摘 要：节段预制技术在国内为新工艺、新技术。在轨道交通里的运用不常见，为绿色建设的现行兵。其优势与劣势在运用过程中慢慢浮现出来。
关 键 词：桥梁 施工 节段 预制
1轨道交通桥梁建设的状况
1.1城市轨道交通桥梁施工前的现状
随着城市建设的的快速发展，市政道路及高速公路的发展已日渐饱和，城市轨道交通的建设得到政府的大力支持及民众如潮般的好评，现已成为市民日常出入的主要渠道。城市轨道交通以设置地下隧道为主，受地面用地的影响，以地面高架铺设轨道的线路占极少数，高架段通常设置于主干道中央分隔带上方及郊区山岭区域。
以广州为例，1999年6月28日1号线西朗至广州东站全线正式运营。地铁2号线工程实现了国产化率达70%以上，实现了管理和技术创新，获得了“2003年首届全国十大建设科技成就”；地铁3号线，通过管理和技术的创新，成功经过复杂的珠江水系，七过断裂带，在国内地铁界率先采用了高度集成的主控系统、移动闭塞信号系统、侧式疏散平台等；4号线高架线路所采用的节段预制拼装法，是属国内城市轨道交通高架桥梁工程施工首创。地铁5号线，是地铁最为复杂，困难的一条线路，地铁建设者不为艰难，战胜风险，让广州地铁长龙腾飞。随着广州地铁四、五、六、十四及二十一号线的开通，广州地铁拥有了60多km高架线路。
1.2城市轨道交通桥梁建设时地形因素
由于市政主干道上方架设桥梁，须按照现状道路线型设置；山岭段架设桥梁，施工场地受限制、雨季四周大量雨水囤积、机械设备不能充分利用。所以结合各种因素，采用节段预制拼装法施工桥梁，能更有效加快建设速度。
2节段预制技术的运用?
节段预制装配式桥梁是当前桥梁工程的新热点。其主要优势为绿色建设，除了在材料及技术上的优化外，较为明显的优势为辅助大型桥梁的建设。国家在推进新技术、新工艺的路程中，不断尝试各种形式的应用，在技术开发的路上不断进步。环保以及节能技术一直受追捧，节段预制技术应运而生，不但外观美丽，技术手段已有所积累，最重要是对环境的影响小，材料需求小，节约资源，一旦能发挥其作用，必成潮流。
2.1在一般工程上的运用
施工中对交通及环境影响小；节段重量轻、尺寸小,运输方便；场制砼,质量容易控制；可大大降低安装及成桥后混凝土收缩徐变；合适体外预应力,可减小梁断面尺寸、提高材料使用效率；几何形状控制得当,可以大大提高砼结构的美观性；施工速度快，工期短；减少交通封闭，降低对车道的占用；减低施工污染（粉尘、噪声、光源）；减少现场施工人员，降低人力成本；减少人员高空作业，降低施工风险；工厂标准化生产，提高构件预制质量；超高性能混凝土得以推广应用；对于达到一定规模的工程，成本可能低于现浇施工。
2.2在特殊工程上的运用
大型桥梁工程量巨大，预制装配施工方法应用有利于提高施工速度，缩短工期；跨江跨海的大型工程施工环境恶劣，常规的现浇施工方法难以应用；特大桥梁工程规模巨大，预制拼装施工的成本可以得到充分的摊销，成本可控。极大推动桥梁设计发展。
3节段预制技术的质量控制及关键工序
节段预制拼装施工工法，其原理就是将桥梁上部结构划分为若干标准节段及非标准节段，在预制场地匹配预制完成后，在现场用架桥机等专用拼装设备按次序逐块组拼，同时利用剪力键、拼装胶及施加预应力，使之成为整体结构。如图1所示：
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图1
质量控制及关键工序如下：
3.1节段预制剪力键
剪力键其作用是防止界面处二者水平相互滑移和分离,使混凝土结构构成一个整体。剪力键设置在腹板、顶板及底板内，为素混凝土结构，预制过程中极有可能由于脱模不当，对其产生破坏，从而影响其物理作用。接缝面发生直剪破坏时，剪力键可以起作用，接缝面间的剪切摩擦力至关重要。
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剪力键构造示意
3.2节段预制拼装缝
预制节段间采用环氧树脂粘结，其物理性能及力学性能能否达到相关要求直接影响每节梁之间的密封性。涂胶工序的严谨性体现出来的是质量的好与坏，建设过程中的管理至关重要。由于环氧树脂厂家的参差不齐以及建设过程中的工期紧张，节段预制拼装缝的质量需高度重视。
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涂抹环氧树脂示意
3.3节段预制预应力
节段梁拼装形成整体体系，关键点在于预应力，通过设置预应力钢绞线并施加预应力，让各片梁紧紧连接在一起。预应力采用后张法施工，分为临时预应力及永久预应力，设置临时张拉台座，利用临时预应力先把各片梁固定好，最好再通过永久的简支束及通长束预应力把各跨节段梁结合为一联，最终形成稳定的整体结构。 其中预应力管道的孔道摩阻测试、压浆密实度检测等关键工序必须保存好检验结果，其中稍有错漏，直接影响全桥的稳定性。是节段预制桥梁最关键的控制因素。
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预应力钢绞线示意
4节段预制面临的问题?
广州地区节段预制梁为连续刚构，属超静定体系，应考虑徐变、收缩和温度变化及剪力滞后效应导致的影响。桥梁变形监测，包括梁体徐变变形监测、基础沉降监测及墩顶水平位移监测，为长期运营提供监测数据，可以利用相关数据进行对比分析，监测桥梁的安全性。节段预制为桥梁建设的新思维，理论运用在实践当中，难免要面对种种问题与困扰。
因施工单位过分追求施工进度，施工精细管理不足，导致梁片预制外观质量不尽如人意，如存在色差，端面存在气泡，端面局部有缺棱掉角现象时有发生。
4.1耐久性
钢筋腐蚀、冻融损坏、碱集料反应和化学物质侵袭、环境影响等，使得结构的承载力会随着时间推移而降低。尤其是，当混凝土保护层剥露、钢筋腐蚀后，其有效截面积会不断减小，就使得结构的承载能力迅速下降，并不可恢复，严重时还会出现钢筋断裂。节段预制桥梁由于运用新工艺，减少材料用量，把结构力学运用至极致。在耐久性问题上对比传统工艺更应重视。
4.2疲劳损伤
桥梁所采用的材料往往含有微小的缺陷,在循环荷载作用下,这些微缺陷(微裂纹和微孔洞)会成核，发展及合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制,极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。
4.3不可预料因素
从桥梁的设计到使用，由于科技发展水平的限制，还有许多我们所未知的，如桥梁的地震特性，风振特性及控制及复杂结构的确切的空间受力行为和强度机理等方面研究都只能说是初步的，至少是不全面的。
4.4补救措施
增加养护维修和管理资金的投入，引进先进的现代化技术，加大对养护和管理科技方面的投入，实施有效的养护维修和管理，可以使目前的桥梁的使用性能得以改善，寿命得以延长，减少和避免灾难性事故的发生。
桥梁设计在选型方面要便于养护、材料要耐久，细部设计要周全，部分构件要尽量考虑可更换，尽可能减少结构的暴露面，经济合理美观。
5结语
工程产业机械化程度的不足，限制了预制装配技术应用。从社会的需要出发，桥梁建设规模的扩大、人力成本的上升以及理念的提升，都需要预制装配技术的应用。预制拼装需要更加工业化的生产和组织能力，需要协调设备、生产、组装各方面的因素，施工要求更高。对于早期的交通建设，桥梁规模与密度较小，应用装配式可能成本并不划算。对于目前的大规模高速公路、城市高架路、高铁、轨道交通，桥梁在线路中的比重越来越高，大规模的预制拼装更加适用了。
“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”要想打破马太效应，从弱者成为强者，需要什么？地铁产业取得了不俗成绩，如何保持这一来之不易的优势？答案唯有：创新。科技创新无疑是地铁设计实现洼地崛起、后发快进的强大“原动力”，创新的可贵，在于它首先是对守成的放弃。“踩着别人脚步走路的人，永远不会留下自己的脚印”，创新意识的从萌芽向实际应用的跃升，是居安思危的超越，是再向新高峰的攀登。这里有现实的催逼，更有发展的自觉。设计人在总结前期设计的经验和教训、回访运营的基础上，广泛收集整理各种信息资料，提出了通过技术创新全面提高运营的安全和可靠性、节省运营能耗、节约工程投资、缩短建设周期的目标。在国内地铁领域应用桥梁节段预制拼装技术，在地铁领域乃至市政桥梁领域引起强烈反响。地铁在新一轮大规模建设开始，为了适应轨道交通建设、运营和网络化发展需要，结合规划发展目标和地方特点，进一步促进轨道交通的可持续性发展。
预制装配式桥梁并不是一个全新的概念，已经有了较长的发展历史。广州地铁四号线及六号线已运用了节段预制技术，外观漂亮，环保节能。施工质量控制是一项重要的工作, 不仅需要工程参与者能够通力配合, 更需要足够的责任心。在桥梁施工过程中要经济合理的使用材料资源，坚持施工原则，严格执行国家现行的施工规范和国家批准的技术标准；积极推广应用“可靠性施工” 、 “结构优化施工”等现代施工办法；要注意因地制宜，节省建设资金，就地取材等。运营过程应重视其外观检查，及时发现可疑情况，确保地铁运营安全。
参考文献：
[1] 预应力混凝土桥梁预制节段逐跨拼装施工技术规程 中华人民共和国行业标准CJJ-T 111-2006