平原區高速公路中小跨徑橋梁全預制方案研究

孫永存

摘 要：本文通過某平原區高速公路中小跨徑橋梁全預制方案可行性分析，介紹橋梁預制方案可行的措施及預制拼裝的關鍵技術問題，其中，對灌漿套筒連接和預應力連接兩種應用較多的預制拼裝連接方式進行詳細介紹，對現澆施工與預制拼裝施工的優缺點進行列表整理，對下部結構預制拼裝的適用條件進行綜合評價，為同類橋梁預制拼裝提供參考。

關鍵詞：平原區 高速公路 中小跨徑 全預制

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（c）-00-02

1 項目概況

沈陽至康平高速公路鴨綠江街至新城子段連接現有沈康高速公路和沈陽過境繞城高速公路，為沈康高速公路南延線，所在地區為平原地貌。本項目路線全長24.64m，采用雙向四車道高速公路標準建設，設計速度100km/h，路基寬度26m。本項目設置中小跨徑橋梁共計18座，橋梁上部結構形式有預應力砼空心板、裝配式預應力砼箱梁以及預應力砼連續箱梁3種。

2 上部結構預制拼裝方案

上部梁板的預制拼裝技術發展相對比較成熟，主要的施工工藝有整孔架設法、逐孔拼裝法、節段預制拼裝法、平衡懸臂拼裝法等，本文暫不贅述。

3 下部結構預制拼裝方案

3.1 下部結構預制拼裝的提出

關于橋梁下部結構，目前我國橋梁行業仍以現場澆筑方式為主，在城市、高速公路等環境下現場澆筑施工，搭設大量支架和模板、綁扎鋼筋，僅在少數跨海大橋，如東海大橋[1]、杭州灣大橋[2]等使用預制橋墩節段拼裝技術，以縮短海上施工平臺的規模及縮短海上施工的時間，極少數城市高架，如上海嘉閔高架、廈門BRT高架也有使用，以縮短施工對城市交通阻礙的時間。本項目位于沈北經濟開發區，路網發達，且橋梁眾多，為保證橋梁施工質量，減少對周圍交通、環境的干擾以及縮短工期，本文提出了橋梁下部結構預制拼裝的方案。

3.2 下部結構預制拼裝的措施

下部結構預制拼裝，即于工廠或預制場內集中預制，然后于施工現場節段拼裝。預制多為標準化批量生產，與常規預制基本無差異，連接方式有灌漿套筒連接、預應力連接、插槽式連接、承插式連接等，其中，灌漿套筒連接和預應力連接兩種方式應用較多。

3.2.1 灌漿套筒連接

灌漿套筒連接接頭由帶肋鋼筋、套筒和灌漿料三部分組成。連接原理：帶肋鋼筋插入套筒，向套筒內灌注無收縮或微膨脹的水泥基灌漿料，充滿套筒與鋼筋之間的間隙，灌漿料硬化后與鋼筋的橫肋和套筒內壁凹槽或凸肋緊密嚙合，即實現兩根鋼筋連接后所受外力能夠有效傳遞。國內建設的東海大橋、港珠澳大橋等下部結構均采用了類似的施工方法。

3.2.2 預應力連接

預應力連接即分節段預制橋墩或蓋梁，現場裝配完畢后，在墩頂張拉預應力筋進行連接。國內建設的新澳凼大橋、北京積水潭試驗橋工程等下部結構采用了類似的施工方法。

3.3 與常規現澆施工方法的比較

結合國內外預制橋墩節段拼裝的實施案例，與傳統現澆施工方法相比，橋梁下部結構預制拼裝主要有以下幾點不同，具體見表1。

3.4 下部結構預制拼裝的關鍵問題

（1）預制構件連接處是一個薄弱環節，是節段拼裝橋墩設計的關鍵，主要原因是接縫會承受較大的局部應力，是容易破壞、劣化的部位，需要精心設計，采取可靠的裝配方式，才能保證橋梁運營安全、耐久，目前連接方式、連接處的耐久性設計等相關設計規范缺失。

（2）對于采用節段拼裝施工技術的橋墩，尤其是雙柱墩，存在墩柱與蓋梁的節點連接，連接構造多，結構受力復雜，其抗震性能如何，尤其是不同連接方式下橋墩的抗震性能如何，目前仍缺乏系統的研究，已建成橋梁還未曾接受地震的考驗，震后的損傷情況，自復位能力怎樣還沒有得到直接的驗證。

（3）目前下部結構預制拼裝技術主要應用于海上橋梁，原因在于陸上預制+海上安裝的造價低于海上搭支架現澆混凝土的造價，而應用于普通高速公路建設，其造價是高于現澆施工的，如何實現規模化生產，降低連接器單價，降低預制混凝土的生產成本是需要解決的問題。

4 綜合評價

在節能、環保、低碳日益受到重視的今天，預制節段拼裝橋墩工藝勢必成為今后橋梁建設發展的趨勢。然而，總結目前已建成“下部結構預制拼裝”橋梁實例，橋墩預制拼裝技術比較適用于非抗震設防區或低抗震設防區，橋梁長度較長，橋墩數量較多，橋墩高度相對較高，現場無混凝土攪拌站和施工場地，混凝土輸送管道設備較難布置的橋梁墩臺的施工，也適用于北京、上海等超大型城市現澆施工嚴重阻礙交通的高架橋建設。本項目雖然位于沈北經濟開發區，路網發達，但車流量相對市區明顯偏少，交通運輸方便；項目所在區域抗震設防烈度為7度，設計基本地震峰值加速度為0.10g，地質條件相對較差，預制橋墩的抗震性能需仔細核查計算。

平原地區高速公路中小跨徑橋梁下部結構是否采用預制拼裝方案需要結合實際進行深入研究，當橋梁規模較大且對工期、施工環境有嚴格要求時，可考慮預制拼裝方案，需要注意橋梁抗震性能的核查計算。

5 結語

本文結合沈康高速公路中小跨徑橋梁全預制方案可行性分析，介紹了全預制方案的措施、與現澆法施工相比較的優缺點分析、預制拼裝的關鍵問題及造價等，為平原區高速公路中小跨徑橋梁是否采用全預制方案提供一定借鑒。

參考文獻

[1] 沈陽云.東海大橋墩身節段預制安裝的關鍵技術[J].公路，2005（8）：7-12.

[2] 葉勇軍.杭州灣跨海大橋大型預制墩身模板有限元設計[J].港口科技，2014（7）：2-7.