆体能较好地充满塑料波纹管道，由少量泌水引起的凹坑主要集中在塑料波纹管的高度5mm的凸出波形内，在两波形之间仅有少量凹陷小于2mm、形状类似气泡的指甲大凹坑。说明采用普遍压浆工艺，只要能真正严格把关亦能较好地将塑料波纹管孔道灌密实。

②采用真空辅助压浆工艺进行灌浆的试样，掺VSL公司提供配比的水泥浆，浆体亦能很好地将塑料波纹管灌满。但是真实辅助压浆的浆体早期强度高于普通压浆的浆体强度。

③当采用掺JM-Ⅲ的水泥浆，采用真空辅助压浆和普通压浆制作对比试样，经剖管作对比检查，发现在塑料波纹管的上半部分，真空辅助压浆的饱满度略好于普通压装，这是由于采用真空辅助压浆工艺时，出浆孔冒浆时间过短，管内气水混合体未排除所致。因此，判定真空辅助压浆是否成功的条件应该是：两端均冒出与进浆相同稠度的浆液，且无明显的气泡，在有压（0.7MPa）情况下持压 2min为标准。

2.在北汊山东交通工程公司施工现场的灌浆试验

（1）灌浆组织

四根波纹管道共分两组，一圆一扁搭配成一组，简称甲组和乙组。

甲组的配比为：JM-Ⅲ按量8％，水胶比0.36（考虑施工现场中制浆的效果不如实验室制浆效果），1999年12月18日下午灌浆，12月29日上午剖管检查灌浆情况。

乙组的配比为：JM-Ⅲ掺量8%，水胶比0.40，12月24日中午灌浆，12月29日上

午剖管检查灌浆效果。

（2）试验结果分析

①甲组圆波纹管中的水泥浆体基本充满整个孔道，无预应力筋外露现象；在拱形的顶部表面有0.5mm左右厚的暗红色粉块层，用手捏之即散，这是由水泥浆中的泡沫聚集失水而成，说明排浆孔冒浆时间过短，水泥浆中泡沫未排除所致；同时，水泥浆体有受冻现象，说明装体在灌注后的48h内不能受冻，否则，会丧失强度或造成强度损失。

②甲组的扁波纹管中的浆体完全充满整个孔道，无预应力筋外露情况。

③乙组圆波纹管由于灌浆中的人为原因，拱形顶部有很大范围内无水泥浆压至，致使这一范围内无水泥浆包裹钢绞线。这说明灌浆过程中．任何责任心不强，操作时不按工艺执行，都会造成灌浆不密实现象，形成事故隐患。

④乙组扁波纹管的局部起拱处有长约510mm的凹陷，其中400mmn范围内最明显，其宽达60mm，深约20mm，说明水泥浆水胶比过大，泌水后形成的空隙。

3.在东南大学预应力试验中心的灌浆试验

（1）灌浆组织

水泥浆配合比为：JM－Ⅲ8％，水胶比0.35。

2000年元月25日下午灌浆，2000年2月19日开管检查。

（2）试验结果分析

①圆波纹管中，水泥浆体饱满密实，剥开时未见任何裂纹和孔隙；因灌浆时水泥浆体有限未能充分排浆，故硬化后的浆体顶部有由薄层水泥浆体封住的气泡状指甲大小的凹坑，但数量不多；剥开波纹管后的硬化浆体在空气中放置15d后，产生了肉眼可见的符合力学原理的横向裂缝，说明裸露在空气中的硬化浆体会因干缩而形成裂缝。

②扁波纹管中的浆体饱满密实，剥开时未见任何裂缝和孔隙；剥开波纹管后的硬化浆体在空气中放置15d后，产生了肉眼可见的符合力学原理的横向裂缝。

四、结论

1.由上过试验可知，JM-Ⅲ外加剂减水率较高，达到20％左右；掺入水泥重量的8％时，水泥浆体的后期膨胀率在0.2%以上；其掺量8％～10％较合适，大于10％减水效果增加不明显且表面出现大量泡沫，小于8％减水效果不够；在气温低于-2℃时，掺8％的JM-Ⅲ的水泥浆凝结时间约30～40h，所以冬季施工可结合早强剂使用。

2.灌浆施工时，JM-Ⅲ掺量要准确，搅拌时间不少于3min。由实验知，水泥浆体静置时间超过20min后，流动度损失较大，所以现场储浆罐应人工不停搅拌，以防水泥浆流动度降低。

3.施工注意事项

①JM-Ⅲ存贮时间不宜超过三个月，当其中的粉末形成块状或颗粒时，其活性会大大降低。因此，凡含有块体或颗粒的JM-Ⅲ应视为失效，在工程中不应使用。

②灌浆的所用水泥夏季宜选用非早强型的普通硅酸盐水泥，这有利于保持水泥浆体的流动性。

③掺JM-Ⅲ后的水泥浆在制成后，表面有一定厚度的泡沫层，在灌浆时必须充分地排出这部分泡沫，且待出浆口排出无泡沫的浆体后封堵排浆口。

④在现场实际施工时，还应注意根据预应力混凝土孔道的长度、施工时的温度、湿度、施工设备、拌和用水等实际情况，适当调整水泥浆的配比。

⑤每次施工前，都应对水泥浆的原材料进行检查，对水泥浆的流动度进行测定。