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        裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程中的應(yīng)用分析

        2023-01-02 16:10:03盧金龍
        西部交通科技 2022年9期
        關(guān)鍵詞:鋼橋裝配式公路工程

        盧金龍

        (四川省交通運輸發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃科學(xué)研究院,四川 成都 610041)

        0 引言

        裝配式結(jié)構(gòu)因采用標準化預(yù)制生產(chǎn),其質(zhì)量穩(wěn)定可靠,現(xiàn)場吊裝施工,工序銜接停閑時間短,能大幅提高施工效率[1],降低人員勞動強度,減少建筑垃圾產(chǎn)生,是切實踐行綠色施工理念的體現(xiàn)。我國公路建設(shè)條件復(fù)雜,地形地貌、地質(zhì)巖性和氣象水文條件地區(qū)差異大,給裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程建設(shè)中的大力推廣帶來較大挑戰(zhàn)。為適應(yīng)新時期建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展要求,勢必加快裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程中的應(yīng)用。

        1 裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀

        1.1 政策支持

        為推廣裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程中的應(yīng)用,交通運輸部先后印發(fā)了《關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》《關(guān)于打造公路水運品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》《交通運輸行業(yè)質(zhì)量提升行動實施方案》《關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》等文件,要求深入推廣標準化設(shè)計,鼓勵構(gòu)件設(shè)計標準化和通用化,推進工程建設(shè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展,提升公路工程的施工水平、工程質(zhì)量、工程品質(zhì)。

        1.2 應(yīng)用現(xiàn)狀

        從裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀來看,推廣程度差異明顯,在橋梁工程方面推廣應(yīng)用最為普及,涵洞工程次之,其他結(jié)構(gòu)僅在少數(shù)工程中有所應(yīng)用。其主要原因在于扶持政策缺乏、標準規(guī)范較少、建設(shè)成本偏高、人員培訓(xùn)不到位等。

        1.2.1 橋梁工程

        我國裝配式結(jié)構(gòu)橋梁主要有鋼橋和鋼筋混凝土橋兩大類。鋼橋方面,主要以貝雷鋼橋和鋼桁梁橋為主。貝雷鋼橋廣泛應(yīng)用于搶險救災(zāi)、應(yīng)急保障、工程建設(shè)等領(lǐng)域,其典型代表有321公路鋼橋和200型公路鋼橋。鋼桁梁橋主要應(yīng)用于跨溝谷的高速公路或跨江、跨海的大通道,因鋼桁梁的桿件和節(jié)點多,構(gòu)造復(fù)雜,對構(gòu)件制造、維修保養(yǎng)也提出了更高要求。鋼筋混凝土橋方面,主要以PC梁橋和RC梁橋為主,實現(xiàn)了中小跨徑橋梁設(shè)計和施工的標準化,在保證橋梁結(jié)構(gòu)安全、提高結(jié)構(gòu)耐久性、加快公路建設(shè)步伐等方面起到了積極作用,極大地推動了裝配式結(jié)構(gòu)在公路工程中的應(yīng)用。

        近年來,隨著建設(shè)水平的不斷提高,裝配式橋墩在國內(nèi)多個工程逐步得到應(yīng)用實踐,顯著提高現(xiàn)場施工效率和施工質(zhì)量。浙江、吉林等地還發(fā)布了關(guān)于裝配式混凝土橋墩的地方標準,進一步提升了裝配式橋梁在公路工程中的應(yīng)用范圍。

        1.2.2 涵洞工程

        相比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工,裝配式涵洞質(zhì)量和成本更加可控,建設(shè)工期可顯著縮短[2]。如廣東云(浮)茂(名)高速公路項目全線29座裝配式涵洞的生產(chǎn)和安裝工作用時僅5個月,比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆方式節(jié)省7個月的時間,對加快工程進度作用顯著。由于行業(yè)指導(dǎo)意見缺乏、工程造價偏高、接縫處理要求高等原因,導(dǎo)致裝配式涵洞應(yīng)用范圍有限,但也為將來提升應(yīng)用規(guī)模提供了較大空間。

        1.2.3 路基路面工程

        裝配式混凝土路面鋪裝進度快,鋪完即可通車,在國內(nèi)多用于搶險、臨時、站場等工程。但因其板塊尺寸小,接縫多,整體性差,極大限制了其在公路干線上的使用。為適應(yīng)日益增長的交通量和嚴重的超載現(xiàn)象,裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土路面應(yīng)運而生。該工法通過施加預(yù)壓應(yīng)力來增強面板的整體性,面板最長可達200 m,厚度僅為普通水泥混凝土路面的0.4~0.6倍,在節(jié)約材料、減少垃圾、提升舒適性等方面有明顯優(yōu)勢,非常契合公路行業(yè)綠色發(fā)展要求。

        裝配式基層以預(yù)制混凝土基塊替換傳統(tǒng)的水穩(wěn)基層,可大大縮短基層養(yǎng)護時間,多應(yīng)用在我國北方地區(qū)。中國工程建設(shè)標準化協(xié)會于2020-11-09印發(fā)了《瀝青路面裝配式基層技術(shù)規(guī)程》(T/CECS 769-2020),對提高裝配式基層的標準化和工業(yè)化水平具有重要意義。

        1.2.4 隧道工程

        公路隧道多采用鉆爆法開挖+復(fù)合式襯砌的施工方法,不僅對施工安全、人員健康、工期保障和工程質(zhì)量等產(chǎn)生不利影響,還易造成較大的經(jīng)濟損失。鑒于裝配式襯砌的優(yōu)點,國內(nèi)不少學(xué)者開始對鉆爆法公路隧道+裝配式襯砌技術(shù)進行了研究,目前在斷面形狀、襯砌分塊、結(jié)構(gòu)計算、接頭剛度等方面取得一定成果。廣東河惠莞高速公路半嶂隧道工程在國內(nèi)率先探索應(yīng)用裝配式襯砌,發(fā)揮其施工效率高、襯砌質(zhì)量好、承載及時和施工環(huán)境好等優(yōu)點,取得了良好的效果。但因其建設(shè)成本高,裝配式襯砌尚未大范圍推廣。隨著TBM和盾構(gòu)機在公路隧道中的應(yīng)用普及,裝配式襯砌在公路隧道的應(yīng)用也會逐漸擴大。

        1.2.5 防護及排水工程

        隨著社會快速發(fā)展,常規(guī)擋土墻難以滿足更高的生態(tài)和環(huán)保需求,裝配式擋墻逐步得到推廣和使用[3]。G544線川九路在對裝配式擋墻結(jié)構(gòu)進行特殊設(shè)計后,可栽種植物,呈現(xiàn)四季常綠的效果,實現(xiàn)與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一,既能起到支擋作用,又能美化公路環(huán)境。

        裝配式排水溝雖然實用性較強,推廣價值較高,但因建設(shè)成本偏高、模具利用率不高等因素,在公路工程中的應(yīng)用程度與市政、水利工程尚有較大差距。

        2 裝配式結(jié)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)

        在公路工程領(lǐng)域,建造方式仍以現(xiàn)場澆筑為主,與綠色發(fā)展的理念及先進建造要求相比還有較大差距。進一步推廣裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用,主要面臨以下幾個方面的挑戰(zhàn):

        (1)技術(shù)標準體系不完善。與市政、建筑行業(yè)相比,公路行業(yè)關(guān)于裝配式結(jié)構(gòu)的標準偏少,現(xiàn)行標準體系不能完整覆蓋裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、驗收等環(huán)節(jié),在一定程度上束縛了裝配式結(jié)構(gòu)的推廣。

        (2)思想認識轉(zhuǎn)變不到位。工程各參建方對裝配式建筑的政策理解不透徹,思維方式轉(zhuǎn)變不到位,激勵政策不健全,企業(yè)鮮有主動開展相關(guān)技術(shù)和人員培訓(xùn),導(dǎo)致四新技術(shù)的應(yīng)用不足。

        (3)全過程統(tǒng)籌管理不足。多數(shù)企業(yè)對因工期提前而節(jié)約的人力、機械、材料等建設(shè)成本,缺乏有效的評價體系進行對比分析,礙于前期的高投入和經(jīng)營指標考核的需要,一般會選擇傳統(tǒng)的建造方式。

        (4)建設(shè)成本未有效降低。裝配式結(jié)構(gòu)涉及多個環(huán)節(jié),但市場化、體系化的建造體系尚未形成,往往需要企業(yè)承擔較高的前期投入,但模具、材料的重復(fù)利用率不高,直接影響企業(yè)的利潤額和積極性。

        3 對策措施

        面對交通強國建設(shè)、高質(zhì)量發(fā)展的新要求,加大裝配式結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用是必然趨勢。針對行業(yè)現(xiàn)狀,建議做好以下幾個方面工作:

        (1)健全機制體制。盡快出臺相應(yīng)的激勵措施和扶持政策,形成系統(tǒng)性的政策體系,給企業(yè)在稅收優(yōu)惠、信貸支持、科技獎勵、規(guī)費減免等方面予以保障,提高企業(yè)主觀能動性。

        (2)完善標準體系。完善的標準體系能激發(fā)相關(guān)單位的創(chuàng)新驅(qū)動力,可以讓管理有章可循、設(shè)計有據(jù)可查、監(jiān)督有法可依,有助于緩解相關(guān)單位的后顧之憂。

        (3)加強技術(shù)攻關(guān)。如何以較低成本使得接縫的剛度和強度滿足要求,并且防水效果良好,是目前亟須解決的技術(shù)難題,這就要求對裝配式結(jié)構(gòu)的理論、結(jié)構(gòu)、材料等關(guān)鍵問題進行更為深入的研究。

        (4)加強業(yè)務(wù)培訓(xùn)。主管部門應(yīng)做好政策宣傳、標準宣貫工作,鼓勵企業(yè)提前開展技術(shù)、人員的培訓(xùn),提升企業(yè)在新基建市場中的核心競爭力,適應(yīng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展要求。

        (5)擴大試點應(yīng)用。政府投資項目應(yīng)率先加大裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,通過重點工程的標桿示范作用,提升市場認識度,促進更多企業(yè)布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

        4 結(jié)語

        當前,交通運輸行業(yè)已轉(zhuǎn)入高質(zhì)量發(fā)展階段,建筑業(yè)由勞動力密集轉(zhuǎn)向建筑工業(yè)化,從粗放式管理轉(zhuǎn)向精細化管理是必然要求。相關(guān)主管部門應(yīng)發(fā)揮好行業(yè)指導(dǎo)作用,創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境,激發(fā)企業(yè)積極性。設(shè)計和施工單位應(yīng)聯(lián)合探索工程建設(shè)模式,促進設(shè)計、生產(chǎn)、施工的深度融合,既能推進裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展,又能讓企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

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