关键词：桥梁；全预制拼装技术；应用
前言
随着城市建设规模的不断扩大，城市桥梁工程在整个城市发展过程中扮演的角色越来越重要。随着科技的快速发展与进步，预制拼装施工技术的普及和应用是符合时代进步的要求。通过对这种施工技术的应用，不仅能够降低施工单位现场管理的压力，同时还能减轻对施工现场周边交通环境造成的不利影响。
1城市桥梁预制拼装施工概述
城市桥梁预制拼装施工技术实际上就是指施工单位与专业的工厂建立合作关系，由工厂来进行桥梁预制构件的生产作业，使预制构件的生产过程更加集约化、规范化。再由施工单位直接在施工现场进行桥梁预制构件的拼装作业，进而大大提升现场环节的施工作业效率，降低对周边交通环境的不利影响，同时还能够降低现场施工的风险。
2桥梁工业化全预制拼装技术背景
全预制装配桥梁技术本质上是将桥梁施工中需要现场立模、绑扎钢筋及浇筑混凝土等的工作转到预制厂，把传统基础-墩-上部结构的顺序施工过程变成并行的工序，即主梁、盖梁、桥墩和桥台等可在基础工程完成前就开始进行。同时各类预制构件被分成若干节段之后使得可以使用相对轻型的运输和架设设备来进行施工，通过合理安排预制节段拼装工序来提高工程质量，加快施工进度，减轻环境影响。突出的综合效益促使各级政府陆续出台了多项强有力的推广和实施政策。目前，全预制拼装技术在发达国家正蓬勃发展，但还未达到成熟。而我国在该技术领域还处于起步阶段，尤其是桥梁下部结构（墩柱、盖梁）的干接法预制拼装更是近几年才出现的新生事物，目前也仅在上海地区进行了较大规模的应用，并取得良好效果；与此同时，桥梁上部结构的预制拼装从结构类型到连接构造也在经历不断的革新和发展。
3上部结构预制拼装
上部结构的预制拼装技术出现较早。自1951年德国工程师Finsterwalder在Lahn河上建造了第一座悬臂浇筑施工的预应力混凝土桥梁，便形成了现代意义上的悬臂浇注施工法。1978年美国佛罗里达州建成的LongKeys（长礁桥101×36m）是首座采用预制节段拼装施工的体外预应力桥梁，创造了每周架桥108m的施工速度。我国对预制节段拼装预应力混凝土桥梁的研究始于20世纪60年代。1966年竣工的成昆铁路旧庄河一号桥便采用预制节段悬臂拼装施工法。随后，随着研究的深入，于2001年3月在上海浏河大桥首次采用专用移动支架实现预制节段逐跨拼装法施工。之后的上海沪闵高架二期工程和苏通大桥等重大工程都采用了节段拼装施工技术。主梁预制节段的制作方法可分为长线法和短线法。长线法制作就是放置半跨或全跨的制造台座，按照适当的大小分割并制造节段，一旦一跨节段制作完成就被送到存贮场准备去拼装。长线法主要用于主梁不规则的地方，其余绝大多数节段还是较常采用短线制作。短线法制作每次只涉及到两个节段，只设置一个制造台座，通过倒用制造台座来制作所需数量的节段。短线法的优点在于减少预制场地的面积。短线法的台座数量根据节段制造的总数量来决定，但一般有3种台座：桥墩顶上的所谓零号节段的制造台座，标准节段的制造台座，连接以上两种预制节段的连接节段的制造台座。在节段的制造工期内，起控制作用的是标准节段，每个标准台座平均每天可以制造一个节段。目前，上部结构的预制拼装技术发展已比较成熟。本文着重介绍下部结构的预制拼装技术，以及开展的一些关键技术研究。
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4下部结构预制拼装
4.1采用有粘结后张预应力筋连接构造
有粘结后张预应力筋联接构造往往配合砂浆垫层或环氧胶接缝构造实现节段预制桥墩的建造，方案中的预应力筋可采用钢绞线或精轧螺纹钢等高强钢筋。该构造特点是预应力筋通过接缝，实际工程应用较多，设计理论和计算分析以及施工技术经验成熟；不足是墩身造价相对传统现浇混凝土桥墩要高许多，同时现场施工需对预应力筋进行张拉、灌浆等操作，施工工艺复杂，施工时间较长。
4.2灌浆套筒连接
预制墩身节段通过灌浆连接套筒连接伸出的钢筋，在墩身与盖梁或承台之间的接触面往往采用砂浆垫层，墩身节段之间采用环氧胶接缝构造。构造特点是施工精度要求较高，现场施工所需时间短，同时也不需要张拉预应力筋，现场工作量显著减小，其正常使用条件下的力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似，因此具有一定的经济优越性。从国外应用经验看，灌浆套筒连接技术在低地震危险区已开始广泛应用，高地震危险区域的应用和科学研究还在进行中。
4.3灌浆金属波纹管连接
该连接构造常用于墩身与承台或墩身与盖梁的连接。预制墩身通过预埋于盖梁或承台内的灌浆金属波纹管连接墩身内伸出的钢筋，在墩身与盖梁或承台之间的接触面往往采用砂浆垫层，墩身节段之间采用环氧胶接缝构造。该构造现场施工时间短，但需要满足纵筋足够的锚固长度，其力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似。目前，国外已有少数桥梁使用这种连接构造进行施工，高地震危险区域内应用较少，其抗震性能如何目前仍在研究中。
4.4插槽式连接
插槽式连接构造已在一些桥梁工程中得到应用，主要用于墩身与盖梁、桩与承台处的连接。与灌浆套筒、金属波纹管等相比，其优点是所需施工公差可以大一些，现场需要浇筑一定的混凝土。
4.5钢筋焊接或搭接并采用湿接缝
预制拼装桥墩预先伸出一定数量的钢筋以便与相邻构件预留钢筋搭接，需设临时支撑，钢筋连接部位需通过后浇混凝土（湿接缝）方式连接，这也是目前国内较多采用的节段拼装桥墩的设计思路。采用该构造建造桥墩，力学性能往往与传统现浇混凝土桥墩类似，但湿接缝的存在会增加施工时间和现场钢筋搭接、浇注的作业量，从快速施工角度考虑，该方案存在一定不足。
4.6承插式连接
承插式接缝连接构造是将预制墩身插入基础对应的预留孔内，插入长度一般为墩身截面尺寸的1.2~1.5倍，底部铺设一定厚度的砂浆，周围用半干硬性混凝土填充。优点是施工工序简单，现场作业量少，不足是接缝处的力学行为如何，特别是抗震性能如何，尚需进一步研究。国内北京积水潭桥采用该连接构造建造，美国一些桥梁也采用该连接构造进行建造。此外，近年来国内外一些研究人员还提出其他一些类型的预制墩身节段连接构造，如增设耗能钢筋联接构造、混合式连接构造等，但由于种种限制条件，目前仍处于学术研究阶段。
结束语
综上所述，桥梁预制拼装施工技术的应用不仅是适应社会发展的必然要求，同时也是提高桥梁现场施工效率与施工质量的重要基础。因此，施工单位应加强对桥梁预制拼装施工技术及质量的控制，以提高桥梁工程质量、推动社会的全面发展。
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[4]李国平.全预制混凝土桥梁技术概论[C]//第十八届全国桥梁学术会议论文集,北京：人民交通出版社，2008.
论文作者:孙剑隆
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第20期
论文发表时间:2020/1/14
标签：桥梁论文; 桥墩论文; 台座论文; 预应力论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 现场论文; 《建筑实践》2019年38卷第20期论文;