張垚、陳家駿、郭翔宇、夏添

（揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009）

0 引言

市政橋梁工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市交通的安全和暢通。傳統(tǒng)的橋梁建造方法存在施工周期長(zhǎng)、質(zhì)量難以控制、環(huán)保問題等不足之處，文章通過探討時(shí)下先進(jìn)的預(yù)制裝配式建造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、實(shí)現(xiàn)方法以及存在問題和解決措施，為今后橋梁工程的建設(shè)提供有益的參考。

1 預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 施工周期短

預(yù)制裝配式技術(shù)可以將橋梁的制作和組裝分離。在傳統(tǒng)的橋梁建造方式中，橋梁的構(gòu)件需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作和組裝，這不僅需要大量的人力和物力投入，還會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和天氣等因素的限制，從而使得施工周期長(zhǎng)。采用預(yù)制裝配式技術(shù)，第一，可以在工廠內(nèi)先制作好橋梁的構(gòu)件，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝安裝，避免了現(xiàn)場(chǎng)制作的時(shí)間和成本。第二，預(yù)制裝配式技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化，減少了制作過程和人工操作的時(shí)間和成本。第三，預(yù)制裝配式技術(shù)可以提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率。采用預(yù)制裝配式技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工的時(shí)間和人力成本，從而提高了現(xiàn)場(chǎng)施工的效率。第四，預(yù)制裝配式技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的精準(zhǔn)配合和組裝，避免了現(xiàn)場(chǎng)拼裝的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 質(zhì)量可控

第一，預(yù)制裝配式技術(shù)采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝技術(shù)，可以在工廠內(nèi)對(duì)橋梁的構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化制作。由于工廠內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備都是固定的，因此可以更好地控制制作過程中的各項(xiàng)參數(shù)，從而保證了構(gòu)件的制作精度和一致性。第二，預(yù)制裝配式技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)操作的不確定性。第三，預(yù)制裝配式技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全過程可追溯。通過對(duì)每個(gè)構(gòu)件的生產(chǎn)記錄、檢測(cè)報(bào)告等信息進(jìn)行存檔管理，可以保證每個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量可控，也可以在出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行追責(zé)和追溯[1]。

1.3 環(huán)保節(jié)能

預(yù)制裝配式技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工所需的材料消耗。第一，在傳統(tǒng)的橋梁建造方式中，現(xiàn)場(chǎng)施工需要大量的磚、石、水泥等材料，這些材料的運(yùn)輸和使用會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳等污染物。而采用預(yù)制裝配式技術(shù)，則可以在工廠內(nèi)對(duì)橋梁的構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化制作，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工所需的材料消耗。第二，預(yù)制裝配式技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工所需的能源消耗。在傳統(tǒng)的橋梁建造方式中，現(xiàn)場(chǎng)施工需要大量的人力和機(jī)器設(shè)備，這些設(shè)備需要消耗大量的能源。而采用預(yù)制裝配式技術(shù)，則可以將橋梁的制作和組裝分離，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工所需的能源消耗。第三，預(yù)制裝配式技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的減少和回收利用。在預(yù)制裝配式技術(shù)中，通過對(duì)每個(gè)構(gòu)件的生產(chǎn)記錄、檢測(cè)報(bào)告等信息進(jìn)行存檔管理，并對(duì)廢棄材料進(jìn)行回收利用，可以將建筑垃圾的產(chǎn)生量減少至最低。

1.4 提高施工安全性

預(yù)制裝配式技術(shù)可以將構(gòu)件的制作和組裝分離，減少現(xiàn)場(chǎng)加工和施工的安全隱患，如圖1 所示。第一，在傳統(tǒng)的施工方式中，需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大量的加工和調(diào)整，需要使用大量的機(jī)械設(shè)備和工具，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。而預(yù)制裝配式技術(shù)可以將這些工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，從而減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量和安全風(fēng)險(xiǎn)。第二，預(yù)制構(gòu)件的精準(zhǔn)尺寸和質(zhì)量可靠性也可以提高施工的安全性。預(yù)制構(gòu)件可以在工廠中通過精細(xì)化制造和精準(zhǔn)的加工工藝來(lái)保證尺寸的精確度和質(zhì)量的可靠性。這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工中由于構(gòu)件尺寸不準(zhǔn)確或質(zhì)量不可靠而導(dǎo)致的安全隱患，如構(gòu)件錯(cuò)位、掉落等問題。第三，預(yù)制構(gòu)件的可靠性也可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工中的人為因素和人為操作導(dǎo)致的安全問題，如操作失誤等。預(yù)制裝配式技術(shù)可以通過將構(gòu)件的制作和組裝分離、精準(zhǔn)的制造和加工工藝等手段來(lái)提高施工安全性。這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量和安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以提高工程的質(zhì)量和效率，降低工程成本。

圖1 預(yù)制裝配式技術(shù)施工圖

1.5 降低工程成本

預(yù)制裝配式技術(shù)可以采用大規(guī)模工廠化生產(chǎn)和精細(xì)化制造、利用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件等手段來(lái)降低生產(chǎn)成本和施工成本。第一，在制造過程中，預(yù)制構(gòu)件可以在工廠中通過精細(xì)化制造和精準(zhǔn)的加工工藝來(lái)保證質(zhì)量和尺寸的精確度，從而可以提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，并大幅度降低生產(chǎn)成本[2]。第二，在施工過程中，可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工中由于構(gòu)件尺寸不準(zhǔn)確或質(zhì)量不可靠而導(dǎo)致的重復(fù)施工和修補(bǔ)，從而可以降低工程成本?？偠灾ㄟ^減少現(xiàn)場(chǎng)加工和調(diào)整、提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，以及減少重復(fù)施工和修補(bǔ)等手段，預(yù)制裝配式技術(shù)可以降低工程成本。

2 預(yù)制裝配式技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法

2.1 工程設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)預(yù)制裝配式技術(shù)的特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)橋梁的構(gòu)件。預(yù)制裝配式技術(shù)的特點(diǎn)是精細(xì)化制作和離散化組裝，因此在工程設(shè)計(jì)階段，第一，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)橋梁的構(gòu)件，以便在工廠內(nèi)進(jìn)行精細(xì)化制作和離散化組裝。第二，還應(yīng)該考慮到構(gòu)件的尺寸、重量、形狀等因素，以便在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全、高效的組裝。第三，工程設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮橋梁的整體穩(wěn)定性和安全性。預(yù)制裝配式技術(shù)雖然可以提高橋梁的制作效率和質(zhì)量，但在組裝過程中也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在工程設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮橋梁的整體穩(wěn)定性和安全性?？梢圆捎孟冗M(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，以確保橋梁的整體穩(wěn)定性和安全性。第四，工程設(shè)計(jì)還應(yīng)合理規(guī)劃預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用流程。在橋梁工程中，預(yù)制裝配式技術(shù)的應(yīng)用流程包括構(gòu)件制作、運(yùn)輸和組裝等環(huán)節(jié)。在工程設(shè)計(jì)階段，應(yīng)合理規(guī)劃這些環(huán)節(jié)的順序和時(shí)間，以便在項(xiàng)目實(shí)施過程中實(shí)現(xiàn)高效、快速的施工[3]。

2.2 構(gòu)件制作

第一，構(gòu)件制作需要采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝。在預(yù)制裝配式技術(shù)中，構(gòu)件的精細(xì)化制作需要借助現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備和工藝。例如，采用數(shù)控機(jī)床、激光切割機(jī)等高精度設(shè)備，可以確保構(gòu)件的尺寸精確。同時(shí)，還需要選擇高質(zhì)量的原材料，進(jìn)行精細(xì)化制作，以保證構(gòu)件的質(zhì)量可靠。第二，構(gòu)件制作需要進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制。在預(yù)制裝配式技術(shù)中，構(gòu)件從制作到組裝都需要進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制?？梢圆捎矛F(xiàn)代化的質(zhì)量控制方法，例如，對(duì)每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)識(shí)和追溯，對(duì)構(gòu)件的制作過程進(jìn)行全面監(jiān)控和記錄，以便在出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)進(jìn)行溯源和處理。第三，構(gòu)件制作還需要充分考慮材料的環(huán)保性。在預(yù)制裝配式技術(shù)中，應(yīng)該選擇環(huán)保型、低碳型的原材料進(jìn)行構(gòu)件制作，以減少對(duì)環(huán)境的影響。例如，可以采用可回收利用的建筑廢料、再生型材料等，實(shí)現(xiàn)材料的可持續(xù)利用。

2.3 運(yùn)輸和裝配

第一，預(yù)制構(gòu)件在制作完成后需要進(jìn)行運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，因此需要采取嚴(yán)格的保護(hù)措施，以避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)損壞。具體措施可以包括：采用合適的包裝材料和方法，如木箱、鋼框等；選擇合適的運(yùn)輸工具和路線，避免顛簸和碰撞等因素對(duì)構(gòu)件造成影響；制訂嚴(yán)格的運(yùn)輸方案和操作規(guī)程，確保運(yùn)輸過程中的安全和穩(wěn)定。

第二，在組裝和安裝階段，需要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)條件，采取相應(yīng)的安裝方式。預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)組裝和安裝時(shí)需要考慮現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，如場(chǎng)地平整度、周圍環(huán)境、交通條件等因素。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制訂合適的組裝和安裝方案，選擇合適的工具和設(shè)備進(jìn)行組裝和安裝。同時(shí)需要注意現(xiàn)場(chǎng)安全，采取相應(yīng)的安全措施，如設(shè)置安全警示標(biāo)志、使用安全帶等。預(yù)制裝配式技術(shù)在運(yùn)輸和裝配方面需要采取一系列措施，確保構(gòu)件在運(yùn)輸過程中不受損壞，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)組裝和安裝階段需要考慮現(xiàn)場(chǎng)條件，采取合適的安裝方式和安全措施，以確保施工順利進(jìn)行。

3 預(yù)制裝配式技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用的優(yōu)化措施

3.1 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高制作效率和減少成本

加強(qiáng)技術(shù)支持應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的制造設(shè)備和工藝，以及優(yōu)化生產(chǎn)流程和制造工藝。第一，隨著科技的進(jìn)步和制造工藝的發(fā)展，新型的制造設(shè)備和工藝不斷涌現(xiàn)，可以更加高效地生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件。例如，采用先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備和智能化制造工藝，可以提高構(gòu)件的制造精度和生產(chǎn)效率。此外，通過優(yōu)化生產(chǎn)流程和制造工藝，可以減少生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)和損耗，從而降低生產(chǎn)成本。第二，采用新型材料和構(gòu)件設(shè)計(jì)，以減少材料成本和提高構(gòu)件的性能。新型的材料可以更加經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，并且可以提高構(gòu)件的性能。例如，采用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，可以減少材料的使用量，降低生產(chǎn)成本；采用具有隔熱、隔音、防水等特性的新型材料，可以提高構(gòu)件的性能。第三，優(yōu)化構(gòu)件的設(shè)計(jì)，可以使構(gòu)件的結(jié)構(gòu)更加合理，減少材料浪費(fèi)和生產(chǎn)成本。加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，可以通過引進(jìn)先進(jìn)的制造設(shè)備和工藝，以及優(yōu)化生產(chǎn)流程和制造工藝，提高構(gòu)件的制作效率和制造精度；同時(shí)，采用新型材料和構(gòu)件設(shè)計(jì)，可以減少材料成本和提高構(gòu)件的性能。這些措施可以幫助降低生產(chǎn)成本，提高預(yù)制裝配式技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 建立完善的運(yùn)輸和安裝體系，加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件的保護(hù)和管理

采用專業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備和保護(hù)措施，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全過程的監(jiān)控和管理。第一，在運(yùn)輸過程中，可以采用專業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備和保護(hù)措施，如低底盤車輛、護(hù)角、緩沖材料等，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全過程的監(jiān)控和保護(hù)，避免在運(yùn)輸過程中受到損傷。同時(shí)，可以采用現(xiàn)代化的監(jiān)控技術(shù)，對(duì)運(yùn)輸過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。第二，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，制訂詳細(xì)的施工方案和監(jiān)督措施，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的效率和質(zhì)量，包括施工流程、安全措施、質(zhì)量要求等方面，以確保施工的效率和質(zhì)量。第三，需要加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，確保施工的順利進(jìn)行[4]。

3.3 加強(qiáng)與供應(yīng)商和承包商的合作，以加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理和施工管理

為了確保供應(yīng)鏈和施工管理的穩(wěn)定性和可靠性，需要與供應(yīng)商和承包商建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和流程改進(jìn)，提高預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和效率。應(yīng)制定詳細(xì)的合同和標(biāo)準(zhǔn)，明確雙方的責(zé)任和義務(wù)。合同和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括合作期限、產(chǎn)品質(zhì)量、交付時(shí)間、付款方式等方面的內(nèi)容。同時(shí)，還需要建立健全的質(zhì)量管理和監(jiān)督機(jī)制，對(duì)供應(yīng)商和承包商的質(zhì)量和施工進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理。

3.4 加強(qiáng)協(xié)調(diào)和管理，優(yōu)化生產(chǎn)和施工計(jì)劃

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和施工涉及多個(gè)環(huán)節(jié)和多個(gè)參與方，需要進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理，以確保各個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接和協(xié)同。第一，在協(xié)調(diào)和管理方面，應(yīng)加強(qiáng)溝通，明確各方的責(zé)任和義務(wù)，建立健全的協(xié)調(diào)機(jī)制，及時(shí)解決問題和糾正偏差，確保生產(chǎn)和施工的順利進(jìn)行。第二，優(yōu)化生產(chǎn)和施工計(jì)劃。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和施工計(jì)劃應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理安排，并制訂相應(yīng)的施工方案和技術(shù)措施。在計(jì)劃制訂方面，應(yīng)充分考慮各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系和依賴，合理安排時(shí)間和資源，盡量避免生產(chǎn)和施工中的瓶頸和沖突。第三，應(yīng)采取科學(xué)的施工管理方法，如進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理等，確保施工質(zhì)量和進(jìn)度的穩(wěn)定和可控。通過加強(qiáng)協(xié)調(diào)和管理、優(yōu)化生產(chǎn)和施工計(jì)劃等措施，可以有效地縮短預(yù)制裝配式技術(shù)在市政橋梁工程中的施工周期，提高生產(chǎn)和施工效率，降低施工成本，從而更好地推動(dòng)預(yù)制裝配式技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)制裝配式技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用，具有施工周期短、質(zhì)量可控、環(huán)保節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在一些需要注意的問題。通過加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、完善運(yùn)輸和安裝體系、加強(qiáng)與供應(yīng)商和承包商的合作等多種措施，可以進(jìn)一步提高預(yù)制裝配式技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用效果，為城市交通的安全和暢通作出更大的貢獻(xiàn)。