桥梁工程|节段预制装配式桥梁的发展总结
1. 引言节段预制装配式桥梁是当前桥梁工程的新热点。预制装配式桥梁并不是一个全新的概念，已经有了较长的发展历史。本文回顾了国内预制装配技术发展历程，并分析了上海市预制装配技术应用案例，展示了预制装配全流程。
2. 国外发展历程
2.1 法国
20世纪50年代，桥梁预制拼装技术诞生。工厂集中生产混凝土构件，现场拼装。优势在于：
[*]避免了大量的脚手架和现场混凝土浇筑；
[*]减少人工工作量；
[*]降低施工分险；
2.2 美国
20世纪60年代，环保运动激烈，在此背景下大量应用预制拼装技术，降低了对环境的污染：
[*]粉尘
[*]噪音
[*]光源
3. 中国发展历程
3.1 早期的探索
据说，20世纪60年代尝试。
具体案例不详。
60年代之后没有显著进展，除了文革等影响，是否因为唐山大地震导致了对装配式建筑的质疑？有待考证。
3.2 特大桥梁的应用
桥梁上部结构的的预制装配成熟较早，但其他构件尚未实现预制装配。在21世纪初，诸多特大桥梁工程施工中，其他桥梁构件的预制拼装也得到了大规模的应用。
[*]上海长江大桥，1993-1996
[*]东海大桥，2002-2005
海上桥梁的桥墩和箱梁全部采用预制拼装工艺。海上运输采用5000吨驳船改造后进行运输，桥墩的吊装采用1000吨勇士号浮吊完成作业，箱梁采用2500吨浮吊完成安装。
东海大桥-桥墩预制
东海大桥-桥墩的装配
[*]杭州湾大桥-桥墩基础
[*]杭州湾大桥-箱梁装配
[*]港珠澳大桥，2009-2016
以上工程均为大型跨江与跨海桥梁，预制装配式施工方法的得以应用的原因主要有：
[*]大型桥梁工程量巨大，预制装配施工方法应用有利于提高施工速度，缩短工期；
[*]跨江跨海的大型工程施工环境恶劣，常规的现浇施工方法难以应用；
[*]特大桥梁工程规模巨大，预制拼装施工的成本可以得到充分的摊销，成本可控；
经过早期的发展和特大桥梁中的应用，桥梁的预制装配技术已经有了长足的发展。但在量大面广的公路桥梁、城市高架桥梁中没有得到广泛的应用。应用的困难主要有：
[*]预制装配主要局限于上部结构，而下部结构与附属结构的预制装配尚无成熟的工艺；
[*]构件与构件之间的连接仍然需要现浇，施工速度慢
城市桥梁建设中施工问题未能有效解决：
[*]交通封闭
[*]交通封闭
[*]环境污染
[*]人工劳动
3.3 全预制拼装桥梁技术
实现全预制装配桥梁施工，关键技术主要有：
[*]上下部结构的全预制拼装
[*]新型预制连接装置
实现了立柱，盖梁的快速拼装
新型预制连接装置
4. 典型案例
4.1 上海沪闵路高架道路二期工程
[*]时间：2003竣工
[*]特色：节段拼装预应力混凝土连续弧形箱梁
[*]设备：采用1800t架桥机
4.2 上海S26公路
[*]时间：2013
[*]特色：大盖梁的预制拼装
4.3 上海嘉闵高架路（G2公路-S6公路）
[*]时间：2013年开工
[*]特色：大范围推广装配式桥梁施工，预制拼装率达到约30%
[*]应用范围：立柱、盖梁、小箱梁、防撞墙
[*]嘉闵高架-立柱预制
嘉闵高架-盖梁预制
4.4 上海S3公路先期段
[*]时间：2016（立项、设计、施工、竣工）
[*]特色：
[*]全面预制拼装技术，预制装配率达到90.8%
[*]当年立项、当年开工、当年通车
工程记录：
7月15日施工第一根钻孔灌注桩
8月23日安装第一根立柱
9月3日安装第一个盖梁
9月8日架设第一片小箱梁
12月28日通车。。。
关键技术：
[*]近距离轨交免共振钢管桩沉桩
[*]采用高强度混凝土、设置临时预应力
[*]优化柱顶节点连接方式
[*]小箱梁接缝关键技术
[*]支座升降法改善钢—混凝土组合连续梁负弯矩受力
施工技术：
[*]立柱吊装
[*]盖梁整体吊装
[*]小箱梁整体吊装
5. 预制装配全流程
5.1 预制构件厂
桥梁构件的预制首先需要建立预制构件厂。
5.2 钢筋成型设备
混凝土桥梁构件的设计，关键是钢筋的加工成型。目前的设备已经可以达到高度的机械化。
[*]全自动钢筋笼成型机
[*]16mm线材数控弯曲中心
[*]棒材数控弯曲中心自动上料架
[*]45mm棒材数控卧式弯曲中心
目前机械化的钢筋加工设备，已经能够将各种规格的钢筋材料加工成混凝土中的钢筋形状
[*]各类钢筋平面弯曲
[*]钢筋骨架成型
[*]钢筋焊接
加工精度达到 mm级别，这一进步将极大推动桥梁设计发展：
[*]更精细化的设计可能实现；
[*]钢筋的设计必须考虑预制加工的便利性，尽可能标准化，规格化；
5.3 混凝土构件的预制
[*]钢筋加工
[*]钢筋笼成型
[*]钢筋骨架与钢模板结合
[*]混凝土构件浇筑、养生、成型
5.4 构件运输
[*]构件起吊
[*]构件运输
5.5 现场装配
[*]定位
[*]安装
[*]接缝浇筑
6. 全装配预制拼装桥梁优势
全预制装配式桥梁的优势：
[*]施工速度快，工期短
[*]减少交通封闭，降低对车道的占用
[*]减低施工污染（粉尘、噪声、光源）
[*]减少现场施工人员，降低人力成本
[*]减少人员高空作业，降低施工风险
[*]工厂标准化生产，提高构件预制质量
超高性能混凝土得以推广应用。
[*]对于达到一定规模的工程，成本可能低于现浇施工
目前设计施工的相关规范有：
[*]预制装配桥墩技术规程，上海工程建设规范
[*]节段式混凝土桥梁设计和施工指导性规范
[*]公路体外预应力混凝土桥梁设计指南
[*]Guide Specifications for Design and Construction of Segmental Concrete Bridges， AASHTO
国内的规范体系目前还不完善。
7. 预制装配技术发展历程分析
预制拼装桥梁的优点非常显著，为何以前没有得到大规模的应用？这是由于多方面因素造成的：
[*]技术难度
[*]预制加工设备
[*]吊装
[*]运输
[*]管理能力/人员素质
[*]结构标准化
[*]社会因素
[*]环保理念
[*]人本理念
[*]建设规模（桥梁密度）
[*]建设速度
[*]劳动力成本
工程产业机械化程度的不足，限制了预制装配技术应用。从社会的需要出发，桥梁建设规模的扩大、人力成本的上升以及理念的提升，都需要预制装配技术的应用。预制拼装需要更加工业化的生产和组织能力，需要协调设备、生产、组装各方面的因素，施工要求更高。对于早期的交通建设，桥梁规模与密度较小，应用装配式可能成本并不划算。对于目前的大规模高速公路、城市高架路、高铁、轨道交通，桥梁在线路中的比重越来越高，大规模的预制拼装更加适用了。
8. 感悟
吴军在《文明之光》中提出一个观念：
技术改变生活，不只需要关键技术的突破，更需要配套的流程和工艺。
例如，毕升的活字印刷没有取代雕版印刷术，就是因为缺乏配低成本生产流程。而古腾堡的印刷术提出了完整的生产工艺的和流程，解决了一系列的配套技术，成为最终
影响世界的发明。
对于预制装配式桥梁的发展也是如此，基本的概念提出很早。但要大规模应用于工程实际，需要社会需求的成熟，并且必须解决一系列的配套技术：
[*]钢筋加工设备
[*]运输起吊设备
[*]快速连接技术
[*]降低综合成本
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