徐利君
北京市市政四建设工程有限责任公司 北京 100000
摘要：随着经济发展，城市交通量迅速增长，为缓解道路交通拥堵现象，完善城市道路交通体系，２０世纪９０年代，多数城市相继建设高架快速路、立交桥、跨线桥等。桥梁主要结构形式以预应力混凝土简支小箱梁和预应力混凝土连续箱梁为主，其主要采用满堂支架现浇法施工，但预应力混凝土连续箱梁桥采用满堂支架现浇施工的弊端亦非常突出，主要表现在建材浪费严重、影响城市市容及环境、质量控制难度大等方面。预制装配化施工技术基于“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，具有“一优二减三节四降”的优势。装配式施工技术以后的发展方向主要体现在预制构件连接技术研究、设备研发、新材料及ＢＩＭ技术的应用等方面。坚持标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用，推动建造方式创新，大力发展装配式结构，不断推动城市桥梁建造方式改革创新，提升市政基础设施工程质量水平。
关键词：桥梁；预制装配化；绿色；建造技术；应用；发展
1装配式桥梁发展的影响因素
1.1市场需求和供给有待培育和提高
这是装配式建筑桥梁共有的特点。2015年后，我国建筑行业规模增速回升，到2019年同比增速为5.7%，建筑行业总产值达24.8万亿元，而装配式建筑总产值约为6300亿元，仅占建筑行业总产值的2.5%。这说明在庞大的建筑业规模中，建设各方主动采用装配式建造方式的意愿还不强烈，同时，构配件的供应量也不能满足市场需要。因此，一方面要继续培养需求；另一方面也要扩大供给。
1.2从业者的主观动力不足
劳动力短缺、劳动力成本增加本应是倒逼施工技术向装配式发展的原因之一，但实际情况也有另外一面。当前我国装配式建筑桥梁发展的动力不足主要源于以下2个方面。1）传统现浇模式成本仍低于装配式建造成本，而当前建筑人工费用支出持续上涨，建筑装配率提升使人工费用下降。2）传统土建施工企业工人更熟悉适应现浇工艺流程和“人海”战术的落后施工方式，对信息化、数字化、智能化的建造方式认识水平偏低、职业技能不足。
1.3规范体系的建立尚不完善
现阶段，装配式桥梁的相关国家、地方性规范较少，如CJJ/T293—2019《城市轨道交通预应力混凝土节段预制桥梁技术标准》，以及江苏省地方标准DB32/T3563—2019《装配式钢混组合桥梁设计规范》和DB32/T3564—2019《节段预制拼装混凝土桥梁设计与施工规范》中，对城市内的装配式桥梁的施工条件、结构体系、细部构造、关键技术及通用图缺乏系统的阐述。因此，对质量检查和验收规程的补充、构件连接方式、结构耐久性等一系列课题有待进一步研究。
2预制装配式桥梁特点
目前，国内城市大多数混凝土桥梁在施工条件允许的情况下，采用原位现浇法施工。原位现浇法施工在以往城市道路和桥梁施工中发挥了重要作用，但因存在工地脏乱差、对城市交通影响大、污染城市环境、材料浪费严重等弊端，且城市交通建设施工对景观、环境及交通的要求高，将逐渐被装配化施工取代。国内常采用的预制装配式桥梁构件分为上部结构和下部结构，上部结构包含预制小箱梁、预制节段箱梁、钢箱梁、钢－混组合梁等；下部结构包含预制桥墩、预制盖梁等。上、下部结构均采用工厂预制、现场拼装施工技术的桥梁称为“预制装配式桥梁”。预制装配式桥梁中的少数非预制构件主要有上部结构连接构造、桥面铺装、下部结构基础承台及桩基。
预制装配式桥梁施工是基于“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，提出的一种新型的桥梁施工方式，这种施工方式可实现高质量、高效率的可持续发展，且能更好地塑造城市特色风貌、提升城市环境质量、创新城市管理服务。预制装配式桥梁施工相较传统桥梁建设方式具有绿色可持续发展的特点，主要体现在“一优二减三节四降”的优势。一优：工厂化预制，构件质量、外观更优；二减：减少周转用材料和机械投入８０％，减少建筑垃圾７０％；三节：节约人工７０％，节省工期２５％～３０％，节省施工用地５０％；四降：降低对市政交通的影响，降低粉尘污染，降低噪音污染，降低施工安全风险。同时，预制装配式桥梁施工具有标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用等特点。基于城市桥梁建设的绿色施工发展方向，预制装配式桥梁逐渐在城市桥梁建设中推广应用。
3城市桥梁预制装配化绿色建造技术
3.1节段剪力键连接技术
为保证预制节段之间能准确传递剪力、固定节段相互位置并确保整体性，在预制拼装桥梁节段之间设置齿块式剪力键。剪力键可分为单齿键和多齿键，因受力上的优越性，现在普遍采用密键形式剪力键。剪力键设置要考虑施工、受力和美观等方面的因素，综合国内外规范及既有工程经验，剪力键按以下原则布置。 （１）剪力键均匀布置，剪力键采用倾角４５°梯形截面，高度不小于混凝土最大粗骨料粒径的２倍。（２）腹板内的剪力键（槽）采用密键形式，应在腹板全高度布置，布置范围宜为梁高的 ７５％；剪力键（槽）的横向宽度不宜小于腹板宽度的７５％，且靠箱内侧边设置。（３）顶、底板剪力键采用较大的疏键，活载扩散范围内宜布设顶板剪力键。（４）预制节段体内预应力孔道若与剪力键冲突时的处理方式：①对于板厚较薄的节段，可局部取消冲突位置处剪力键；②对于板厚较厚的节段，可仍保留剪力键，通过局部减小剪力键，避免冲突。
3.2下部结构连接技术
节段拼装桥墩连接主要有灌浆套筒连接、灌浆波纹钢管（金属波纹管）连接、普通混凝土湿接缝连接、超高性能混凝土 （ＵＨＰＣ）连 接、预 应 力 钢 筋 连接、插槽式连接、承插式连接等方式，以实现预制桥墩节段之间、预制墩身与盖梁、预制墩身与承台之间的连接，拼装接缝采用 砂浆垫 层或环 氧胶接缝。
4装配式施工技术发展
4.1预制构件连接技术研究
目前，国内预制装配式桥梁大多为上部结构装配化施工，预制节段梁及墩柱大多采用胶拼或湿接缝连接，而预制构件中桩基、盖梁、桥面板、防撞栏杆等构件之间的连接及接头位置的密封性能的理论研究较少，需重点研究，以提高全预制装配式桥梁的整体性。
4.2 装配式设备研发
预制装配式上部结构常用设备主要是架桥机、架梁吊机。目前墩梁一体化架桥机可满足最大跨径为７０ｍ预制梁桥架设。对于预制盖梁和大于７０ｍ跨度的桥梁则需另外投入施工机械设备进行施工。因此需要在墩梁一体化架桥机的基础上研发适用于墩柱、盖梁、节段梁和具有横移功能及适用于小曲率半径的架桥机，以提高施工效率，节约设备成本。此外，为更有效、快速且绿色环保地完成装配式桩基施工，使桩基设备在成桩垂直度、对周边环境的保护及施工时间上能满足要求，需对桩基设备的施工技术进行优化改进。
4.3新材料应用
国内外已研发出超高性能混凝土（ＵＨＰＣ）和纤维增强聚合物材料（ＦＲＰ）等新材料，如何在全预制装配式桥梁中充分利用新材料性能，提高预制桥梁质量和耐久性是装配式桥梁发展的方向。
结束语
装配化施工作为绿色快速化施工技术在我国还处于初期阶段，目前在城市桥梁建设中逐渐推广应用，但大多集中应用在混凝土梁桥上部结构中。对于预制装配式桥梁，做好预制构件连接理论研究，结合新材料、新工艺、新设备的研发与应用，运用ＢＩＭ技术，实现智能化建造技术，会使装配化施工在桥梁建造中具有较大的发展空间，以实现桥梁工程施工走向工业化及绿色化目标。
参考文献
[1]张海涛.预制装配式桥梁在公路建设中的应用[J].交通世界,2020(27):86-87.