装配式混凝土桥梁下部结构施工技术创新

一、引言

在国家大力推进交通强国建设的背景下，桥梁工程作为交通基础设施的关键环节，其建设规模和技术水平不断提升。装配式混凝土桥梁以工厂化预制、现场装配的施工模式，有效减少了现场湿作业，提高了施工效率和工程质量，成为桥梁建设的重要发展方向。然而，装配式混凝土桥梁下部结构施工面临着连接可靠性、施工精度控制、施工效率提升等诸多挑战。因此，开展装配式混凝土桥梁下部结构施工技术创新研究，对推动桥梁建设技术进步、满足日益增长的交通需求具有重要意义。

二、传统装配式混凝土桥梁下部结构施工存在的问题

2.1 连接技术不完善

传统装配式混凝土桥梁下部结构的连接方式多采用湿接缝连接、灌浆套筒连接等。湿接缝连接需要在现场进行大量的混凝土浇筑和养护工作，施工周期长，且混凝土收缩徐变容易导致接缝处出现裂缝，影响结构的整体性和耐久性 。灌浆套筒连接虽然应用较为广泛，但存在灌浆不密实、套筒定位不准确等问题，会降低连接部位的承载能力，给桥梁结构安全带来隐患。

2.2 施工精度难以保证

下部结构的施工精度对桥梁整体受力性能和使用寿命至关重要。传统施工方法在预制构件的生产、运输和安装过程中，由于测量误差、构件变形、安装工艺等因素影响，难以精确控制构件的位置和标高。例如，预制墩柱安装时，墩柱的垂直度和平面位置偏差过大，会导致上部结构受力不均，影响桥梁的正常使用。

2.3 施工效率较低

传统装配式施工流程繁琐，各工序之间衔接不够紧密，导致施工效率低下。从预制构件的生产到现场安装，涉及多个环节，如构件脱模、运输、吊装、连接等，每个环节都需要耗费大量时间和人力。同时，受天气等外界因素影响较大，如雨天无法进行混凝土浇筑等作业，进一步延误施工进度。

2.4 环保压力较大

传统施工过程中，现场湿作业产生的大量建筑垃圾、扬尘以及施工噪音，对周边环境造成较大污染。此外，混凝土搅拌、养护等过程消耗大量水资源，不符合绿色施工理念，难以满足当前环保要求。

三、装配式混凝土桥梁下部结构施工技术创新

3.1 新型连接技术创新

预应力连接技术：预应力连接技术通过施加预应力使预制构件紧密结合，形成整体受力结构。该技术可有效提高连接部位的抗裂性能和承载能力，减少接缝处的变形。例如，采用后张法预应力连接预制墩柱，通过在墩柱内预留孔道，穿入预应力钢束并张拉锚固，使墩柱之间实现可靠连接，增强桥梁下部结构的整体性。

承插式连接技术：承插式连接是将预制构件的一端设计为插头，另一端设计为插座，通过插头与插座的相互配合实现连接。这种连接方式施工简便、安装速度快，且能有效保证连接精度。在预制盖梁与墩柱的连接中应用承插式连接技术，可大大缩短施工时间，提高施工效率。

榫卯连接技术：借鉴传统建筑榫卯结构原理，研发适用于装配式混凝土桥梁的榫卯连接技术。榫卯连接通过预制构件上的榫头和卯眼相互咬合，实现构件之间的连接。该技术具有安装方便、抗震性能好等优点，可减少现场焊接和灌浆作业，降低施工难度和质量风险。

3.2 智能化施工技术创新

BIM 技术应用：将建筑信息模型（BIM）技术引入装配式混凝土桥梁下部结构施工中，通过建立三维模型，对施工过程进行模拟和优化。在预制构件生产阶段，利用 BIM 模型进行精确的尺寸标注和生产指导，提高构件生产精度；在安装阶段，通过 BIM 模型进行施工方案模拟，确定最佳的吊装顺序和位置，实现施工过程的可视化管理，有效控制施工精度和进度。

智能测量与监控技术：采用全球定位系统（GPS）、全站仪、激光扫描仪等先进测量设备，结合自动化监测技术，实现对预制构件安装位置和变形的实时精确测量与监控。例如，在预制墩柱安装过程中，利用 GPS 和全站仪实时监测墩柱的垂直度和平面位置，一旦发现偏差，及时进行调整，确保安装精度符合设计要求。同时，通过传感器对桥梁下部结构的应力、应变等参数进行实时监测，为施工安全和结构性能评估提供数据支持。

机器人施工技术：研发适用于装配式桥梁下部结构施工的机器人，如混凝土浇筑机器人、预应力张拉机器人等。这些机器人具有自动化程度高、操作精度高、工作效率高等优点，可代替人工完成一些复杂、危险的施工任务，提高施工质量和安全性。例如，混凝土浇筑机器人能够按照设定的程序精确控制混凝土浇筑速度和位置，避免出现漏浇、过浇等问题。

3.3 绿色环保施工技术创新

预制构件绿色生产技术：在预制构件生产过程中，采用绿色环保材料和生产工艺。例如，使用再生骨料混凝土代替部分天然骨料，减少天然资源消耗；采用节能型生产设备和工艺，降低生产过程中的能源消耗和碳排放。同时，对生产过程中产生的废水、废渣等进行回收处理和再利用，实现资源的循环利用。

现场环保施工技术：优化施工现场布置，减少施工活动对周边环境的影响。采用低噪音施工设备和工艺，降低施工噪音污染；设置扬尘防治措施，如安装喷淋系统、覆盖防尘网等，减少施工扬尘；对施工废水进行沉淀、过滤等处理，达标后排放，保护周边水环境。此外，推广使用可重复利用的施工临时设施，减少建筑垃圾产生。

四、实际工程案例分析

4.1 工程概况

某跨江大桥工程采用装配式混凝土桥梁结构，下部结构包括预制墩柱、预制盖梁等。该工程对施工质量、进度和环保要求较高，为解决传统施工技术存在的问题，应用了多项施工技术创新成果。

4.2 技术创新应用

预制墩柱与承台通过预应力技术连接，墩柱与盖梁采用承插式连接，提升了连接可靠性和施工效率。BIM 技术用于施工模拟和管理，智能测量监控技术确保了构件安装精度和结构受力状态，混凝土浇筑机器人用于湿接缝浇筑，保障施工质量和进度。预制构件使用再生骨料混凝土，施工现场环保设施完善，减少对环境影响。

4.3 应用效果

应用这些技术创新，工程下部结构施工工期缩短 30% ，施工精度符合规范，连接部位质量可靠，无裂缝等问题。建筑垃圾减少 40% ，噪音和扬尘污染得到控制，实现了经济、社会和环境效益，为类似工程提供了经验。

五、结论

装配式混凝土桥梁下部结构施工技术创新是推动桥梁建设高质量发展的关键。在未来的桥梁建设中，应进一步加强施工技术创新研究，不断优化和完善施工工艺，推动装配式混凝土桥梁下部结构施工技术向更高水平发展，为交通基础设施建设提供有力的技术支撑。

参考文献

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