車風

摘 要：上海作為城市化進程推進較快的城市，其對于橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的需求也較高，而伴隨著工程量的逐漸增加，傳統(tǒng)的橋梁建造方式已然無法跟上上海城市化的步伐，將橋梁施工裝配化能有效解決傳統(tǒng)橋梁施工中存在的問題，裝配式橋梁已成為上海橋梁建設(shè)的發(fā)展方向。文中列舉了上海地區(qū)裝配式橋梁的發(fā)展，總結(jié)了裝配式橋梁的連接方式的選擇，并依據(jù)上海地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀提出了展望。

關(guān)鍵詞：裝配式橋梁;灌漿套筒;發(fā)展趨勢;主要項目;連接方式

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A

0 引言

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆式橋梁結(jié)構(gòu)伴隨著上海地區(qū)城市高速的發(fā)展，已經(jīng)顯露出了效率低、耗能高等一系列弊端，隨著對橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施的需求增高，傳統(tǒng)橋梁已無法跟上上海城市化的步伐，將橋梁施工裝配化能有效解決傳統(tǒng)橋梁施工中存在的問題。裝配式橋梁是一種現(xiàn)場對預制構(gòu)件進行裝配施工的一種橋梁結(jié)構(gòu)，能顯著的提高橋梁施工效率，減少耗能以及對環(huán)境的污染。隨著上海地區(qū)一座又一座裝配式橋梁的建成，該項技術(shù)對上海城市化進程的推進起到了至關(guān)重要的作用。

1 裝配式橋梁的發(fā)展

裝配式橋梁的技術(shù)于上世紀五十年代發(fā)源于法國，隨后這種優(yōu)秀的施工工藝逐漸受到國外橋梁設(shè)計師們的青睞，隨后美國、德國以及日本等國家對該橋梁技術(shù)也開始了研究。

我國裝配式橋梁技術(shù)起步較晚[1]，上世紀60年代起已經(jīng)在橋梁上部結(jié)構(gòu)中采用裝配式建造方式，由于橋梁用途簡單，結(jié)構(gòu)形式較為單一，橋梁上部結(jié)構(gòu)的裝配式施工已能滿足交通需求。60年代的橋梁裝配式工藝集中于上部結(jié)構(gòu)，裝配式橋梁建造技術(shù)大致為T型梁、空心板與箱梁的預制與拼裝。

上世紀60年代末，逐漸出現(xiàn)了在橋梁下部結(jié)構(gòu)中采用裝配式的建造方式。下部結(jié)構(gòu)主要分為樁基礎(chǔ)以及橋墩，60年代末第一根預應力混凝土管樁被應用于鐵路橋梁的基礎(chǔ)施工，而因為抗震性能研究的限制，橋墩直到2012年才首次應用于城市橋梁的裝配式建造中。在一些早期的跨海大橋中，由于技術(shù)條件與現(xiàn)場條件的限制，預制墩柱連接方式一般采用現(xiàn)澆濕接縫。

早期的預制拼裝橋梁均處于低烈度地震帶[2]，而后逐漸采用加裝減震支座、樁基承臺與橋墩連接等方式將該技術(shù)拓展至地震帶地區(qū)的預制橋梁建設(shè)。隨著工程師們的不斷研究以及施工技術(shù)的發(fā)展，如今裝配式橋梁的裝配部件愈加齊全，包含了基礎(chǔ)的樁基、墩柱、蓋梁以及橋臺等結(jié)構(gòu)，也涵蓋了擋土墻、主梁、防撞護欄等其他結(jié)構(gòu)。伴隨上海地區(qū)的城市化進程的推進，地方政府以及企業(yè)不斷投入，促使上海成為市政高架橋梁預制裝配項目的先行者。隨著裝配式建造方式成為上海地區(qū)城市橋梁的主流建造方式后，該思路得到了越來越廣的應用，取得了極高的效益。在熟練掌握裝配式橋梁上部結(jié)構(gòu)技術(shù)的同時，不斷地挖掘下部結(jié)構(gòu)的拼接方式，促使裝配式結(jié)構(gòu)城市橋梁下部拼接技術(shù)不斷創(chuàng)新。

隨著吊裝條件的優(yōu)化，裝配式橋梁建設(shè)發(fā)展進程也逐漸顯現(xiàn)出節(jié)段加大的趨勢，即現(xiàn)場預制構(gòu)件為整體大節(jié)段，以期減少拼接縫數(shù)量。橋梁建設(shè)方式的優(yōu)化，有利于將構(gòu)件預制比例顯著提高，在規(guī)避工序繁瑣、材料浪費嚴重以及施工周期較長等缺點同時，可以將裝配式橋梁預制構(gòu)件制作重心轉(zhuǎn)移到工廠，進一步減少了現(xiàn)場施工難度，提高了裝配式比例與效率。

2 上海地區(qū)裝配式橋梁主要項目

從2005年至2017年，從東海大橋項目到S7公路項目預制橋梁的建設(shè)，裝配式橋梁的內(nèi)容以及主要的技術(shù)在不斷進步。

預制構(gòu)件之間的不同連接方式，根據(jù)相鄰預制梁段之間填充內(nèi)容的差異，可分為干接縫、濕接縫以及膠結(jié)縫等接縫形式。第一種接縫以榫頭的連接形式完成，施加預應力來保持連接的可靠性，后兩種接縫形式以注入混凝土、水泥砂漿或者環(huán)氧樹脂的方式完成填充。東海大橋建成于2005年，其雖然采用了裝配式的預制墩柱，但其與承臺的連接方式采用濕接縫[3]，實際施工時當混凝土強度達到設(shè)計值時才可以將支撐拆除，在后續(xù)的預制橋梁建設(shè)中濕接縫等連接方式逐漸變成了灌漿套筒。

上海S6滬翔高速公路建成于2012年，該項目將灌漿套筒首次應用在國內(nèi)橋梁，灌漿套筒主要用于承臺與預制橋墩的連接[4]，并預制橋梁結(jié)構(gòu)的小箱梁，將墩柱、小蓋梁以及防撞護欄進行裝配，為國內(nèi)裝配式橋梁下部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化拉開了帷幕。

嘉閔高架路（G2—S6）建成于2016年，該項目在S6滬翔高速公路的基礎(chǔ)上將蓋梁也進行了預制并分段進行，其連接方式采用濕接縫連接，其他結(jié)構(gòu)依然采用灌漿套筒進行連接，提前預制橋梁結(jié)構(gòu)的小箱梁，將墩柱、小蓋梁、蓋梁以及防撞護欄進行裝配。同年建成的國定路下匝道在裝配式基礎(chǔ)上，在國內(nèi)創(chuàng)新性地在橋梁承臺中預埋灌漿金屬波紋管，用其進行裝配式橋梁的連接。

S3公路先期段建成于2017年，提前預制橋梁結(jié)構(gòu)的蓋梁，將小箱梁、墩柱、蓋梁以及防撞護欄進行裝配，結(jié)構(gòu)采用灌漿套筒進行連接。S26公路入城段建成于2018年，與S3公路先期段相比預制與裝配方式均類似，但其蓋梁的預制分三段進行。

近期建造的S7公路新建工程在預制橋臺與蓋梁的拼接技術(shù)上進行了創(chuàng)新，裝配式橋梁的橋臺與基礎(chǔ)連接方式為插槽式，蓋梁的連接方式為牛腿式垂直拼縫，其余預制構(gòu)件的拼接方式采用灌漿套筒。

3 裝配式橋梁的連接方式選擇

裝配式橋梁的技術(shù)關(guān)鍵在于各個構(gòu)件的拼接，上海地區(qū)裝配式橋梁建造的連接方式不斷優(yōu)化，從濕接縫連接不斷變成插槽式或承插式接縫連接、灌漿套筒連接、波紋管連接等連接方式。預制裝配式橋梁施工中如何確定預制構(gòu)件的尺寸，并依據(jù)橋梁現(xiàn)場的實際情況選擇合適的節(jié)點連接方式，是裝配式橋梁施工中的重點[5]，其連接方式大致分為承臺與基礎(chǔ)、承臺與墩柱、節(jié)段墩柱及墩柱與蓋梁之間的連接。

裝配式橋梁的構(gòu)件通常在工廠或現(xiàn)場集中預制，再運送到現(xiàn)場裝配成整體，現(xiàn)場情況包含構(gòu)件運輸?shù)南拗茥l件，在滿足使用要求的情況下盡可能地減少拼接點的數(shù)量，并簡化預制構(gòu)件的類型，使拼裝施工能夠更方便地進行。連接方式的選擇除了由結(jié)構(gòu)類型決定以外，還與結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)防烈度以及預制構(gòu)件的運輸與拼裝因素有關(guān)。

上海地區(qū)東海大橋涉及的濕接縫連接方式多用于蓋梁間的連接以及預制墩柱與承臺的連接，其缺點為增加了混凝土澆筑的工作量以及鋼筋量，但因其施工簡便、力學性能穩(wěn)定等特性應用較為廣泛[6]。

上海地區(qū)的裝配式橋梁施工中，多使用灌漿套筒進行連接，通常將橋臺與橋墩結(jié)構(gòu)中每個預制構(gòu)件進行豎向連接，其施工方便速度較快且效力與傳統(tǒng)混凝土構(gòu)件相差無幾，但施工時所要求的精度較高，誤差需要控制在2毫米范圍內(nèi)，且需要保證灌漿套筒使用時的灌漿密實度。實際現(xiàn)場施工中由于現(xiàn)場條件限制，往往精密度達不到相關(guān)要求，無法保證密實度，因此目前廣泛應用于上海等低抗震設(shè)防烈度地區(qū)，在高抗震設(shè)防烈度地區(qū)的應用還有待研究。

在上海地區(qū)嘉閔高架路（G2—S6）項目中涉及的灌漿金屬波紋管連接也是一種有效的連接方式，通常用于預制墩柱、臺身與承臺、蓋梁的連接，是一種錨固類的連接手段。灌漿金屬波紋管與灌漿套筒一樣，效力與傳統(tǒng)混凝土構(gòu)件相差無幾，且誤差要求較灌漿套筒連接方式稍小，需控制在5毫米范圍內(nèi)，但其由于施工時因鋼筋埋入深度限制，導致鋼筋外露極大地增加了運輸過程中的不確定性。

承插式連接方式因其抗震性能較差，是一種目前應用范圍較小的連接方式，一般應用于抗震設(shè)防烈度小于等于6的地區(qū)。承插式連接一般應用于樁基與承臺連接以及墩柱與承臺連接，在上世紀末的北京積水潭橋工程中有應用。

后張預應力筋連接是一種應用于預制墩柱與承臺、蓋梁連接以及蓋梁、墩柱節(jié)段連接的連接手段，其在國內(nèi)已經(jīng)有比較成熟的應用，該連接方式采用剪力槽與環(huán)氧樹脂膠接縫對節(jié)段進行連接，受到工程師的青睞[7]。

上海地區(qū)的S7公路所采用的插槽式連接方式是一種較優(yōu)良的連接方式，一般用于樁基與承臺、橋臺連接，現(xiàn)場施工時需澆筑較少量的混凝土，采用該方法連接的構(gòu)件之間的錨固性能良好且延展性較優(yōu)秀。

4 結(jié)論

裝配式橋梁是上海地區(qū)城市化進程不斷推進的產(chǎn)物，除了關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展與革新以外，需要對所有技術(shù)進行思考，以期在現(xiàn)場施工中選擇最合適的施工方法;此外在施工的管理流程上，還需要上海政府針對上海地區(qū)橋梁現(xiàn)狀進行研究并制定對應的政策。

（1）加強上海地區(qū)裝配式橋梁的分類研究工作，按工程類別以及連接方式分別總結(jié)歸納出相應的技術(shù)心得，舉一反三在后續(xù)工作中根據(jù)相應工程的特性選擇合理的施工方法。

（2）加強同技術(shù)領(lǐng)域的交流合作，統(tǒng)一行業(yè)內(nèi)的標準，逐步完善從設(shè)計到施工以及驗收維護的一系列裝配式橋梁技術(shù)標準體系。

參考文獻：

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