1.概况
下白石大桥位于福建省宁德市下白石镇，是国道主干线同江（黑龙江）至三亚（海南）高速公路福建省境内福宁高速公路上的一座特大型桥梁。桥梁全长999.6m，主桥长810m，为四跨预应力混凝土连续刚构桥(图1)。
图1 下白石大桥全景
下白石大桥跨越赛江赛歧至下白石河段，桥位处河面宽约750m，水深15～32m，断面平均流速2.44 m/s,断面最大流速3.42 m/s，最大冲刷深度20.88米，桥位处河道受潮汐、径流共同作用，潮汐占主导地位，最大潮差8.38m，最小潮差1.94m，平均潮差5.35m。该河段航道为国家Ⅲ级航道同时通航1000吨级海轮。覆盖层为砂与卵石，厚约23～45m，基岩为微风化凝灰熔岩。桥址所在地区属于中亚热带海洋性季风气候，具有四季分明、气候温暖、多雨，无霜期长，台风频繁等特点。多年平均气温19℃，极端最高气温39.4℃，设计最大风速40m/s。
主要技术标准
1) 桥 梁 总 宽：24.5m，双向四车道，分两幅独立大桥，每幅桥宽12m，两桥桥面间距0.5m；
2) 计算行车速度：80 km/h；
3) 荷 载 等 级： 汽车－超20级，挂车－120；
4) 风 荷 载： 设计最大风速40 m/s；
5) 地 震 烈 度： 地震基本烈度6度；
6) 通 航 净 空：最高通航水位以上29m，净宽不小于200m；
7) 设计洪水频率： 1/300；
8) 船舶撞击力：横桥向：13400kN；顺桥向：6700kN；
2.主桥结构
全桥桥跨布置为4×45+（145+2×260+145）m，其中主桥为145+2×260+145m四跨连续刚构桥，引桥为4×45米四跨预应力混凝土连续T梁桥（图2）。
主桥位于平曲线上从起点到7号墩处位于缓和曲线段上，从7号墩到终点位于半径R＝4000m的圆曲线段上。
图2 桥梁总体布置图(单位：m)
(1)梁
主桥桥面总宽24.50m，分两幅，仅在主桥主墩处将两幅桥主梁用四道横梁连接起来。每幅桥主梁采用单箱单室断面(图3)，箱梁顶板宽12.00m，底板宽6.00m，箱梁顶面设单向横坡。箱梁根部梁高为14.00m，跨中以及现浇段梁高均为4.20m。主桥箱梁梁高按1.6次抛物线变化。墩顶0号梁段长14.00m，三个“T构”的悬臂各分为29对梁段，节段长3～5m，累计悬臂总长123.25m，悬臂浇筑梁段最大控制重量约为2252kN，两个边跨现浇梁段各长13.52m。箱梁底板根部厚为140cm，跨中为30cm，边跨现浇梁段13.52m范围内由30cm变为60cm，按直线变化。腹板厚度在0号梁段的隔板范围内为70cm，各梁段为60～40cm，边跨现浇段13.52m范围内由40cm变为120cm，按直线变化。每幅桥墩顶箱梁内设柔性横隔板4道，梁端各设横隔板一道。
图3 箱梁横断面(单位：cm)
(2)预应力
主桥箱梁采用三向预应力体系。纵向预应力钢束设置了顶板束、墩顶下弯束、中跨底板束、边跨底板束、边跨顶板束以及预备束和临时束。其中顶板束和墩顶下弯束随施工阶段张拉锚固。其余钢束待主桥箱梁合拢后分段张拉锚固。顶板钢束最长达260m。
主桥箱梁横向预应力沿桥纵向每一米设置一道，钢束采用BM15－3扁锚体系，一端单根张拉方式，张拉吨位为195 kN，预应力锚具张拉端与锚固端交错布置。
主桥箱梁竖向预应力钢筋采用直径为32mm的高强度精轧螺纹粗钢筋，屈服强度为1080MPa。设计张拉吨位为782kN，采用梁顶一端张拉方式。
(3)下部结构
主墩均采用双柱式空心薄壁墩身（图4、图5），5、6、7号主墩墩高均为25m左右，墩身断面外轮廓为矩形，墩身横桥向宽6m，与主梁箱底同宽，顺桥向为2.5m，两墩柱顺桥向间净距6.5m，每个空心薄壁墩身顺桥向壁厚50cm，横桥向壁厚80cm，墩身底部高度3m范围内为实心段。
图4 主墩构造(单位：cm)
图5 主墩施工
5、6号主墩位于主河道内，采用群桩基础（图6），为防止船舶直接撞击墩身，在承台顶设置了混凝土护墙，护墙与墩身间留有一定间隙，护墙内填筑砂砾，起缓冲作用，左右幅桥共设一座承台，横桥向最宽处为38.70m，纵桥向宽23.0m，承台厚6.0m，一个承台的混凝土浇筑体积达5100m3。采用有底钢套箱施工，在承台底设置了3m厚度的套箱封底混凝土。 一个主墩下设24根直径3米的钻孔桩，桩长50m左右，桩基嵌入微风化岩层。
图6 5、6号主墩基础(单位：m)
7号墩墩身构造与5、6号墩基本一致，但墩底实心段高度为10.5m。7号墩处基岩埋藏较浅，强度高，为降低基础工程量，减少基础开挖，降低施工难度和费用，7号墩基础采用新型明挖墙式嵌岩基础。四个墩柱各设一独立基础，不设承台平面尺寸比墩身略大，为3m×6.5m。各采用独立的钢围堰围水施工。
（4）施工
箱梁施工顺序按单幅箱梁（上游幅与下游幅）的三个“T”同步施工。墩顶0号梁段在墩顶预埋牛腿支承的托架上施工（图7），竖向分段浇筑。
图7 0号梁段施工
1～29号箱梁在挂篮上对称悬臂浇筑（图8），各悬臂施工梁段一次浇筑完成。
图8 箱梁悬臂浇筑施工
边跨现浇段在落地支架上一次连续浇筑完成。
全桥箱梁合拢由边至中对称进行，即先两边跨合拢，其次两中跨合拢。合拢梁段利用合拢吊架施工，设计时考虑一个合拢段吊架和模板共重约50t。
3.主要技术特点和创新点
(1) 上部结构轻型化
下白石大桥在减少梁高、减小箱梁高度、腹板和底板厚度等方面都作了有益的尝试，均比澳大利亚门道桥、虎门大桥要小。
梁高对比表
箱板厚度对比表
(2) 梁底线形优化
下白石大桥梁底曲线采用1.6次抛物线，不仅改善了L/4～L/8梁段梁底受力状况，而且整个主梁的受力都处于一个良好的状态。
(3) 预应力钢束精细布置
在本桥设计中，对钢绞线的布局进行了反复调整，力争使其线形流畅、位置均衡，将钢绞线设置在最有利的部位，提高了预应力效率，节约了钢材，本桥在80%的梁段均未设置下弯束，使得腹板高度的90%范围内无预应力管道，从而给腹板混凝土的浇注带来极大的方便，而在0#块两侧的8个梁段内设置了下弯束，这对于抵抗根部范围的主拉应力，提高桥梁耐久性是很重要的。
(4) 7号墩采用新型墙式嵌岩基础
7号墩基岩埋藏较浅，初步设计为扩大基础，基岩开挖量大，施工难度高。为减少基坑开挖量，提出了墙式嵌岩基础方案，不设承台可使基岩开挖量减少为原设计的11%，工程数量仅为原设计的13%，造价低廉、施工方便。
(5) 主梁采用C60高强混凝土
以减轻自重，达到减少材料用量，提高经济性的目的。
(6) 新材料、新工艺的推广应用
A.塑料波纹管及真空辅助压浆工艺
本桥纵、竖向预应力管道采用塑料波纹管，孔道摩阻系数和孔道偏差系数较小的提高了预应力效率，减小了钢绞线用量，同时，纵向管道采用了真空辅助压浆技术，保证了管道浆体的饱满、密实，提高了钢绞线的防锈腐能力。
B. 环氧涂层钢筋的使用
本桥处于海洋性环境中，为了确保主墩安全，增强主墩的耐久性，主墩墩身主筋采用环氧涂层钢筋。
C. 高强竖向预应力粗钢筋
采用二次复拉工艺，使竖向预应力得到可靠保证。
4.有关资料
桥名：福建宁德福宁高速公路下白石大桥
桥型：大跨径预应力混凝土连续刚构桥
跨径：145+2×260+145m
设计单位：中交第一公路勘察设计研究院
（The First Highway Survey & Design Institute of China）
施工单位：湖南省公路桥梁建设总公司
混凝土用量：全桥 81402 m3；主桥 68815 m3
钢材用量：全桥 12214 t；主桥 10791 t
造价：2.017亿元
建成日期：2003年3月
