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摘要：现浇施工作为传统施工工艺，在我国房屋建筑、市政工程等项目中广泛应用。但是，受时代发展、国家宏观政策变化及环保等多种因素影响，现浇施工的弊端逐渐显现，而装配式技术应用日益增多，成为土建施工领域发展的新方向。
关键词：装配式技术；中小运量；轨道交通；土建结构；应用
一、装配式墩柱盖梁
装配式技术应用于桥梁下部结构整体思路见图1。
图1装配式技术应用于桥梁下部结构整体思路
由图1可知，实现土建施工的工厂化、机械化、标准化和装配化，即“装配式=工厂预制+工地拼装”，从而实现“工地的事放到工厂做、人工的事交给机器做、高空的事放到地面做”。
装配式技术的核心要素为节点连接。由于工厂化预制构件的质量易控制、易保证，构件间的节点连接为现场完成，节点构造比构件构造更复杂，且节点又是抗震的关键部位（强构件、更强节点），因而实现节点连接的可靠性、耐久性，即可保证装配式结构至少具备“等同现浇”的能力。
相比于上部结构预制拼装技术在我国桥梁工程应用中的迅猛发展，下部结构预制拼装技术应用发展相对缓慢，且多应用于跨海大桥或处于低烈度地震区的城市：如东海大桥桥墩施工采用预制、安装方案；港珠澳大桥采用浅埋式预制墩台结构；杭州湾跨海大桥墩身生产采用预制拼装技术等。
近年来，由于技术水平及施工要求的提高，下部结构预制拼装技术的研究应用成为趋势。施工中常将在工厂制作的实心预制构件运送至现场进行拼装，虽然解决了现场施工复杂、工序繁琐等问题，但预制构件质量较大造成运输及现场吊装困难。针对此问题，研究一种桥墩下部空心预制构件，包括以下2部分：
（1）预制墩柱。包括预制空心墩和工地现浇墩心混凝土，预制空心墩具有沿其轴向延伸的墩柱预制腔，运输到工地安装就位后，向墩心现浇混凝土。
（2）预制盖梁。包括预制盖梁外壳和工地现浇混凝土，预制盖梁外壳具有盖梁预制腔，设在墩柱预制件上部，预制空心墩设有伸入盖梁预制腔的连接筋，运输到工地安装就位，再向预制腔内现浇混凝土，且通过连接筋和墩柱以湿接缝形式相连。
预制构件在工厂利用先进的机械设备，使构件达到较高精度，根据不同工程需求制作不同尺寸、材料性能的构件。下部构件制作完成后，利用吊车将下部预制构件运输至现场进行拼装。构件经工厂预制，精度高、质量小、运输方便，安装时节省人力、物力；现场拼装施工工序简单、有序、高效，施工作业面积减小，对交通环境影响小，优势显著。
二、装配式桩基承台
1、预制管桩
在严格控制施工质量的条件下，由于预应力高强混凝土预制管桩对周围土层有较大挤密作用，在理论材料成本相同情况下，预制管桩可比灌注桩获得更大桩径。理论轴向承载力方面，预制管桩是灌注桩的2.1倍以上，在轨道交通施工环境的特殊条件下，预制管桩比现场灌注桩工期更短、施工质量可控性更大、噪声污染更小、造价更低、环境污染更小。现有预应力高强混凝土预制管桩主要成型工艺为离心成型工艺，且可批量生产。
离心成型工艺是将填充好混凝土混合料的管模放置于离心机上，根据一般离心原理可知，随着离心机旋转，钢模及其模内的混凝土混合料受到离心力作用。由于模具跑轮和离心机托轮磨损引起的振动或模具高速旋转脱离离心机产生的冲击振动，使得混凝土混合料受到振动作用。要控制高速转速和持续时间，保障混凝土密实并具有一定强度时，不会因振动作用而破坏混凝土结构。在离心力作用下，混凝土混合料沿管壁圆周均匀分布，逐渐形成环形中空管状结构。随着旋转速度不断加快，混凝土混合料进一步均匀分布，多余水分和空气从因离心力作用形成的骨架和毛细孔道排出，减少内外分层情况，并提高管桩制品的密实度和抗渗性。当预制管桩混凝土强度超过100%时，通过汽车运至施工现场，采用静压机沉桩施工，最大限度降低施工现场环境影响。
2、预制承台
承台作为主要下部结构，其预制结构的推广对桥梁整体装配有极其重要的作用，但由于土质的多变性以及部分土质情况具有流变影响，使实现承台的预制结构较困难。在下部结构现场施工时，承台挖开土方量较大且当土质环境不良的情况下，会造成较大地面破坏，增大后期路面恢复的费用。
作为大型构件，可在工厂通过钢模预制承台，且成品质量较现浇承台有较大提升。钢模的批量化使用也减少了现场因承台类型较多，导致模板数量过多或模板周转不及时，以及工期延后等问题。承台预制后，在满足强度的条件下运至现场拼装，单项施工周期较短，为后续工序提前开展提供了有利条件。
三、装配式结构节点连接
1、承插式节点连接
承插式节点连接适用于预制墩柱与承台基础及其他构件的连接。预制空心墩柱底部外包钢板并布置剪力钉，承台中部预留槽道及承插钢筋，将空心墩柱定位后，在墩柱与承台间隙浇筑混凝土以连接墩柱与承台。该连接方式墩底布置较复杂，施工及运输不便，后优化为超高性能混凝土（Ultra-HighPerformanceConcrete，UHPC）浇筑节点连接部分，即可省去剪力钉。预制墩柱与承台基础承插式节点连接示意见图2。
图2预制墩柱与承台基础承插式节点连接示意图
UHPC承插式节点是在预制混凝土构件连接端预留锚固插筋，锚固插筋交错，无需接触和严格对中，待构件安装稳定后浇筑UHPC。施工便捷高效，大大节省人工、工期。UHPC具有超高耐久性与超高力学性能，因我国成熟产品屈指可数，故该节点连接方式仅小范围使用，但前景可期。预制墩柱与承台基础UHPC承插式节点连接示意见图3。
图6灌浆波纹管示意图
3、灌浆波纹管连接
灌浆波纹管连接是用波纹管加强预留孔道的连接方式（见图6）。波纹管对后插入管内的钢筋和灌入的灌浆料进行约束，实现钢筋的搭接连接。该连接方式多用于承台及盖梁，以加强伸入钢筋的锚固效应。
4、预应力连接
预应力连接主要应用于节段预制拼装施工。将盖梁或墩柱分为数个标准段，由工厂预制后，在现场拼接，穿过预应力高强螺纹钢筋，施加预应力使其成为整体。此连接方式所需预制构件体积和质量较小，便于运输及标准化；机械化程度高，可快速施工，对路面交通影响较小。
结束语
综上所述，装配式技术在中小运量轨道交通土建结构中具备广泛应用的条件，但由于相关规范尚未出台、部分新技术（UHPC、锥套锁紧连接等）尚未完全市场化等客观原因，其在中小运量轨道交通中应用较少。作为替代传统现浇工艺的必然趋势，并随着部分试点工程逐步投入运营，装配式技术将逐步在中小运量轨道交通中大规模应用。
参考文献：
[1]周翔宇.全预制装配桥梁工程实施要点简析[J].中国市政工程，2017(6)：99-105.
[2]谢快，谷倩，王朝晖.预制PC构件钢筋浆锚连接接头性能试验研究[J].混凝土，2018(2)：124-129.
论文作者:江宪权
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：节点论文; 混凝土论文; 构件论文; 结构论文; 预制构件论文; 预应力论文; 现场论文; 《防护工程》2019年第3期论文;