11月10日，在上海市青浦区崧泽高架西延伸工程第2施工标段现场，由上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司研发设计的两榀先张法30米U型超高性能混凝土组合箱梁顺利吊装完成，标志着又一具有代表性的新型UHPC桥梁结构类型成功应用。
超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete-UHPC）被认为是过去三十年实现工程材料性能大跨越的最具创新性的水泥基工程材料。目前在桥梁工程中主要应用于钢桥面铺装和预制构件湿接缝中，其优异性能在结构中的应用有待进一步的挖掘。
崧泽高架西延伸工程位于上海市青浦区。该跨为30m跨、8.5m宽的匝道桥梁，横断面布置为2片箱梁，梁间距4.1m，湿接缝宽400mm。设计使用年限100年，城—A级荷载。建设单位为上海青浦新城发展(集团)有限公司，由上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司设计，总承包单位为上海浦东路桥（集团）有限公司，预制梁制作单位为中路杜拉国际工程股份有限公司。
02
设计特点
工程依据上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司和湖南大学联合主编的中国土木工程学会标准《超高性能混凝土梁式桥技术规程》T/CCES 27-2021，并结合完成的超高性能混凝土组合梁的抗弯、抗剪试验进行设计，设计时考虑了以下因素：
（1）梁高的确定。为与相邻跨较好的衔接，本项目30m跨径仍采用1.6m的梁高。与普通混凝土相比，超高性能混凝土具有更高的力学性能，因此经济梁高应比普通混凝土梁有所改善。此外，由于其优异的力学性能，在梁高受限，采用普通混凝土难以达到设计目标时，也可考虑采用超高性能混凝土。
（2）采用先张法预应力体系。后张法预应力需要预留预应力束孔道，待张拉完成后，进行压浆。在结构中采用超高性能混凝土，是希望结构轻型化，减少结构壁厚，后张法预应力孔道的尺寸要求则限制了壁厚的缩减，同时压浆材料与主体UHPC材料的强度匹配性也有待进一步研究。同时，后张法还存在压浆不密实的问题，因此在UHPC主体梁中采用先张法或体外预应力体系是一种较好的选择。本项目采用先张法，优化了结构尺寸，采用薄腹板等截面设计，施工简便。
（3）采用组合结构体系。本项目设计为超高性能混凝土与普通混凝土组合结构，腹板和底板采用UHPC材料，由于张拉设备限制，底板共布置36根直径17.8mm的钢绞线。在承载能力极限状态计算和正常使用极限状态应力验算时，均考虑了UHPC的抗拉强度；顶板处于受压区，采用C60混凝土；UHPC与桥面板间设置倒U形剪力钢筋。通过UHPC与NC的组合，在一定程度上降低了造价。
对于超高性能混凝土，其力学性能可根据设计师的要求进行定制。设计师在设计中，也应该考虑超高性能混凝土力学性能的充分发挥，不应该简单的将普通混凝土替代为超高性能混凝土进行使用。与普通混凝土相比，超高性能混凝土的抗压强度有了大幅提升，抗拉强度虽然有所提高，但不如其抗压能力提高明显。因此在主体梁中，理想的设计是与预应力相结合，通过张拉预应力钢束，充分利用超高性能混凝土超强的抗压性能，使其储备较大的预压力，用于抵抗荷载的作用，同时大幅增加了正常使用极限状态下的抗裂能力。
（4）材料的使用。本项目超高性能混凝土采用U160标号，腹板厚0.12m，底板厚0.2m，全跨等截面。预制梁重125t，相对上海市通用图30m小箱梁（边梁、挑臂1m）减重约30%，单榀梁UHPC设计用量约22立方，UHPC平方指标为0.168m3/m2,普通混凝土指标为0.213m3/m2，钢束指标为12.8 kg/m2。
03
总结与展望
对于超高性能混凝土结构，采用先张法是其中一种比较理想的选择。本工程跨径为30m，由于张拉设备的限制，无法配置更多的钢束，并未很大程度上发挥出超高性能混凝土的抗压强度，因此采用体外预应力体系也是一种较好的选择，可以进一步减小底板的厚度节省材料。尤其对于大跨径的梁式桥，可考虑采用节段+体外预应力体系的设计，使得结构进一步优化。与钢结构桥梁方案相比，超高性能混凝土组合梁具有一定的经济优势，可在未来工程中进行比较应用。本项目的实施，对UHPC整梁的预制工艺，也有很大的指导意义，积累了宝贵的经验。最后对支持本项目的各方表示感谢，尤其是建设方的大力支持、总包单位的努力付出，以及预制单位的积极配合，各方的共同配合和努力才使得工程顺利实施，才使得工程质量得以保证。
