預(yù)制裝配式技術(shù)應(yīng)用于市政橋梁工程中的研究

張大堯

（六盤水市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，貴州六盤水 553000）

0 引言

近年來，由于我國(guó)市政工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量日益增加，我國(guó)市政工程的建設(shè)發(fā)展已不能與其工程的實(shí)際發(fā)展同步。我國(guó)的建筑行業(yè)中已經(jīng)率先使用了預(yù)制裝配式施工的建筑結(jié)構(gòu)，而且隨著應(yīng)用價(jià)值的逐步凸顯，我國(guó)建筑行業(yè)也在預(yù)制裝配式施工建筑結(jié)構(gòu)的運(yùn)用水平實(shí)現(xiàn)了明顯的技術(shù)提升，而城市建筑的建設(shè)也變成了實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市化發(fā)展速度更加快的關(guān)鍵手段，所以預(yù)制裝配式施工建筑結(jié)構(gòu)對(duì)城市建設(shè)中的具體運(yùn)用，將具有劃時(shí)代的意義。在我國(guó)當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的大背景下，城市所面臨的道路交通壓力也已越來越大。為了更有效緩解城市壓力，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，現(xiàn)代化城市路橋?qū)嵤┬枨笠苍絹碓酱?。但同時(shí)，在隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化施工標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化施工的要求之下，過去依靠傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工工藝進(jìn)行現(xiàn)代化城市路橋施工的傳統(tǒng)做法，由于在具體實(shí)施過程中不但噪聲污染規(guī)模過大、時(shí)限過長(zhǎng)，同時(shí)又在資金能源和人力物力等方面都浪費(fèi)了不少，從而也就更加無法滿足我國(guó)現(xiàn)代化城市路橋建設(shè)的新發(fā)展需要。但是，由于引入了預(yù)制拼裝技術(shù)并在現(xiàn)代化城市道路橋梁中廣泛的使用，不但可以在提高現(xiàn)代化城市路橋澆筑工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還可以大大減少了現(xiàn)場(chǎng)混凝土攪拌施工的復(fù)雜程度，因此大大提高了施工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并且還可以使現(xiàn)代化市政路面橋梁變得更加環(huán)保、耐用、安全。

1 預(yù)制預(yù)制技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用價(jià)值

從技術(shù)角度分析裝配式建筑，具有良好的使用價(jià)值，能夠大量節(jié)約建筑建材，并且還可以減少建設(shè)資金的浪費(fèi)，已經(jīng)成為當(dāng)前對(duì)住宅工業(yè)化的改造過程中的重要技術(shù)。同時(shí)，運(yùn)用該技術(shù)還可以大幅改變企業(yè)的施工技術(shù)要求，在發(fā)展現(xiàn)代電氣技術(shù)、自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的道路上，進(jìn)一步提高了施工的智能化水平，從而推動(dòng)了建筑施工企業(yè)改革發(fā)展。裝配式技術(shù)由設(shè)計(jì)制造廠家對(duì)設(shè)計(jì)部件進(jìn)行了預(yù)制式裝配，并明確了預(yù)制件的質(zhì)量精度和產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)，并加以了嚴(yán)密試驗(yàn)和檢測(cè)之后，再根據(jù)方案運(yùn)送至設(shè)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配和使用。在建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)，通常采取搭積木的方式逐步推進(jìn)施工步驟。在前期準(zhǔn)備的預(yù)制裝配式施工建設(shè)時(shí)，通過分析數(shù)據(jù)可證明前期準(zhǔn)備的預(yù)制裝配式施工建設(shè)不但施工時(shí)限可以更縮短，同時(shí)還可從根本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)原材料的節(jié)省，并可以降低材料在建筑施工過程中產(chǎn)生的污染，已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)建筑向低碳化、環(huán)?；较虬l(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)目標(biāo)[1]。

1.1 能夠縮短工期

由于預(yù)制裝配式橋梁在一般道路中的廣泛運(yùn)用，且現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)限較短，因此可以合理地對(duì)建筑工期加以把控。針對(duì)道路工程方面，科學(xué)合理的對(duì)先期準(zhǔn)備裝配式施工橋梁加以運(yùn)用，特別是針對(duì)中小跨境橋，科學(xué)合理的運(yùn)用預(yù)制安裝技術(shù)，能夠?qū)て诩右詨嚎s，促進(jìn)施工效益的總體提高。

1.2 能夠提升施工質(zhì)量

一般情況下，預(yù)制裝配式橋梁的所有結(jié)構(gòu)都可以由建筑企業(yè)進(jìn)行規(guī)格化制作，使得項(xiàng)目的建造效率可以有所保證。另外，由于和現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑方式一樣，對(duì)于預(yù)制裝配式橋梁的隨機(jī)因素也能夠進(jìn)行有效管理，所以混凝土的耐久性也比較好[2]。

1.3 受到環(huán)境的影響較小

在路面施工技術(shù)中，尤其針對(duì)預(yù)制裝配式的橋梁結(jié)構(gòu)而言，它所受環(huán)境因素的沖擊較少，更利于環(huán)境保護(hù)和路面施工技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。通常，在預(yù)先準(zhǔn)備的拼裝施工過程中，其機(jī)械設(shè)備就會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)的工藝信息直接傳輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中只需完成機(jī)械安裝和焊接操作即可。但是，項(xiàng)目實(shí)施階段并沒有給環(huán)境造成特別大的干擾，特別是比較適合應(yīng)用于某些較復(fù)雜交通條件下的跨線橋建設(shè)上，而且由于其的污染程度較小，所以這與軌道交通項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展思想十分相符。

2 預(yù)制裝配式技術(shù)在橋梁工程中的優(yōu)勢(shì)

在新型城市路面橋梁工程建造中采用預(yù)制拼裝工藝對(duì)比常規(guī)路面橋梁澆筑工藝而言有著眾多的優(yōu)點(diǎn)不僅可以大大提高路橋澆筑的效率和工程質(zhì)量，同時(shí)能促進(jìn)資金與物資的利用，降低污染，對(duì)環(huán)保起了良好的促進(jìn)作用。此外，所有預(yù)制或裝配式橋的主體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方式都是統(tǒng)一的工業(yè)化生產(chǎn)，通過對(duì)各類工業(yè)機(jī)械化裝置的現(xiàn)場(chǎng)焊接生產(chǎn)，這就可以實(shí)現(xiàn)路面與橋梁工程建造的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、信息化和智能化。

2.1 能源和材料得以節(jié)約

節(jié)約了經(jīng)費(fèi)和設(shè)備。在預(yù)先的裝配型工藝過程中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體計(jì)劃情況和工期條件，對(duì)部分構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了提前預(yù)制型，也可以直接進(jìn)行對(duì)電線的預(yù)埋，之后再直接運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工后期的完成型裝配，這樣就大大提高了工期效率。在完成設(shè)計(jì)后，還可以完成對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的工件開展驗(yàn)收，再將已經(jīng)預(yù)制好的產(chǎn)品直接運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，就這么實(shí)現(xiàn)了快速安裝。該工藝設(shè)計(jì)合理，可以大大提高工藝效率，同時(shí)還能夠節(jié)省大量建筑材料。并且，在加工過程中不會(huì)出現(xiàn)建筑材料的質(zhì)量問題干擾工藝，還環(huán)保，具有綠色化的特點(diǎn)。

2.2 大幅縮短施工周期

很多高樓大廈都由工廠進(jìn)行建設(shè)，但這些建筑形式又有著很大的精確度，但是在市政工程上，裝配式的安裝方法往往可以大大縮短工程建設(shè)時(shí)間。另外，在開展現(xiàn)場(chǎng)施工前，通常不需對(duì)施工過程詳細(xì)加以檢查，也不需要花費(fèi)大量時(shí)間開展準(zhǔn)備作業(yè)。如此，能夠降低項(xiàng)目復(fù)雜度，大大縮短施工時(shí)間，減少資金浪費(fèi)[3]。

2.3 控制施工現(xiàn)場(chǎng)的污染

在預(yù)制裝配式施工中，建筑材料主要在車間進(jìn)行制造，能夠減少建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的操作量，使施工現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生巨大的噪聲，而且減少了許多污染物料的生成，能夠迅速地進(jìn)行施工。此外，在建造時(shí)，通過對(duì)模板等建筑材料實(shí)行循環(huán)利用，也能夠合理控制生產(chǎn)成本，從而保證了節(jié)約環(huán)保的效益。

2.4 色彩存在比較久的保存度

在建筑預(yù)制構(gòu)件工程中，室內(nèi)裝飾材料和墻面結(jié)構(gòu)材料均使用了綠色的環(huán)保型材質(zhì)。對(duì)建筑物外立面材料實(shí)行了工廠化制造，不但能夠確保外立面的高品質(zhì)，而且同時(shí)采用了更復(fù)雜的工序，使建筑色彩擁有了更強(qiáng)的保存度。施工時(shí)間也大大減少了。對(duì)于預(yù)制構(gòu)件來說，其最突出的優(yōu)點(diǎn)就是能夠大大縮短工期，迅速完成施工計(jì)劃，大大提高施工的可預(yù)見性[4]。

3 城市道路橋梁上層建筑的具體設(shè)計(jì)

在實(shí)際的建設(shè)實(shí)施過程中，主要是先期準(zhǔn)備裝配型的橋梁結(jié)構(gòu)。此外，針對(duì)橋梁上的高架與匝道型橋梁結(jié)構(gòu)，需要把先期準(zhǔn)備蓋柱和預(yù)制橋墩的摻和混凝土進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)工程完成鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工作之后，全部過程都必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。另外，針對(duì)工程建設(shè)時(shí)剛生產(chǎn)完成的混凝土橋面梁，因?yàn)檎麄€(gè)吊裝流程都要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，所以還同時(shí)采取了在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行干濕處理的方法，這樣就有效的將整體安裝品質(zhì)進(jìn)行了提高。針對(duì)工程建設(shè)，在對(duì)連續(xù)鋼箱梁進(jìn)行了生產(chǎn)完成之后，還可以采取了在現(xiàn)場(chǎng)分段的澆筑方式，在模板的搭設(shè)上也同時(shí)完成了整體吊裝與拼接作業(yè)，這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)整體的建筑品質(zhì)與效率進(jìn)行提高[5]。

當(dāng)對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)做出了具體的設(shè)計(jì)措施之后，就可以對(duì)框架橋墩進(jìn)行了使用，匝道橋下部也可以采用蓋墩或者矩形獨(dú)柱橋墩的形式進(jìn)行采用，這樣都可以使橋梁的整體高度得到了降低。此外，由于蓋梁所需要使用的矩形，因此主線的整體高度也需要降低。此外，蓋梁還必須使用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力鋼筋方式進(jìn)行應(yīng)用，根據(jù)構(gòu)件的具體要求，正確的做出設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確的做出設(shè)計(jì)，以便為后期施工工作的進(jìn)行打下基礎(chǔ)。對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)的進(jìn)行，也必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制裝配方法加以采用，以確保能夠有效地減少不合理的模板浪費(fèi)現(xiàn)象，全面提高制造質(zhì)量，從而降低成本。對(duì)于設(shè)計(jì)工作可以的完成，也必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法加以應(yīng)用。

橋墩預(yù)制拼裝的基礎(chǔ)架構(gòu)施工。建筑橋墩的一項(xiàng)常用施工技術(shù)。一般情況下，對(duì)于在橋梁中并不帶有基礎(chǔ)的下部橋墩構(gòu)件，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，我們也可采用對(duì)預(yù)制拼裝等方法加以利用。具體可以分為如下3個(gè)部分，其中，針對(duì)全幅的雙柱式大挑臂框架墩蓋梁，由于結(jié)構(gòu)必須采用倒矩形，所以對(duì)其中兩個(gè)高架橋墩梁間的距離必須把控好，單側(cè)的則一定要通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確選型。較大跨度的橋墩梁來說，則需要與全幅的雙柱式大挑臂框架墩蓋梁規(guī)格相同，因此必須通過對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確的選型。

4 預(yù)制技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用前景與建議

預(yù)制式裝配式施工節(jié)點(diǎn)建筑技術(shù)的發(fā)展前景非常巨大，應(yīng)當(dāng)積極探索預(yù)制式裝配式施工節(jié)點(diǎn)建筑技術(shù)應(yīng)用的新環(huán)境、新方式，以便于逐漸促進(jìn)預(yù)制式拼裝架結(jié)構(gòu)的普及和推廣。特別是在城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目方面，受到建筑環(huán)境復(fù)雜多變、對(duì)環(huán)境的要求較多，以及建筑的技術(shù)限制等因素的制約，造成了預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣泛。而隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建筑難度的逐漸增大和新型技術(shù)手段的逐步積累，又將會(huì)大大促進(jìn)著預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的發(fā)展。

4.1 采取技術(shù)發(fā)展策略

在工程實(shí)踐中，首先有關(guān)主管部門必須加大投入政策的力度，與當(dāng)前市政工程實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)預(yù)制裝配式施工科技的使用進(jìn)行必要的稅費(fèi)減免等政策扶持，同時(shí)將工程技術(shù)指標(biāo)逐漸量化，并利用優(yōu)惠政策扶持助力預(yù)制裝配式施工科技的發(fā)展。

4.2 加大人才的培養(yǎng)力度

所有科技的提高都離不開人員的培訓(xùn)與應(yīng)用，所以在市政的建造工程中，必須注意對(duì)先期的裝配式施工建造人員的培養(yǎng)，特別是在綜合管廊、大橋、軌道交通建設(shè)方面，為后期的開發(fā)提供支持與保證；也通過與大專院校開展溝通與學(xué)術(shù)交流，進(jìn)一步培育預(yù)先的裝配式建筑科技人才培養(yǎng)，促進(jìn)市政產(chǎn)業(yè)的低碳化方向發(fā)展。

4.3 做好技術(shù)應(yīng)用的把控

在市政工程中，必須嚴(yán)格地按照技術(shù)規(guī)范開展預(yù)制或裝配式技術(shù)設(shè)備的使用，以此促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并提高科學(xué)技術(shù)的使用效益。在此過程中，必須重視對(duì)所有的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理把控，以提高先期準(zhǔn)備及裝配式施工技術(shù)的應(yīng)用效果，同時(shí)注重做好施工前期的技術(shù)交底、工作標(biāo)準(zhǔn)、施工過程管理，在后期拼裝時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查，全面落實(shí)工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理，以促進(jìn)市政現(xiàn)代化施工的高效實(shí)施。

4.4 加強(qiáng)智能化、信息化

隨著當(dāng)前3D打印技術(shù)、攝影檢測(cè)技術(shù)等新科技的蓬勃發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)、數(shù)字化設(shè)計(jì)的模塊化施工技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于預(yù)先準(zhǔn)備裝配式施工。此外，利用機(jī)器人的工藝也能夠大大改善預(yù)制裝配式建筑的施工進(jìn)度?？茖W(xué)合理的對(duì)上述工藝加以運(yùn)用，能夠大大增強(qiáng)相關(guān)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。部分大中型預(yù)制構(gòu)件公司也逐漸開始依靠工藝特色，引導(dǎo)潮流，拓展業(yè)務(wù)，以便取得可觀的業(yè)績(jī)與營(yíng)收。隨著當(dāng)前市政工程建設(shè)的推進(jìn)，承建單位的技術(shù)水平和高科技應(yīng)用的水平越來越受重視。為此，企業(yè)需要重視加強(qiáng)科研方面的投入，進(jìn)一步使用智能化、信息化的先進(jìn)技術(shù)，提升施工的效果和質(zhì)量。

5 城市道路中橋梁上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制措施

承平臺(tái)澆筑控制。混凝土施工之前，需要對(duì)模板、鋼筋直徑和預(yù)埋件安裝的定位、長(zhǎng)度以及保護(hù)層厚度等進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，確保各個(gè)定位的準(zhǔn)確程度和保護(hù)層厚度均符合設(shè)計(jì)規(guī)定。要求承臺(tái)車方一次進(jìn)行澆筑施工，為確保連續(xù)澆筑，在施工之前就必須進(jìn)行嚴(yán)格的組織工作。仔細(xì)檢驗(yàn)施工機(jī)械設(shè)備、輸送泵等，并調(diào)試。在灌車的運(yùn)輸過程中要不停攪動(dòng)水，保證拌和量均勻一致。澆筑時(shí)仔細(xì)查看泵管的密封度混凝土澆注時(shí)水和混凝土潤(rùn)滑管壁，避免澆筑過程中混凝土堵塞管道。對(duì)于混凝土體積密集地段，在澆筑時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的各點(diǎn)質(zhì)量，提高其密實(shí)度和平整性。

6 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前，中國(guó)的路橋施工主要采用現(xiàn)澆混凝土施工方式，但這種混凝土施工方式的現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)較多，工期過長(zhǎng)，而且還將嚴(yán)重污染城市環(huán)境。另外，由于在施工過程當(dāng)中，所需支架、模具耗材的用量很大，存在著較多施工成本。但隨著建筑科技水平的日益提高，預(yù)制裝配式橋梁已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用，而通過預(yù)制裝配式橋梁墩柱的預(yù)制施工，能夠顯著縮短了施工焊接和鋼筋施工的時(shí)間，從而提升了機(jī)械化作業(yè)能力，提升了施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，因此，對(duì)于大力推動(dòng)鋼筋預(yù)制裝配式施工及混凝土橋梁的科技建設(shè)，有著重要意義和作用。