城市桥梁预制装配技术的发展与应用

1951年，德国工程师Finsterwalder在Lahn河上建造了第一座悬臂浇筑施工的预应力混凝土桥梁，形成了现代意义上的悬臂浇筑施工法。1952年，在纽约的谢尔登附近，E.Freyssinet公司设计了一座采取纵向分段预制装配施工的单跨桥。该桥的建成标志着节段匹配预制法在施工中的首次运用。1962年，法国工程师将节段悬臂浇筑与预制装配相结合，提出了一种新的桥梁施工方法——预制节段悬臂拼装法。该项创新提高了施工效率，加快了施工进度，节约了成本，而且提高了施工质量。随后，他们将这一方法运用在了巴黎南部塞纳河上的Choisy-Le -Roi桥，使此桥成为最早采用预制节段悬臂拼装法的桥梁，同时也是最早采用长线法偶配的桥梁。此后，该法不断改进，在世界各国工程中陆续被采用并得到推广。在预制节段拼装施工技术发展过程中，最具有里程碑意义的是在施工中引入了自行式拼装支架。1966年，法国首次将上行式移动拼装支架进行节段悬臂拼装施工技术运用在Oleron海峡大桥的建设上。在预制装配发展的初期，接缝面一般采用单键形式的剪力键，后来在施工中发现键受剪较大，容易损坏。20世纪70年代后期，法国人对此问题展开研究，开发了复合剪力键形式。1974年，复合剪力键形式在巴西的Rio-Niteroi桥首次被采用，并取得良好的效果。工程界也因其良好的抗剪性能而在随后的预制节段桥梁中得到广泛采用。1978年，法国工程师Jean Muller等设计建造了美国佛罗里达州Long Key桥（又名长礁桥，跨径为101×36 m）。该桥是第一座采用预制节段拼装施工的体外预应力桥梁，创造了每周架桥108 m的纪录。

建于1992年9月的美国佛罗里达州Mid- Bay桥和1998年3月的Ga r con- Point跨海大桥采用体外预应力、干接缝、节段逐跨拼装施工法，每周架桥分别为290 m和299 m，创造了逐跨拼装施工的世界纪录。1996年，英国the Second Severn Crossing在施工中引入了线型控制软件，通过将端模顶部控制点测量数据导入软件分析，得到线型调整值及补偿值，然后修正新节段数据，从而获得梁体的正确线型。钢筋骨架在胎膜上绑扎后吊入台座。这种施工方式提高了台座的生产率。1998年竣工的孟加拉国贾木纳大桥施工中采取短线法预制桥梁节段，并用蒸养的方式来养护，极大地缩短了制梁周期。2000年建成的泰国曼谷Bang Na高速公路高架桥，全线长55 km，耗资10亿美元，平均跨度42 m，整个工程预制节段39 570个，均采用体外预应力、干接缝、逐跨拼接技术；工程量非常艰巨，但整个工程工期耗时仅26个月。Bang Na高架桥不仅是世界上最长的桥梁，而且也是最大规模采用预制逐跨拼装施工技术的桥梁。

香港自从1990年观塘快速路高架桥首次采用预制节段悬臂施工法之后，后续10多座桥均采用该法施工。机场铁路青衣海峡大桥、西铁高架桥和东铁高架桥等均采用预制节段拼装施工法。青衣北沿海道和马鞍山T7道采用了体外预应力逐跨拼装技术，有效解决了地形崎岖的难题，大大缩短了工期。(www.xing528.com)

我国于20世纪60年代才开始研究、应用预制节段拼装预应力混凝土桥梁。于20世纪60年代建成通车的成昆铁路旧庄河一号桥采用节段预制、悬臂拼装施工法；孙水河4号桥等采用节段预制、逐跨拼装施工法。1997年建成的湘江铁路大桥是我国首次采用专用移动式拼装支架进行节段悬臂拼装施工。2001年，建成通车的嘉浏高速公路新刘河大桥是国内首次采用特制进行节段拼装施工，并采取部分体外预应力方式。2003年9月完工的上海沪闵二期高架道路工程，全长5.4 km，采用短线法生产宽节段，这在国内为首次。同时该工程中引进1800T型架梁设备，在国内首次对节段拼装预应力混凝土连续弧形箱梁进行试验研究，体现了我国高架道路工程设计及施工技术的进步和发展，并为后续工程采用预制装配提供了工程借鉴和技术支持。在沪闵二期高架道路工程的基础上，2006年12月建成通车的广州轨道交通四号线借鉴国外施工技术，推陈出新，使梁段工厂化生产和节段现场装配技术提高到一个新的水平。2008年建成通车的苏通大桥是当时我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程，采用箱梁节段短线匹配预制和悬臂拼装法施工。短线匹配预制和悬拼技术的成功应用，充分体现了施工作业工厂化、模块化、机械化和线型控制计算机程序化的独特优点，具有很强的推广应用价值。

总的来说，国内桥梁建设中，预制节段拼装标准段的设计、施工水平已和国际同步，较多运用在公路及海上桥梁。而城市高架受地面建筑等因素影响线形一般较为复杂，且上下匝道设置较为密集，存在较多的异形变宽段，在异形变宽段桥梁上运用箱梁纵桥向节段预制装配的案例较少。