裝配式技術(shù)在市政橋梁工程中應(yīng)用探討

趙志鋼

（中電建建筑集團有限公司，北京 450001）

1 裝配式混凝土橋梁特點

市政橋梁裝配式技術(shù)的使用可以有效縮短工期，減少工程施工中出現(xiàn)的問題。不同于傳統(tǒng)的施工技術(shù)，橋梁裝配式技術(shù)可以實現(xiàn)工程構(gòu)件的統(tǒng)一生產(chǎn)，然后運送到施工現(xiàn)場對構(gòu)件進行安裝。裝配式技術(shù)可以提高配件安裝的整體質(zhì)量，降低施工難度。裝配式施工技術(shù)的性價比較高，并且生產(chǎn)的橋梁配件能夠根據(jù)橋梁工程的實際情況進行調(diào)整，保證滿足橋梁工程施工的需求。采用裝配式建筑施工的模式還能夠提高環(huán)保效果，減少對生態(tài)環(huán)境的污染，推動我國生態(tài)環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展?？梢哉f裝配式施工技術(shù)的使用符合我國綠色發(fā)展的基本要求，對于城市的持續(xù)發(fā)展有很大的幫助。

2 市政橋梁發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題

市政橋梁工程施工時出現(xiàn)的問題比較多，并且行業(yè)標準規(guī)范制定不足，再加上施工技術(shù)使用存在不妥當?shù)牡胤?，從而?dǎo)致市政橋梁工程施工出現(xiàn)多種不同的問題。

2.1 施工技術(shù)中的結(jié)構(gòu)問題

當前城市的建設(shè)規(guī)模在不斷擴大，城市規(guī)劃設(shè)計的過程中影響市政橋梁的因素有很多，并且市政橋梁工程施工環(huán)境的復(fù)雜程度越來越高，管理部門開展工作時重視力度不足，導(dǎo)致市政橋梁工程的整體質(zhì)量下降。同時，市政橋梁工程施工時使用的施工材料和施工工藝不夠完善，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)存在很多安全隱患。例如，市政橋梁工程使用的環(huán)保材料沒有按照預(yù)計的標準使用，導(dǎo)致橋梁工程的整體強度比較低，一旦遇到外力的作用容易出現(xiàn)坍塌等問題。此外，市政橋梁工程施工使用的工藝技術(shù)相對落后，缺少對先進施工技術(shù)引進的重視力度，從而導(dǎo)致市政橋梁的整體質(zhì)量下降。

2.2 橋梁施工的管理技術(shù)相對落后

市政橋梁工程質(zhì)量的提升既要有先進的施工技術(shù)，還要做好施工技術(shù)管理工作，強化工程技術(shù)管理。但是，就目前的情況看，當前大部分市政橋梁工程施工時施工單位沒有認識到技術(shù)管理工作開展的重要意義，使用的施工管理技術(shù)比較落后。當前使用的大部分施工管理技術(shù)更適用于階段性工程施工，或者節(jié)點工程施工，并不能根據(jù)工程的整體情況開展系統(tǒng)性的管控工作，導(dǎo)致市政橋梁工程的管理力度不足。此外，市政橋梁工程管理水平比較低，管理工作的完整性和系統(tǒng)性嚴重缺乏，再加上管理人員的管理水平比較低，嚴重影響市政橋梁工程質(zhì)量的提升。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)防腐問題亟待解決

就目前的情況看大部分市政橋梁工程施工時都需要使用大量的鋼筋材料，這對整個橋梁強度和穩(wěn)定性的提升有很大的幫助。一旦鋼筋結(jié)構(gòu)被腐蝕，其穩(wěn)定性就會嚴重下降，影響市政橋梁的使用壽命。當前有些市政橋梁缺少必要的維護與保護，從而導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重腐蝕的問題，再加上鋼筋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度比較高，日常維護與保養(yǎng)工作不到位，我國缺少先進的鋼筋結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)，從而增加了鋼筋結(jié)構(gòu)被腐蝕的可能性。

3 橋梁裝配式施工主要技術(shù)

3.1 承插式連接

橋梁裝配式施工時會根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)使用承插式連接方式，承插式連接時應(yīng)該控制插入孔洞的長度。為了保證提高市政橋梁工程施工的質(zhì)量，施工人員應(yīng)該做好底部鋪設(shè)工作，控制砂漿鋪設(shè)的厚度，保證砂漿鋪設(shè)的質(zhì)量符合要求。承插式連接方式應(yīng)用流程比較簡單，并且在實際施工時施工周期比較短。需要注意的是施工人員應(yīng)該做好力學(xué)性能分析，尤其是接縫處，加大對抗震性的分析力度。

3.2 灌漿套筒連接

灌漿套筒連接時需要將灌漿預(yù)制墩身與預(yù)先連接到套筒的鋼筋進行連接，針對出現(xiàn)的空隙可以使用高強度水泥進行填充。灌漿套筒連接技術(shù)對施工人員的專業(yè)技術(shù)能力要求比較高，施工人員必須做好相關(guān)的測量工作，并且保護好相關(guān)構(gòu)件。在具體使用的過程中灌漿套筒連接方式涉及到的工作量比較少，并且不需要張拉預(yù)應(yīng)力筋，工作流程簡單。當時，該方式的抗震性還不能準確把握，因此不能應(yīng)用于地震頻發(fā)的地區(qū)。

3.3 采用有預(yù)應(yīng)力的鋼筋連接構(gòu)造

預(yù)應(yīng)力鋼筋連接技術(shù)也是當前使用比較多的技術(shù)之一，在使用時主要借助鋼絞線等高強度的鋼筋進行連接，保證預(yù)應(yīng)力實際施工的需求。市政橋梁工程施工時使用鋼筋連接方式的情況比較多。預(yù)應(yīng)力鋼筋連接技術(shù)使用前施工人員需要做好相應(yīng)的理論計算與分析，保證連接的緊密性和穩(wěn)定性。但是，該方法的復(fù)雜程度比較高，施工周期也相對較長。

4 裝配式橋梁技術(shù)應(yīng)用情況

4.1 上部結(jié)構(gòu)拼裝

4.1.1 裝配式鋼筋混凝土箱梁

裝配式鋼筋混凝土箱梁技術(shù)是根據(jù)橋梁的總體情況將梁體劃分為不同的節(jié)段，然后將各部門節(jié)段在預(yù)制場制作出來，達到使用標準以后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進行拼接安裝。在預(yù)應(yīng)力的作用下各節(jié)段可以組裝到一起形成整體。當前預(yù)制節(jié)段的連接方式包括濕接縫、膠結(jié)縫和干接縫。相鄰預(yù)制梁段的填充物不同，使用的連接方式存在一定的差異，這就要求施工人員根據(jù)實際情況綜合選擇，提高連接的整體效果。

4.1.2 裝配式鋼箱梁

裝配式鋼箱梁的重量比較輕，相比于其他箱梁結(jié)構(gòu)裝配式鋼箱梁結(jié)構(gòu)具有突出的穩(wěn)定性和抗震性能，目前港珠澳大橋就是使用的裝配式鋼箱梁。

4.1.3 裝配式鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)

第一，鋼桁腹組合梁。鋼桁腹預(yù)應(yīng)力混凝土施工時以鋼桁式腹桿進行施工，這也是當前比較先進的結(jié)構(gòu)橋梁，鋼桁腹組合梁更適用于中等和大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)施工時。第二，裝配式組合鋼箱梁。裝配式組合鋼箱梁施工采用的是耐候鋼和波形鋼腹板，這種方式可以最大限度提高橋梁的承載能力，避免橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)坍塌的問題。例如，京港澳保定互通小半徑曲線橋，其構(gòu)建建設(shè)時主要使用裝配化施工的方式。第三，波形鋼腹板組合梁。用波形鋼板代替預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁中的混凝土腹板，生產(chǎn)的波形鋼腹板為工字組合梁。第四，波形鋼腹板-鋼管混凝土組合梁。這種結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成比較簡單，技術(shù)人員需要解決空間曲面焊接問題。第五，鋼箱組合梁。將混凝土橋面板、半壁和鋼板箱梁進行連接，這樣可以很大程度上提高箱梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用的安全性，提高整個結(jié)構(gòu)的抗壓性能。第六，鋼板組合梁。將工字型鋼和鋼筋混凝土頂板進行組合連接，這種結(jié)構(gòu)的承載能力更好，并且具有較強的抗震性能，使施工更加快捷高效。

4.1.4 預(yù)制橋面板

預(yù)制橋面板施工的主要材料為全厚度混凝土，橋面板的種類比較多，包括波紋鋼橋面和華夫板橋面等。不同形式的橋面板施工時使用的工具以及施工方式存在一定的差異，施工人員必須嚴格選擇，針對出現(xiàn)的縫隙應(yīng)該用瀝青混凝土或者混凝土進行灌注。

4.2 下部結(jié)構(gòu)拼裝

4.2.1 裝配式橋梁墩柱

橋墩的構(gòu)成比較簡單，包括帽梁、墩柱、承臺和基礎(chǔ)部分。裝配式橋墩施工時可以分為多個不同的部分，然后通過工廠進行加工，將制作好的構(gòu)件運送到施工現(xiàn)場，按照施工圖紙進行組裝。橋墩連接時施工人員應(yīng)該合理選擇連接方式，并且保證各個構(gòu)件連接的緊密性。

4.2.2 裝配式橋臺

橋臺的構(gòu)成也比較簡單，其中主要部分包括帽梁、抬升、翼墻和基礎(chǔ)，將構(gòu)件劃分為多個部分，然后將構(gòu)件連接起來。通常情況下橋臺的數(shù)量比較少，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中必須提高設(shè)計的重視力度，提高裝配式橋臺的整體穩(wěn)定性。

4.2.3 裝配式墩臺

裝配式墩臺澆筑時施工人員應(yīng)該沿著垂直方向進行澆筑，并且對模數(shù)進行分析，全面提高墩臺的整體質(zhì)量。使用車船將墩臺各部分構(gòu)件運送到施工現(xiàn)場，并且使用起吊裝置進行組裝。裝配式墩臺的突出特點包括：預(yù)制構(gòu)件可以預(yù)先制作，在制作時受外界干擾比較小。裝配式墩臺構(gòu)件的運輸難度比較大，起吊應(yīng)該使用專業(yè)的起重機械設(shè)備。裝配式柱式墩系的構(gòu)成也相對簡單，主要有承臺、柱和蓋梁。構(gòu)件制作完成后使用運輸設(shè)備運送到施工現(xiàn)場，按照施工圖紙進行安裝組合。構(gòu)件連接完成后使用混凝土對連接縫進行處理，提高構(gòu)件安裝組合的牢固性。裝配式柱式墩臺施工應(yīng)注意以下幾點：

第一，裝配式柱式墩臺施工時為了保證施工可以順利進行可以將墩臺柱結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)頂面預(yù)留桿進行編號，按照相應(yīng)的要求完成構(gòu)件的安裝?？刂苹谒闹芘c柱邊空隙的寬度。第二，提高測量的準確性，尤其是縱橫放線的尺寸，按照設(shè)計要求對平面位置的各項參數(shù)進行測量。針對重量比較大的墩柱，可以使用風(fēng)纜或者撐木進行固定，必要時可以使用吊鉤。第三，檢查蓋梁上預(yù)留槽眼位置的情況，如果與設(shè)計圖紙不符應(yīng)該及時調(diào)整，確保預(yù)留槽眼位置質(zhì)量達標以后才可以進行修鑿處理。第四，以稀砂漿對槽眼附近的空襲進行澆筑，并用楔子等進行固定。

隨著人們對預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究力度的提升，該技術(shù)的應(yīng)用效果更加突出，結(jié)合市政橋梁工程的整體情況，合理運用該技術(shù)，加強對裝配式技術(shù)應(yīng)用的重視力度，處理好節(jié)段預(yù)制構(gòu)件之間的連接位置。

4.3 構(gòu)件吊裝的保護工作

市政橋梁工程施工時應(yīng)該做好構(gòu)件吊裝的保護工作，施工時需要使用大量的大型機械設(shè)備，為了降低安全事故發(fā)生的可能性應(yīng)該構(gòu)建良好的保護體系。以4點吊裝的方式對預(yù)制構(gòu)件進行吊裝處理，選擇吊裝設(shè)備時應(yīng)該結(jié)合構(gòu)件自身特點選擇，避免吊裝過程中出現(xiàn)問題。

4.4 做好構(gòu)件的調(diào)節(jié)、固定工作

市政橋梁工程施工時加強對施工現(xiàn)場安全管理工作開展的重視，對構(gòu)件進行合理的調(diào)節(jié)，并且固定好各部分構(gòu)件，提高構(gòu)件安裝的穩(wěn)定性。當前城市人口數(shù)量比較大，橋梁容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此，必須對構(gòu)件進行調(diào)節(jié)，尤其是構(gòu)件的角度。構(gòu)件安裝完成后檢查構(gòu)件安裝的情況，做好構(gòu)件的固定，全面提高構(gòu)件的整體質(zhì)量。各部門構(gòu)件的契合度直接影響橋梁的總體質(zhì)量，因此，施工單位必須提高構(gòu)件安裝穩(wěn)定性的重視力度。

4.5 混凝土澆筑過程的控制

市政橋梁工程施工的過程中施工單位應(yīng)該做好混凝土澆筑過程的控制工作，結(jié)合橋梁工程施工的實際情況設(shè)置混凝土振搗的壓力和振搗的頻率，保證混凝土振搗更加充分，及時排出混凝土內(nèi)部氣泡?；炷翝仓|(zhì)量控制的過程中應(yīng)該分析混凝土可能出現(xiàn)移動或者變形等問題，做好相應(yīng)的防護工作。與此同時，混凝土澆筑速度與混凝土整體質(zhì)量有很大的關(guān)系，管理人員必須做好監(jiān)督與管理，及時指出混凝土澆筑中出現(xiàn)的問題，并予以改正。

5 裝配式橋梁實踐分析

第一，橋梁預(yù)制拼裝施工工藝的全面使用可以有效縮短工程施工工期，改善傳統(tǒng)施工中存在的不足，提高施工質(zhì)量。過去，市政橋梁工程澆筑使用的勞動力比較多，并且以粗放式管理的模式進行管理，機械化以及工程化程度較低?，F(xiàn)階段使用裝配式方式有效提高了構(gòu)件生產(chǎn)的效率，并且構(gòu)件生產(chǎn)的標準化程度更高。裝配式施工技術(shù)使用時使用高性能材料，并且以數(shù)字化加工的方式進行施工，最大限度降低了安全事故發(fā)生的可能性。但是該技術(shù)使用的過程中仍然存在一些不可解決的問題：

（1）當前上海以及成都等地區(qū)形成了關(guān)于裝配式施工技術(shù)使用的法律法規(guī)，而整個行業(yè)的規(guī)章制度尚不完善，關(guān)于工程設(shè)計、施工以及質(zhì)量驗收等還存在問題。

（2）裝配式橋梁的抗震性以及耐久性還比較低，在實際使用的過程中高地震區(qū)域，不建議使用裝配式橋梁。

（3）使用濕接縫結(jié)構(gòu)式養(yǎng)護周期比較長，投入的資金等比較多，這與快速施工理念相違背。

第二，吊具結(jié)構(gòu)設(shè)計時可以根據(jù)橋梁的實際情況合理選擇門式起重機，發(fā)揮裝配式施工的最大優(yōu)勢。裝配式橋梁建設(shè)時使用的零部件種類比較多，施工人員應(yīng)該保證施工安全進行的前提下，對各部分構(gòu)件進行安裝，發(fā)揮裝配式橋梁耗時少、不中斷交通等重要優(yōu)勢。

第三，裝配式橋梁工程施工時管理人員應(yīng)該提高對生產(chǎn)管理的重視力度，其中常用的包括BIM技術(shù)以及3D技術(shù)等先進的技術(shù)。構(gòu)件裝配式橋梁模型，對模型細節(jié)進行檢驗，通過三維模型檢驗當前設(shè)計圖紙中存在的問題，并及時調(diào)整，這在很大程度上提高了管理的效率。

第四，裝配式橋梁施工技術(shù)的全面應(yīng)用一定程度上降低了工程施工的成本，在預(yù)制構(gòu)件的制作以及運輸?shù)榷鄠€方面都有效節(jié)約了施工成本。同時，裝配式橋梁預(yù)制構(gòu)件安裝受外界因素的干擾比較少，對于提高橋梁的整體質(zhì)量有很大的幫助。

6 結(jié)語

綜上所述，裝配式橋梁施工技術(shù)在具體運用時發(fā)揮著重要的作用，對于提高橋梁的質(zhì)量有很大的幫助。裝配式施工技術(shù)能夠有效縮短施工周期，并且降低對周邊生態(tài)環(huán)境的污染程度，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境保護的目的。裝配式施工技術(shù)對施工人員的專業(yè)技術(shù)能力要求比較高，管理人員應(yīng)該以精細化管理的模式開展相應(yīng)的監(jiān)督與管理工作，提高橋梁細節(jié)的質(zhì)量，推動橋梁事業(yè)持續(xù)發(fā)展。