余慈高速公路主線高架橋預應力混凝土預制箱梁標準化設計

國建飛 錢程

1. 寧波市高等級公路建設指揮部 浙江 寧波 315192

2.寧波大榭開發區宏利路橋工程有限公司 浙江 寧波 315192

正文：

引言

自2011年起，高速公路項目全面開展設計與施工標準化活動，促進高速公路的“發展理念人本化、項目管理專業化、工程施工標準化、管理手段信息化、日常管理精細化”的“五化”建設理念，全面提高公路建設管理水平[1,2]。做好施工的標準化工作，離不開設計的支持，設計標準化是施工標準化的基礎條件。鑒于此，本文以杭州灣跨海大橋杭甬高速連接線公路工程（余夫公路至小曹娥互通段，簡稱余慈高速）為背景，詳細介紹其主線高架橋上部結構的概括、技術標準、總體標準化設計等有關情況，為橋梁設計標準化在更大范圍的推廣與應用提供實踐經驗。

1 項目概況

余慈高速利用地面道路中央分隔帶鋪設高架橋，全長17.9km，采用高速公路雙向四車道標準，設計速度100km/h，標準橫斷面寬度25.5m，設計荷載為公路-Ⅰ級。上部結構標準路面寬度段采用分幅預制大箱梁，為避免對沿線被交路、河流、管線等干擾，主要以35m和32.5m跨徑為主，采用30m和27.5m配跨，全線共有預制箱梁774片。

2 標準化設計總體構思

項目建設前期方案研究階段提出了工廠化、預制化、標準化、大型化的設計思路，選用的結構形式需滿足技術先進，經濟合理，有利于標準化、模數化、機械化施工要求。

基于本項目特點與總體要求，本項目設計標準化的構思：

1）充分利用項目走廊空間，采用高架橋方案。

2）橋梁結構在安全可靠的結構受力、施工方法和合理的經濟指標之間尋求平衡。

3）考慮到施工空間受限，減少現場施工作業，便于快速施工宜盡量采用預制結構。

4）考慮到沿線征地困難，預制結構宜集中工廠化預制，

5）注重結構耐久性，減少后期養護成本。

3 標準化設計

3.1 分幅預制大箱梁的標準化設計

借鑒杭州灣跨海大橋和客運專線鐵路橋梁等已建項目的成功經驗，提出在路面標準寬度段采用整孔分幅預制箱梁方案，分幅預制箱梁采用大規模預制場集中預制，跨雙幅橋橋上運、架箱梁。高架橋橋墩布設于地方道路10m寬的中分隔帶內，實現橋下空間利用的最大化。

3.1.1 箱梁橫斷面布置

為減輕預制箱梁吊重，減少對施工設備的要求，每孔橋分成左右兩幅單獨預制，2片梁間采用60cm現澆濕接縫連成整體，采用內外側懸臂不等長的不對稱截面，腹板為斜腹板，兩側腹板內傾1.2m，如圖1所示。

圖1 預制箱梁標準橫斷面(cm)

3.1.2 箱梁構造尺寸

不同跨徑的箱梁，其截面尺寸完全相同，可采用統一的模板，只需區分邊、中跨，其中，邊跨設有端橫梁，且只有一端設置齒板。由平曲線半徑引起的聯端張角和伸縮縫引起的梁長變化采用聯端挑檐調整。箱腔尺寸只對應4種跨徑，不同跨徑僅跨中等直段長度不同，級差2.5m，預制箱梁整體構造如圖2所示。非連續端室內外均設置端橫梁，連續端室內沒有設置橫隔板，僅設現澆中橫梁，方便內模拆除。

圖2 預制箱梁構造(cm)

3.1.3預應力鋼束布置

不同跨徑預制箱梁縱向鋼束索形基本相同，一般由跨中等直段來適應梁長的變化，在27.5m跨徑的箱梁中，最上層鋼束在跨中需適當上抬，兩端位置、角度仍保持不變，鋼束布置如圖3所示。不同跨徑箱梁中支點處縱向連續鋼束采用相同索形，負彎矩齒板尺寸和位置均相同，可確保內模板尺寸統一，如圖4所示。跨徑越小，二期恒載及活載產生的支點拉應力越小，但在梁高不變時，溫度梯度和不均勻沉降產生的支點拉應力加大，兩者此消彼長，縱向連續鋼束用量變化不大。

圖3 預制箱梁預應力鋼束布置(cm)

圖4 預制箱梁縱向連續預應力鋼束布置(cm)

3.5 普通鋼筋布置

與構造尺寸相對應，不同跨徑各斷面采用相同的鋼筋布置，僅在跨中調整縱向鋼筋長度，減少橫向鋼筋數量。

4 結語

基于余慈高速公路主線高架橋預應力混凝土箱梁所提出的橋梁設計標準化對施工標準化給予了技術上的極大支持，也有利于施工單位快速掌握施工技術，提高生產效率，減小施工投入，保證施工質量，加快施工進度，縮短建設周期，達到了提升橋梁工程質量水平的目標。