余慈高速公路主线高架桥预应力混凝土预制箱梁标准化设计

国建飞 钱程

1. 宁波市高等级公路建设指挥部 浙江 宁波 315192

2.宁波大榭开发区宏利路桥工程有限公司 浙江 宁波 315192

正文：

引言

自2011年起，高速公路项目全面开展设计与施工标准化活动，促进高速公路的“发展理念人本化、项目管理专业化、工程施工标准化、管理手段信息化、日常管理精细化”的“五化”建设理念，全面提高公路建设管理水平[1,2]。做好施工的标准化工作，离不开设计的支持，设计标准化是施工标准化的基础条件。鉴于此，本文以杭州湾跨海大桥杭甬高速连接线公路工程（余夫公路至小曹娥互通段，简称余慈高速）为背景，详细介绍其主线高架桥上部结构的概括、技术标准、总体标准化设计等有关情况，为桥梁设计标准化在更大范围的推广与应用提供实践经验。

1 项目概况

余慈高速利用地面道路中央分隔带铺设高架桥，全长17.9km，采用高速公路双向四车道标准，设计速度100km/h，标准横断面宽度25.5m，设计荷载为公路-Ⅰ级。上部结构标准路面宽度段采用分幅预制大箱梁，为避免对沿线被交路、河流、管线等干扰，主要以35m和32.5m跨径为主，采用30m和27.5m配跨，全线共有预制箱梁774片。

2 标准化设计总体构思

项目建设前期方案研究阶段提出了工厂化、预制化、标准化、大型化的设计思路，选用的结构形式需满足技术先进，经济合理，有利于标准化、模数化、机械化施工要求。

基于本项目特点与总体要求，本项目设计标准化的构思：

1）充分利用项目走廊空间，采用高架桥方案。

2）桥梁结构在安全可靠的结构受力、施工方法和合理的经济指标之间寻求平衡。

3）考虑到施工空间受限，减少现场施工作业，便于快速施工宜尽量采用预制结构。

4）考虑到沿线征地困难，预制结构宜集中工厂化预制，

5）注重结构耐久性，减少后期养护成本。

3 标准化设计

3.1 分幅预制大箱梁的标准化设计

借鉴杭州湾跨海大桥和客运专线铁路桥梁等已建项目的成功经验，提出在路面标准宽度段采用整孔分幅预制箱梁方案，分幅预制箱梁采用大规模预制场集中预制，跨双幅桥桥上运、架箱梁。高架桥桥墩布设于地方道路10m宽的中分隔带内，实现桥下空间利用的最大化。

3.1.1 箱梁横断面布置

为减轻预制箱梁吊重，减少对施工设备的要求，每孔桥分成左右两幅单独预制，2片梁间采用60cm现浇湿接缝连成整体，采用内外侧悬臂不等长的不对称截面，腹板为斜腹板，两侧腹板内倾1.2m，如图1所示。

图1 预制箱梁标准横断面(cm)

3.1.2 箱梁构造尺寸

不同跨径的箱梁，其截面尺寸完全相同，可采用统一的模板，只需区分边、中跨，其中，边跨设有端横梁，且只有一端设置齿板。由平曲线半径引起的联端张角和伸缩缝引起的梁长变化采用联端挑檐调整。箱腔尺寸只对应4种跨径，不同跨径仅跨中等直段长度不同，级差2.5m，预制箱梁整体构造如图2所示。非连续端室内外均设置端横梁，连续端室内没有设置横隔板，仅设现浇中横梁，方便内模拆除。

图2 预制箱梁构造(cm)

3.1.3预应力钢束布置

不同跨径预制箱梁纵向钢束索形基本相同，一般由跨中等直段来适应梁长的变化，在27.5m跨径的箱梁中，最上层钢束在跨中需适当上抬，两端位置、角度仍保持不变，钢束布置如图3所示。不同跨径箱梁中支点处纵向连续钢束采用相同索形，负弯矩齿板尺寸和位置均相同，可确保内模板尺寸统一，如图4所示。跨径越小，二期恒载及活载产生的支点拉应力越小，但在梁高不变时，温度梯度和不均匀沉降产生的支点拉应力加大，两者此消彼长，纵向连续钢束用量变化不大。

图3 预制箱梁预应力钢束布置(cm)

图4 预制箱梁纵向连续预应力钢束布置(cm)

3.5 普通钢筋布置

与构造尺寸相对应，不同跨径各断面采用相同的钢筋布置，仅在跨中调整纵向钢筋长度，减少横向钢筋数量。

4 结语

基于余慈高速公路主线高架桥预应力混凝土箱梁所提出的桥梁设计标准化对施工标准化给予了技术上的极大支持，也有利于施工单位快速掌握施工技术，提高生产效率，减小施工投入，保证施工质量，加快施工进度，缩短建设周期，达到了提升桥梁工程质量水平的目标。