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60m简支转连续预应力混凝土连续箱梁桥设计

袁慧玉张剑英

（上海市政工程设计研究院，上海200092）

提要本文主要介绍东海大桥60m简支转连续预应力混凝土连续箱梁的设计。其中墩顶湿接头的设

计和结构耐久性的设计是本工程的关键。

关键词东海大桥，简支转连续，墩顶湿接头，耐久性

1工程概况

东海大桥起始于上海浦东南汇县的芦潮港，跨越杭州湾北部海域，直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的小洋山岛。总长为31.5km。它是上海国际航运中心的集装箱深水枢纽港的必不可少的配套工程。能满足港区大量集装箱陆路集疏运的需求和港区供水、供电、通讯等工程的需求。

2主要技术标准

2.1车辆荷载等级：汽车-超20级设计，挂车-120验算，

以集装箱拖挂车重车密集型排列（前后车辆轴距为10m）进行校验。2.2桥面宽度：六车道+紧急停车带的高速公路标准。

横断面布置见下图：

2.3设计基准期：100年。

3结构设计

3.1结构型式

东海大桥海上段非通航孔桥工程量占整个跨海大桥的90％左右。其中，60m、59m非通航孔连续梁占整个非通航孔连续梁近一半的工程量。鉴于东海大桥工程量大，工期短，2005年底以前必须完成，再加上整个桥区处于开敞海域，海洋环境复杂，海区全年有效施工作业天数少，船舶定位、安装施工全年仅180天。因此，非通航孔桥梁的设计除了要求结构安全可靠、造价经济、建筑造型美观、协调外，还应采用整体性强，耐久性好，承载力大，并适合于工厂化预制的大型构件进行预制装配，以达到减少海上现浇施工作业，快速施工的目的，保证按时建成通车。而采用简支转连续施工方法的主要特点就是施工方法简单可行，施工质量可靠，能满足工程的要求。

上部结构采用五孔或六孔一联的等跨等高简支转连续预应力混凝土连续梁，墩顶现浇湿接头长1.7m。截面型式为上下行分离式单箱单室直腹式的箱型截面。为保证支座处传力的可靠性，每联在墩顶永久支座处设置横隔梁，边墩横隔梁宽1.1m，中墩横隔梁宽1.7m。预制简支箱梁梁高3.5m，顶板宽度14.85m，挑臂长3.8m，底板宽7.25m。

跨中标准断面顶板厚0.26m，底板厚0.25m，腹板厚0.4m；中墩墩顶加厚断面顶板厚0.56，底板厚0.7m，腹板厚0.8m。根据梁内剪力变化规律，近中墩侧腹板加宽区段从约L/4处由0.4m加宽至近中墩临时支座侧0.8m，保持等宽0.8m至预制梁端，前者加宽段长13m，后者等宽段长1.5m。以满足吊运、安装时支承临时支座的需要。同时也考虑到预制梁的起吊重量在允许的范围内。近边墩侧腹板加宽区段长10m，从约L/6处由0.4m加宽至端横隔梁处0.7m，同时，底板局部加厚以保证预制梁吊装时，结构的安全可靠。

3.2内力计算

简支转连续梁桥在简支梁阶段，主梁主要承受一期恒载自重产生的内力及在简支梁上施加的预加力；连续梁阶段主要承受二期恒载、活载、温度、支座沉降产生的内力及在连续梁上施加的预加力、预加力的次内力、徐变收缩次内力等。因此，跨中正弯矩比现浇一次落架大，而支点负弯矩比现浇一次落架小。计算时须根据施工顺序来分析结构的受力。

施工顺序：先在预制场制作预应力简支箱梁，待混凝土达到设计要求的强度和弹性模量后张拉前期预应力钢束，以张拉力和引伸量控制，再灌浆。然后，从预制场移运出海，用大型浮吊运至相应墩位，再架设。然后分段立模浇筑湿接头混凝土，待混凝土达到设计强度后张拉顶、底板的后期预应力钢束，再灌浆，连成一联连续梁。然后，进行体系转换，将临时支座换成永久支座。最后，进行二期荷载等施工。

下图为预制梁的施工顺序示意。

第一施工阶段简支梁张拉前期束、灌浆

第二施工阶段现浇墩顶湿接头、张拉后期束、灌浆

第三施工阶段体系转换

第四施工阶段二期恒载施工

结构分析采用平面杆系进行计算。恒载按施工顺序，一步步计算。活载按四车道计算，纵向折减系数0.67，并考虑因偏载造成的约束扭转、箱梁翘曲、剪力滞所产生的截面法向应力不均匀系数按1.15取用，剪力不均匀系数按1.4取用。以下内力图为60m六孔一联简支转连续梁恒载弯矩图（单位：KN*M）。

L/2

L/2

7962979629

106353

简支预制梁弯矩图

L/2

80011

107143

一联合龙阶段弯矩图

C

L/23L/4

80161

107243

L/4L/23L/4

107167

106495

106482

106344

106344

106353

3L/4

3L/4

3L/4

3L/4

3L/4

3L/4

3L/4

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