預制拼裝技術在市政橋梁建設中的應用

周天璧，朱志勇

（岳陽市公路橋梁基建總公司，湖南岳陽 414000）

近年來，預制拼裝技術作為一種先進施工技術被廣泛應用于市政橋梁建設中，有效解決了現場澆筑施工所存在的能耗高、噪音污染大、浪費人力等問題，大大提高橋梁施工的效率與質量。在市政橋梁建設項目不斷增多的今天，積極探討預制拼裝技術在市政橋梁建設中的應用具有重要現實意義。下面，先從環境角度、質量角度、勞動力角度來講一講預制拼裝技術的優勢。

1 預制拼裝技術的優勢

預制拼裝技術所使用的主要構件是在廠內集中進行加工，采用的是工業化、批量化生產方式，在施工現場只需利用機械設備對構件進行拼裝即可，這對于推動橋梁建設的規范化、標準化具有重要作用。與傳統橋梁施工技術相比較，預制拼裝技術在保護環境、質量控制、進度控制等多個方面具有顯著優勢。首先，從環境角度來看，傳統施工技術占地較多，且施工現場較為臟亂，會對周邊交通、環境造成較大影響，而預制拼裝技術占地較小，施工過程節能環保，在很大程度上減少了對周邊交通的影響。其次，從質量角度來看，傳統施工技術容易出現各種質量通病，而預制拼裝技術采用的是標準化作業方式，施工質量更有保證。最后，從勞動力角度來看，傳統施工技術的機械化程度較低，需要使用大量人力，而預制拼裝技術以機械化作業為主，只需較少的人力和成本投入，施工效率也更高。

2 市政橋梁建設中的預制拼裝技術

2.1 節段預制和線型控制

預制節段之前，需要根據工程項目的具體情況，結合混凝土等級、預應力筋材料特性、預制節段的安裝齡期等因素，對橋梁預拱度進行計算，得出科學合理的設計參數。為方便測量各梁段的測點坐標，應為每個預制梁段設置一定數量的控制測點，利用測點來控制節段的平面位置和標高，一般需要高程控制點4 個，軸線控制點2 個。

在預制節段時，可將節段在整體坐標系中的線性及姿態轉變為節段自身的局部坐標系，確保節段的平、豎曲線滿足設計要求。預制時應根據橋梁設計圖紙，結合所用的施工方案，對橋梁結構進行分析和計算，明確預拱度及橋梁尺寸等數據，并建立相應的幾何數據庫。

節段預制一般使用長線拼裝法和斷線拼裝法。

2.1.1 長線拼裝

長線法預制拼裝主要是指根據已完成的設計制梁線形，一塊接一塊在長臺座上進行匹配預制，讓兩塊之間構成匹配面。

例如，上海的新瀏河橋全部通過預制節段拼裝的方法進行施工，是一座42m 三跨箱形橋梁。該橋的主橋橫斷面是四箱單室結構，每跨箱梁可分成13 個節段，每個節段的重量大約是38t。節段使用2 套長線法臺座實行預制。

再如，印度新德里的軌道交通BC-7 標項目，長度大約是5.2 m，都是采取高架結構，有4 座車站。區間的上部結構都是通過預制節段拼裝箱梁的方式進行施工，總共是144 跨。在生產過程中一共投入了6 套長線法臺座進行箱梁的節段預制。

2.1.2 短線拼裝

短線拼裝主要是指通過固定模具進行澆注。模具的一頭是固定模，另一頭是預先澆注梁端，現將梁段從澆注的位置移到匹配的位置，匹配新澆注的梁段，再將其運送到存梁場。短線預制的方法施工速度較快、占地面積不大，隨著施工單位施工質量和施工技術的逐步提高，短線法預制拼裝將會得到施工單位越來越廣泛的應用。

法國是最先采用短線預制法的國家，后來這種方法在歐洲得到推廣，并在世界范圍內得到廣泛應用。剛構橋、簡支梁橋、連續梁橋以及斜拉橋都是短線預制施工法的成功應用案例。

例如，蘇通大橋中引橋和北引橋75m 跨的連續梁是單室單箱預應力箱梁，三聯，25 跨，左右兩幅分開。預制的節段一共是1032 塊，梁段的長度是2～4.6m，設計的最小重量是93.1t，設計的最大重量是286t。蘇通大橋項目是我國第一次使用短線法預制節段的項目，生產線有2 條，每個生產線上設立了3 個鋼筋綁扎臺座和3 個預制臺座。

2.2 上部結構施工

2.2.1 節段拼裝

應用預制拼裝技術時，可根據施工現場實際情況，結合設備、成本等因素，對拼裝工法做適當調整，目前常用的拼裝方法有以下幾種：

（1）起重機吊裝。起重機包括龍門吊機、伸臂吊機、履帶吊機等，無論使用哪種吊機，都應滿足以下幾點要求：首先，吊機的起重能力必須達到最大構件的起吊要求；其次，吊機可靈活進行縱向運動，且移動之后可固定于某一拼裝位置；最后，吊機在某一位置進行拼裝時，可靈活進行豎向提升及縱橫向運動，能夠靈活操控吊裝物的位置。

（2）卷揚設備。施工現場所使用的工作車也屬于卷揚設備，該類設備一般固定于已拼裝好的最后一塊節段上，并隨著拼裝工序的實施逐步進行前移。這種拼裝方案的起吊重量較大，但因其位于最后一塊節段上，在吊裝過程中將對節段造成不同程度的影響。

（3）桁架吊裝。這種吊裝方案的起吊能力更強，非常適用于懸臂施工的拼裝吊梁。在吊裝過程中，桁架的前后端都位于已預制完成的節段上，每完成一個工區的作業后，便可移動至另外一個工區。

（4）漸進式吊裝。漸進式吊裝與整孔拼裝比較相似，它是從第一跨節段依次向下一跨方向施工，并使用鋼絞線來承載節段的初始質量。當吊裝作業進行約1/3 后，可通過內部預應力束對其進行張拉處理，依次施工直至整孔的節塊都拼裝完畢。

2.2.2 節段拼裝接縫

根據施工進度和施工部位的不同，所采用的接縫方式也有所不同，目前較為常用的有濕接縫和膠接縫兩種。

濕接縫主要用于橋跨合龍，有時也用于對施工誤差進行糾正。采用濕接縫時，需要對拼接面進行一定的預處理，包括鑿毛、刻槽等，以確保新舊混凝土良好對接在一起。在接縫施工中，波紋管的對接是最為復雜的工藝環節之一，在對接過程中經常出現一些難以處理的狀況，如管長、管直與接縫寬度不匹配，預留管道的方位有偏差，管孔串漿等，對于這些問題在施工時要格外加以注意。

膠接縫利用固化的環氧樹脂使節段緊密貼合在一起，不但能顯著提升橋梁剛度及抗剪性能，還能提高橋梁的防滲性能。采用膠接縫時，首先要在節段間涂一層環氧樹脂，涂抹厚度以0.8～1.6mm 為宜。初步完成吊裝后，通常會有10～15cm 的縫隙，此時可穿入臨時用的預應力筋，裝好連接器，然后進行涂膠并合龍，接縫后可對預應力筋進行適當張拉，確保膠接縫的壓應力保持在0.3MPa 以上。采用膠接縫時，選用合適的環氧樹脂膠至關重要，當前隨著化工行業的快速發展，產品更新換代的速度大大加快，施工企業在選擇環氧樹脂膠材料之前，應進行充分的市場調研，通過貨比三家，選出性能最佳的材料。在拼裝接縫施工中，環氧樹脂膠都是隨用隨配，施工時先在混凝土接面上涂上環氧樹脂底層膠（底膠用環氧樹脂、固化劑、稀釋劑等原料按試驗決定比例進行調配），之后再涂抹加入了水泥、干燥砂等填料的環氧樹脂膠。

2.3 下部結構施工

為有效減少結構現場施工給環境造成的不良影響，減少污染物排放量，達到工業化橋梁裝配建造，通常采用預制拼裝橋墩。在城市密集區修建高架橋梁和山區修建高墩非常適合采用拼裝橋墩。因為下部結構在地震荷載作用中主要承擔著巨大的能耗，因此，要深入研究橋墩之間的性能和連接方式、預制節段的劃分等問題。

預制節段拼裝橋墩通常是豎向的拼裝，具有很高的拼裝難度，對施工的進度會造成較大影響。在預制節段拼裝橋墩施工過程中，需要妥善解決節段的連接和劃分問題。最初的時候，施工單位只是在大型的跨海橋梁施工中運用預制節段橋墩，如東海大橋。

預制節段橋墩的成功施工案例有上海S7 公路新建工程，其采用預制節段拼裝的方式完成蓋梁的施工，該工程的蓋梁節段利用牛腿式垂直拼縫進行連接，最大限度減少施工過程中的風險。

2.4 施工監控

采用預制拼裝技術時，橋梁的內力會隨著拼裝節段的增加而發生變化，為使橋梁內力穩定在設計范圍之內，在拼裝時應提前在接縫中預埋一定數量的壓力傳感器，實時獲取各節段接縫處的應力數據。相關人員要加強施工監控，密切關注應力數據的變化，準確掌握橋梁的應力狀態，確保橋梁結構恒載內力滿足設計要求，使橋梁保持良好的結構線性。

3 結語

綜上所述，本文以預制拼裝技術的優勢為切入點，從節段預制與線型控制、節段拼裝、節段拼裝接縫、施工監控幾個方面，詳細論述預制拼裝技術在市政橋梁建設中的應用，多角度入手，旨在提升預制拼裝技術應用水平，為高質高效完成市政橋梁建設提供有力保障。