預(yù)制裝配式公路橋梁在黑龍江省推廣應(yīng)用前景研究

尹 飛，劉勁草

(1.黑龍江省龍建路橋第五工程股份有限公司，黑龍江 哈爾濱150001；2.黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 預(yù)制裝配式橋梁在國內(nèi)的發(fā)展及應(yīng)用情況

裝配式橋梁是指將橋梁結(jié)構(gòu)劃分為小的部件進(jìn)行預(yù)制，再在現(xiàn)場拼裝成整體的橋梁。自上世紀(jì)60年代起始，我國建筑行業(yè)專家開始致力于推進(jìn)裝配式工藝在橋梁上部區(qū)域的實(shí)踐應(yīng)用，各項(xiàng)技術(shù)持續(xù)推進(jìn)，其中預(yù)制T梁、預(yù)制空心板以及節(jié)段拼裝箱梁等先進(jìn)技術(shù)的成熟可靠，應(yīng)用范圍以及應(yīng)用效率均較為顯著。

至于裝配式橋梁下部結(jié)構(gòu)，其中預(yù)制樁基早早得到挖掘與應(yīng)用，影響范圍亦是較為廣泛。早在上世紀(jì)60年代末，豐臺(tái)橋梁已然突破重重阻礙，推出了中國建筑史上第一根先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，為鐵路橋梁發(fā)展夯實(shí)根基。預(yù)制墩柱其抗震表現(xiàn)未能得到認(rèn)可，因而初期更多應(yīng)用至任務(wù)緊張，基礎(chǔ)優(yōu)越的跨海大橋范疇，而且絕大多數(shù)均借助現(xiàn)澆濕接縫連接。如東海大橋與上海長江大橋墩柱均采用預(yù)制場制作、海上吊裝、濕接縫連接工藝，港珠澳大橋采用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋配合剪力鍵的干接縫施工工藝。現(xiàn)如今材料更新?lián)Q代速度極快，各項(xiàng)尖端技術(shù)頻頻面世，傳統(tǒng)建造模式開始落后于時(shí)代需求，尤其是在綠色建筑理念風(fēng)行的當(dāng)前，預(yù)制墩柱正式于2012年完成在城市橋梁范疇的首次亮相。

現(xiàn)如今裝配式橋梁發(fā)展堪稱百舸爭流，其中覆蓋各項(xiàng)環(huán)節(jié)以及構(gòu)成的全裝配式城市橋梁結(jié)構(gòu)愈發(fā)成熟，深受業(yè)界認(rèn)可與喜愛，亦是當(dāng)前城市橋梁建設(shè)首要之選。滬長蓉穗等地均已有成熟可靠地全裝配式城市橋梁案例完成，具備先進(jìn)性的預(yù)制裝配式建設(shè)思想同樣受到各行業(yè)關(guān)注，成為橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域依仗的新興理論，無論是經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益均非常可觀。

當(dāng)前具備典型性與代表性的裝配式橋梁項(xiàng)目以市政橋梁為主，詳見表1。

隨著我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展，為響應(yīng)國家號(hào)召提倡綠色施工，綠色工程化與智能化建造技術(shù)已成為未來發(fā)展趨勢。目前全國多個(gè)省份(如浙江省、安徽省、廣東省、湖南省等)在多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。已經(jīng)提出公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化預(yù)制、裝配化安裝新理念。公路橋梁預(yù)制裝配橋梁建造主要思路是將全線所有橋梁上、下部全部集中起來，單獨(dú)招標(biāo)形成預(yù)制標(biāo)。高標(biāo)準(zhǔn)集中預(yù)制全線所有橋梁構(gòu)件。然后再由各路基標(biāo)段根據(jù)路基工程進(jìn)展情況，預(yù)制標(biāo)裝運(yùn)橋梁構(gòu)件，運(yùn)至現(xiàn)場后安裝成型。

表1 預(yù)制裝配式橋梁案例

預(yù)制裝配式橋梁已在我國各省多條高速公路上應(yīng)用：安徽G3京臺(tái)高速公路方興大道至馬堰段改擴(kuò)建工程、安徽德州至上饒國家高速公路合肥至樅陽段、浙江杭紹臺(tái)高速紹興金華段等，取得了提高橋梁工程質(zhì)量、縮短橋梁現(xiàn)場成型周期、降低工程造價(jià)等良好效果，對(duì)于橋梁施工標(biāo)準(zhǔn)化起到了很好的推動(dòng)作用。

2 采用預(yù)制裝配式公路橋梁的意義

(1)與傳統(tǒng)工藝橋梁相比，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)優(yōu)勢性較為顯著

①可預(yù)制與可裝配性：其由一系列預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行組合裝配；傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)澆具備頗多弊端，強(qiáng)度要求周期需要保持重視，再者澆筑過程中常存在一系列不穩(wěn)定問題；東北受季節(jié)影響，施工進(jìn)度慢。而這些是預(yù)制工藝所能克服的。

②質(zhì)量優(yōu)：由于構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，可以用高度機(jī)械化和自動(dòng)化的預(yù)制生產(chǎn)線替代施工現(xiàn)場大量的重復(fù)性工作；

③通用性：各背景，各類型橋梁形式與設(shè)計(jì)秉持標(biāo)準(zhǔn)化理念，具備體系性與模塊性，因此在普適性與通用性方面表現(xiàn)良好；

④快速性：能夠進(jìn)行拼裝施工，卓有成效的控制工期，不會(huì)對(duì)于周邊環(huán)境以及交通遭受負(fù)面破壞；

⑤適應(yīng)性：基本能夠契合各類橋位設(shè)計(jì)需求；

⑥機(jī)動(dòng)性：構(gòu)件種類較為簡易，運(yùn)輸順暢，再者具備反復(fù)利用價(jià)值；

⑦儲(chǔ)備性：其屬于應(yīng)急搶修器材范疇，因而可以展開戰(zhàn)略儲(chǔ)備，確保器材完整性與充實(shí)性，確保養(yǎng)護(hù)以及供應(yīng)及時(shí)有效。

⑧節(jié)約性：構(gòu)配件嚴(yán)格遵循工廠標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范進(jìn)行加工，件件有所用，避免浪費(fèi)發(fā)生。

(2)采用預(yù)制裝配式橋梁可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，促進(jìn)新材料、新工藝、新技術(shù)發(fā)展，比如新的鋼筋連接件、錨固件、高強(qiáng)灌漿料的研發(fā)。科研院所、設(shè)計(jì)企業(yè)、材料、工藝、設(shè)備、產(chǎn)業(yè)政策等共同來推動(dòng)發(fā)展。

(3)采用預(yù)制裝配式橋梁有利于促進(jìn)由勞動(dòng)密集型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向信息化和工業(yè)化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能、推動(dòng)化解過剩產(chǎn)能。

3 采用預(yù)制裝配式公路橋梁與傳統(tǒng)橋梁的造價(jià)比較

如僅考慮工程建安費(fèi)用，選擇預(yù)制拼裝方式相較于現(xiàn)澆施工成本增加約10%左右。主要原因：連接器以及灌漿材料均占據(jù)一定成本，預(yù)制構(gòu)件從預(yù)制階段起始，經(jīng)過運(yùn)輸，吊裝以及拼裝等階段均會(huì)存在施工費(fèi)用增加。但如考慮環(huán)境、社會(huì)等綜合效益，則極富競爭力。

現(xiàn)如今連接器產(chǎn)品以及灌漿材料等等愈發(fā)普及，大型機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)頻率持續(xù)提升，預(yù)制規(guī)模以及水平同樣有著長足進(jìn)步，基于此背景，未來預(yù)制裝配式橋梁亦將展現(xiàn)出獨(dú)樹一幟的影響力。

4 制約預(yù)制裝配式公路橋梁在黑龍江省推廣的因素

(1)前期投資較大，且收益周期較長；(2)對(duì)項(xiàng)目發(fā)包形式要特殊要求；(3)需要省內(nèi)相關(guān)政策支持；(4)對(duì)運(yùn)輸條件要求較高；(5)需在大面積推廣裝配式結(jié)構(gòu)為前提。

裝配式橋梁規(guī)范性與嚴(yán)謹(jǐn)性方面均有待補(bǔ)足，裝配技術(shù)同樣需要精益求精，其中一些連接方法對(duì)于技術(shù)要求相對(duì)苛刻，難度層次較高，結(jié)構(gòu)耐久性不容小覷，這些均需要在未來保持專注度。

5 預(yù)制裝配式橋梁在黑龍江省應(yīng)用條件

鑒于上述對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的論述，結(jié)合黑龍江省公路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。在公路建設(shè)項(xiàng)目中，對(duì)于運(yùn)輸條件較好的跨線橋以及對(duì)施工工期要求較高的特大、大型橋梁可以作為黑龍江省前期推廣裝配式結(jié)構(gòu)的主要工程試點(diǎn)。

在積累一定的設(shè)計(jì)、施工、市場成功經(jīng)驗(yàn)后，結(jié)合省內(nèi)對(duì)裝配式橋梁相關(guān)政策的扶持后，可大面積推廣。

6 結(jié) 語

預(yù)制裝配式橋梁發(fā)展的最終目標(biāo)是建立橋梁結(jié)構(gòu)的工廠化制造、機(jī)械化裝配和標(biāo)準(zhǔn)化管理的集成技術(shù)，是未來國內(nèi)橋梁行業(yè)發(fā)展的趨勢。建議黑龍江省在運(yùn)輸條件好的高速公路項(xiàng)目如哈爾濱都市圈工程等對(duì)預(yù)制裝配式橋梁進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)向精益化與智慧化發(fā)展。