南京长江第五大桥位于南京长江第三大桥下游约5公里、南京长江大桥上游约13公里处。是国务院批复的《南京市城市总体规划(1991-2010)》中确定的南京地区过江通道之一，已经列入国家《长江经济带综合立体交通走廊规划（2014-2020）》。

项目路线起自南京市浦口区五里桥，接改建的江北大道，跨越长江主航道后，经梅子洲，下穿夹江南岸，接已建成的江山大街，全长约10.334公里。其中，跨长江大桥长4134m，夹江隧道长1754.6m，其余路段长约4.4公里，其中跨江大桥主桥采用桥跨布置为80+218+600+600+218+80 =1796m的三塔斜拉桥。初步设计批复总概算约62亿人民币。

图1 南京五桥全线平面布置图

技术与通航双管齐下

根据水文、通航条件，南京长江第五大桥跨江大桥主桥桥跨布置为

80+218+600+600+218+80=1796m的三塔斜拉桥。方案基本覆盖10.5米水深区域，其中2×600米桥跨为主通航孔；左侧218米边孔预留，右侧218米边孔为非通航孔，方案满足现有航道通航要求，亦可适应航道可能变化、航运发展及多线通航需求。

根据三塔斜拉桥的结构特点设置的结构体系为：

中塔处设置支座约束纵向位移及竖向位移，并设有横向抗风支座；

边塔索塔处设置竖向支座和横向抗风支座，以及纵向限位装置；

辅助墩处设置竖向支座、横向抗风支座、纵向E型动力耗能装置；

过渡墩处设有竖向支座及横向抗风支座。

为提高三塔双主跨斜拉桥的整体结构性能，在中塔及边塔均设置两排四组竖向约束支座，双排竖向支座共同作用，以约束主梁的竖向转动位移和偏载扭转位移。为改善支座自身以及支座区域主梁受力性能，索塔区域的竖向支座均采用弹性支座，弹性刚度t/m。

力学与美学交融的钻石形索塔

索塔结构选型

三塔斜拉桥与常规斜拉桥结构的受力有所不同，主要表现为中间塔两侧均无辅助墩和过渡墩，不能对主梁和索塔刚度提供有效帮助，并使结构各个响应的活载影响线幅度和范围增大，各个构件的活载效应变大。如何提高中塔稳定性、主梁竖向刚度、控制斜拉索疲劳应力幅度和满足索塔受力要求是三塔斜拉桥结构设计的关键。

经研究比选，通过将索塔纵向打开成钻石形提高索塔自身刚度，是较为有效且经济的解决方案。当塔柱纵向打开成钻石形时，如横向仍采用双柱塔，单个索塔在桥面上将存在四个塔肢，其结合处受力较为复杂，斜拉索与四肢索塔塔柱共存一个空间，线条多且杂，视觉效果不佳。若将四塔肢适当合并形成中间独柱式，再结合斜拉索的搭配性布置，则整体呈现简洁流畅的美感，将产生独特的视觉效果。因此，结合力学与美学的统一，索塔选用纵向钻石形-横向独柱形索塔。

图2 纵向钻石形塔柱演变

索塔结构材料选择

分别研究钢索塔、混凝土索塔、钢混组合索塔三种结构形式。钢索塔由于可提供的刚度有限且造价高，不宜选用。而钢混组合索塔相比于混凝土索塔具有颇多优势：

1.承载能力高，由于钢外壳的协同承载作用，其承载能力高于钢筋混凝土索塔。

2.塑性和韧性好，钢材的约束作用可以改善核心混凝土的变形性能，使组合索塔具有良好的塑性和韧性，从而显著改善结构的抗震性能。

3.外观质量优，索塔外表面均为钢结构，光洁度、平整度较混凝土索塔更易保证.另外表面涂装颜色可根据景观设计要求而定，更易获得较好的美学效果。

4.耐久性好，钢壳的约束作用可减缓钢筋混凝土的裂缝发生，内部钢筋因有钢壳保护不会引起锈蚀，运营期间只要做好钢壳的外表面涂装维护，即可保证结构的耐久性。

5.采用工厂化、装配化施工，减少现场作业强度及难度，提高工程质量，并且施工方便，索塔施工过程中钢壳可兼作混凝土模板，省去了大型爬模设备。

虽然钢混组合塔工程造价较混凝土索塔略高，但结构性能明显占优，亦符合交通部推进钢结构桥梁建设战略，故最终选择采用钢混组合索塔。

索塔结构设计

采用纵向钻石形索塔，横向为独柱塔，结构为钢-混凝土组合索塔，钢结构采用Q345C板材和Q235B型材，混凝土采用C50补偿收缩混凝土。

索塔的中塔高175.407m，边塔高167.7m。下塔柱为纵向双肢，每肢为单箱三室的外侧带凹槽的六边形断面，横向13.8m，纵向7m（边塔6m），壁厚1.2～1.4m，底部合并纵向14m（边塔12m），向上逐步分离，至下塔柱顶部纵向21m（边塔17.6m）。中塔柱为纵向双肢，每肢为单箱单室的外侧带凹槽的四边形断面，横向5.8m，纵向7m～5.686m(边塔6m～5.024m)，壁厚1.2～1.4m；上塔柱合并为单箱单室，横向5.8m，纵向11.328m～5.0m（边塔10.066～5.26m）。下横梁为钢结构，高2.0m，宽4.6m，设置顺桥向预应力，中上塔柱结合部设置预应力。上塔柱设置钢牛腿和钢锚梁。

文章来源：《长江技术经济》 网址: http://www.cjjsjj.cn/zonghexinwen/2020/0927/558.html