预制装配式技术在市政桥梁工程中的应用效益与推广路径

一、引言

近些年来，预制装配式桥梁因其设计标准化、施工质量高、安全风险小、施工速度快、绿色又环保等诸多优点而被逐渐应用于各类桥梁工程中现代建筑项目开发建设过程中，为提高施工效益、控制成本、提高进度，合理采用预制装配式建筑施工技术，实现部分建筑构件工厂化生产加工，有效提升了项目开发建设进度与质量。在该技术实际应用时，应当对其施工技术进行合理控制，才可充分发挥出预制装配式建筑施工技术应用优势。

二、预制装配式技术在市政桥梁工程中的应用现状

（一）技术发展历程与应用场景

预制装配式技术起源于 20 世纪中叶，早期主要应用于中小跨径桥梁（如 20 米以下简支梁）。随着高强混凝土、预应力技术的发展，其应用范围逐步拓展至大跨径桥梁（如连续刚构、钢混组合梁）。当前，市政桥梁中常见的预制构件包括预制空心板梁、预制盖梁、预制节段箱梁等，适用于城市道路桥梁、立交桥、人行天桥等场景。例如，预制 U 型梁因截面刚度大、装配速度快，广泛应用于城市快速路桥梁建设。

（二）技术核心优势分析

与传统现浇技术相比，预制装配式技术具有以下核心优势：

1.工厂化生产保障质量稳定性：构件在工厂可控环境下生产，可精确控制钢筋绑扎、混凝土浇筑及养护工艺，减少现场施工误差。

2.缩短现场工期：构件预制与基础施工同步进行，现场作业以装配为主，大幅减少脚手架搭设、模板支护等工序时间。

3.降低环境影响：减少现场湿作业与建筑垃圾，降低粉尘、噪声污染，符合城市中心区绿色施工要求。

4.提升施工安全性：减少高空作业与现场焊接量，降低施工人员安全风险。

三、预制装配式技术的综合应用效益

（一）工期效益：流程重构与效率提升

预制装配式施工通过“ 设计-预制-装配” 并行模式压缩工期。在传统现浇工艺中，桥梁下部结构施工完成后需等待混凝土养护达标方可进行上部结构施工，而预制模式下，上部构件预制与下部基础施工可同步进行。例如，预制盖梁可在承台施工期间完成预制，待承台强度达标后立即吊装，缩短工序衔接时间约 30% 。整体工期较传统工艺可缩短 40%-60% ，尤其适用于交通疏导压力大的城市中心区桥梁工程。

（二）成本效益：全生命周期成本优化

1.直接成本降低：工厂规模化生产降低构件单位成本，现场人工、机械使用量减少约 50‰

2.间接成本节约：缩短工期减少管理费、设备租赁费用，降低交通管制带来的社会成本。

3.维护成本下降：构件质量提升减少后期裂缝修补、结构加固需求，全生命周期维护成本降低 20‰ 。

（三）环境效益：绿色建造与可持续发展

预制装配式技术可减少现场建筑垃圾 90% 以上，施工粉尘、噪声污染降低 60‰ 。工厂生产环节可集中处理废水、废浆，实现废弃物循环利用（如废混凝土再生骨料利用率 ≥70% ）。此外，减少现场脚手架与模板使用，可节约木材消耗约 80% ，符合“ 双碳” 目标下的绿色建造要求。

四、预制装配式技术推广的关键难点

（一）设计标准化与模数化瓶颈

当前市政桥梁设计个性化需求强，构件规格繁多（如不同桥型的墩柱截面差异大），难以形成规模化预制。设计阶段缺乏统一模数标准，导致模具通用性差，工厂换模成本高、效率低。

（二）运输与吊装设备限制

大型预制构件（如整孔预制箱梁）运输需专用平板车，受城市道路限高、限宽影响显著。现场吊装需配备大吨位起重机（如 500 吨级履带吊），

部分狭窄施工区域设备无法进场，制约技术应用。

（三）节点连接技术复杂度高

预制构件连接节点（如湿接缝、灌浆套筒连接）施工质量控制难度大。例如，灌浆套筒饱满度检测缺乏有效手段，现场操作不当可能导致节点受力性能不足，影响结构整体性。

五、预制装配式技术的推广路径与策略

（一）强化标准化设计与模块化组合

1.建立构件标准化体系：制定市政桥梁预制构件模数标准（如以 50cm为基本模数），推广通用化构件（如标准 T 梁、空心板），减少非标构件比例。

2.模块化设计理念应用：将桥梁分解为基础、墩柱、梁体、桥面系等模块，通过模块组合满足不同跨度、荷载需求。例如，采用“ 标准墩柱 + 变截面梁体” 组合模式，适应城市道路纵坡变化。

（二）推动智能化生产与数字化管理

1.工厂智能化升级：引入 BIM 技术进行构件深化设计，通过数控钢筋加工设备（误差 ≤1mm ）、智能张拉系统提升生产精度。采用物联网技术监控养护窑温湿度，实现混凝土强度实时预警。

2.施工全过程数字化管理：利用GIS+BIM 平台整合设计、生产、运输、安装数据，通过二维码标签实现构件全生命周期追溯。现场安装时，采用AR 技术实时显示构件位置，辅助吊装定位。

（三）创新节点连接技术与装备

1.开发高效连接工艺：推广免灌浆套筒连接、预应力钢束挤压连接等新技术，减少现场湿作业。例如，采用“ 承插式 + 预应力” 组合连接，可将节点施工时间缩短 50‰

2.专用装备研发：研制适应城市复杂环境的模块化吊装设备（如步履式起重机），开发小型化运输车辆（轴距≤3 米）以满足狭窄道路运输需求。

（四）完善产业链协同与政策支持

1.构建产业联盟：推动设计、施工、构件厂、设备商组建产业联盟，建立跨主体协同平台，实现信息实时共享（如构件生产进度、现场安装条件）。

2.政策激励与标准完善：政府层面可通过容积率奖励、绿色施工补贴等政策鼓励预制技术应用，同时加快制定《市政桥梁预制装配式技术规程》，明确设计、施工、验收标准。

六、结语

预制装配式技术是市政桥梁工程从传统建造向工业化、智能化转型的核心驱动力，其应用效益覆盖工期、成本、质量、环境等多个维度。尽管当前面临设计标准化、装备适应性、产业链协同等挑战，但其技术优势与绿色发展导向契合城市建设需求。未来，需通过标准化设计、智能化生产、精细化管理及政策支持，构建全产业链协同的技术推广体系，推动预制装配式技术在市政桥梁工程中实现规模化应用，助力“ 交通强国” 与“ 双碳”目标的实现。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. 装配式混凝土桥梁技术规程（CJJ/T 212-2014）[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2014.

[2]叶见曙. 结构设计原理（第五版）[M]. 北京: 人民交通出版社, 2019

[3]李龙安. 预制装配式桥梁施工技术与管理[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2020.

[4]王伯惠. 装配式桥梁设计与施工手册[M]. 北京: 人民交通出版社,2018.

[5]中国公路学会. 公路桥梁装配式技术发展报告（2021）[R]. 北京: 人民交通出版社, 2021.