預制裝配式技術在市政橋梁工程中的應用

張垚、陳家駿、郭翔宇、夏添

（揚州大學建筑科學與工程學院，江蘇揚州 225009）

0 引言

市政橋梁工程是城市基礎設施建設的重要組成部分，其建設質量和效率直接關系到城市交通的安全和暢通。傳統的橋梁建造方法存在施工周期長、質量難以控制、環保問題等不足之處，文章通過探討時下先進的預制裝配式建造技術的應用優勢、實現方法以及存在問題和解決措施，為今后橋梁工程的建設提供有益的參考。

1 預制裝配式技術的應用優勢

1.1 施工周期短

預制裝配式技術可以將橋梁的制作和組裝分離。在傳統的橋梁建造方式中，橋梁的構件需要在現場進行制作和組裝，這不僅需要大量的人力和物力投入，還會受到現場環境和天氣等因素的限制，從而使得施工周期長。采用預制裝配式技術，第一，可以在工廠內先制作好橋梁的構件，然后在現場進行組裝安裝，避免了現場制作的時間和成本。第二，預制裝配式技術可以實現工藝標準化和自動化，減少了制作過程和人工操作的時間和成本。第三，預制裝配式技術可以提高現場施工效率。采用預制裝配式技術可以減少現場施工的時間和人力成本，從而提高了現場施工的效率。第四，預制裝配式技術還可以實現構件的精準配合和組裝，避免了現場拼裝的難度和風險。

1.2 質量可控

第一，預制裝配式技術采用先進的生產設備和工藝技術，可以在工廠內對橋梁的構件進行精細化制作。由于工廠內的生產環境和設備都是固定的，因此可以更好地控制制作過程中的各項參數，從而保證了構件的制作精度和一致性。第二，預制裝配式技術可以減少現場操作的不確定性。第三，預制裝配式技術可以實現全過程可追溯。通過對每個構件的生產記錄、檢測報告等信息進行存檔管理，可以保證每個構件的質量可控，也可以在出現問題時進行追責和追溯[1]。

1.3 環保節能

預制裝配式技術可以減少現場施工所需的材料消耗。第一，在傳統的橋梁建造方式中，現場施工需要大量的磚、石、水泥等材料，這些材料的運輸和使用會產生大量的二氧化碳等污染物。而采用預制裝配式技術，則可以在工廠內對橋梁的構件進行精細化制作，減少了現場施工所需的材料消耗。第二，預制裝配式技術可以減少現場施工所需的能源消耗。在傳統的橋梁建造方式中，現場施工需要大量的人力和機器設備，這些設備需要消耗大量的能源。而采用預制裝配式技術，則可以將橋梁的制作和組裝分離，減少了現場施工所需的能源消耗。第三，預制裝配式技術還可以實現建筑垃圾的減少和回收利用。在預制裝配式技術中，通過對每個構件的生產記錄、檢測報告等信息進行存檔管理，并對廢棄材料進行回收利用，可以將建筑垃圾的產生量減少至最低。

1.4 提高施工安全性

預制裝配式技術可以將構件的制作和組裝分離，減少現場加工和施工的安全隱患，如圖1 所示。第一，在傳統的施工方式中，需要在現場進行大量的加工和調整，需要使用大量的機械設備和工具，存在較大的安全風險。而預制裝配式技術可以將這些工作轉移到工廠進行，從而減少了現場施工的工作量和安全風險。第二，預制構件的精準尺寸和質量可靠性也可以提高施工的安全性。預制構件可以在工廠中通過精細化制造和精準的加工工藝來保證尺寸的精確度和質量的可靠性。這樣可以減少現場施工中由于構件尺寸不準確或質量不可靠而導致的安全隱患，如構件錯位、掉落等問題。第三，預制構件的可靠性也可以減少現場施工中的人為因素和人為操作導致的安全問題，如操作失誤等。預制裝配式技術可以通過將構件的制作和組裝分離、精準的制造和加工工藝等手段來提高施工安全性。這樣可以減少現場施工的工作量和安全風險，同時可以提高工程的質量和效率，降低工程成本。

圖1 預制裝配式技術施工圖

1.5 降低工程成本

預制裝配式技術可以采用大規模工廠化生產和精細化制造、利用標準化構件等手段來降低生產成本和施工成本。第一，在制造過程中，預制構件可以在工廠中通過精細化制造和精準的加工工藝來保證質量和尺寸的精確度，從而可以提高生產效率和生產質量，并大幅度降低生產成本[2]。第二，在施工過程中，可以減少現場施工中由于構件尺寸不準確或質量不可靠而導致的重復施工和修補，從而可以降低工程成本。總而言之，通過減少現場加工和調整、提高生產效率和生產質量，以及減少重復施工和修補等手段，預制裝配式技術可以降低工程成本。

2 預制裝配式技術的實現方法

2.1 工程設計

工程設計應根據預制裝配式技術的特點，合理設計橋梁的構件。預制裝配式技術的特點是精細化制作和離散化組裝，因此在工程設計階段，第一，應該合理設計橋梁的構件，以便在工廠內進行精細化制作和離散化組裝。第二，還應該考慮到構件的尺寸、重量、形狀等因素，以便在現場進行安全、高效的組裝。第三，工程設計應充分考慮橋梁的整體穩定性和安全性。預制裝配式技術雖然可以提高橋梁的制作效率和質量，但在組裝過程中也存在一定的風險。因此，在工程設計階段，應充分考慮橋梁的整體穩定性和安全性。可以采用先進的計算機模擬技術，對橋梁的結構進行分析和優化，以確保橋梁的整體穩定性和安全性。第四，工程設計還應合理規劃預制裝配式技術的應用流程。在橋梁工程中，預制裝配式技術的應用流程包括構件制作、運輸和組裝等環節。在工程設計階段，應合理規劃這些環節的順序和時間，以便在項目實施過程中實現高效、快速的施工[3]。

2.2 構件制作

第一，構件制作需要采用先進的生產設備和工藝。在預制裝配式技術中，構件的精細化制作需要借助現代化生產設備和工藝。例如，采用數控機床、激光切割機等高精度設備，可以確保構件的尺寸精確。同時，還需要選擇高質量的原材料，進行精細化制作，以保證構件的質量可靠。第二，構件制作需要進行全過程的質量控制。在預制裝配式技術中，構件從制作到組裝都需要進行全過程的質量控制。可以采用現代化的質量控制方法，例如，對每個構件進行標識和追溯，對構件的制作過程進行全面監控和記錄，以便在出現質量問題時進行溯源和處理。第三，構件制作還需要充分考慮材料的環保性。在預制裝配式技術中，應該選擇環保型、低碳型的原材料進行構件制作，以減少對環境的影響。例如，可以采用可回收利用的建筑廢料、再生型材料等，實現材料的可持續利用。

2.3 運輸和裝配

第一，預制構件在制作完成后需要進行運輸到現場進行組裝，因此需要采取嚴格的保護措施，以避免在運輸過程中出現損壞。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；選擇合適的運輸工具和路線，避免顛簸和碰撞等因素對構件造成影響；制訂嚴格的運輸方案和操作規程，確保運輸過程中的安全和穩定。

第二，在組裝和安裝階段，需要充分考慮現場條件，采取相應的安裝方式。預制構件在現場組裝和安裝時需要考慮現場的具體條件，如場地平整度、周圍環境、交通條件等因素。根據現場實際情況，制訂合適的組裝和安裝方案，選擇合適的工具和設備進行組裝和安裝。同時需要注意現場安全，采取相應的安全措施，如設置安全警示標志、使用安全帶等。預制裝配式技術在運輸和裝配方面需要采取一系列措施，確保構件在運輸過程中不受損壞，同時在現場組裝和安裝階段需要考慮現場條件，采取合適的安裝方式和安全措施，以確保施工順利進行。

3 預制裝配式技術在橋梁工程中應用的優化措施

3.1 加強技術研發，提高制作效率和減少成本

加強技術支持應引進先進的制造設備和工藝，以及優化生產流程和制造工藝。第一，隨著科技的進步和制造工藝的發展，新型的制造設備和工藝不斷涌現，可以更加高效地生產預制構件。例如，采用先進的數控加工設備和智能化制造工藝，可以提高構件的制造精度和生產效率。此外，通過優化生產流程和制造工藝，可以減少生產過程中的浪費和損耗，從而降低生產成本。第二，采用新型材料和構件設計，以減少材料成本和提高構件的性能。新型的材料可以更加經濟高效地生產預制構件，并且可以提高構件的性能。例如，采用輕質高強度材料，可以減少材料的使用量，降低生產成本；采用具有隔熱、隔音、防水等特性的新型材料，可以提高構件的性能。第三，優化構件的設計，可以使構件的結構更加合理，減少材料浪費和生產成本。加強技術研發，可以通過引進先進的制造設備和工藝，以及優化生產流程和制造工藝，提高構件的制作效率和制造精度；同時，采用新型材料和構件設計，可以減少材料成本和提高構件的性能。這些措施可以幫助降低生產成本，提高預制裝配式技術的競爭力。

3.2 建立完善的運輸和安裝體系，加強對構件的保護和管理

采用專業的運輸設備和保護措施，對構件進行全過程的監控和管理。第一，在運輸過程中，可以采用專業的運輸設備和保護措施，如低底盤車輛、護角、緩沖材料等，對構件進行全過程的監控和保護，避免在運輸過程中受到損傷。同時，可以采用現代化的監控技術，對運輸過程進行實時監測和管理，及時發現和處理問題。第二，加強現場施工管理，制訂詳細的施工方案和監督措施，確保現場施工的效率和質量，包括施工流程、安全措施、質量要求等方面，以確保施工的效率和質量。第三，需要加強對施工現場的監督和管理，及時發現問題并采取相應的措施進行處理，確保施工的順利進行[4]。

3.3 加強與供應商和承包商的合作，以加強供應鏈管理和施工管理

為了確保供應鏈和施工管理的穩定性和可靠性，需要與供應商和承包商建立長期穩定的合作關系，共同推進技術創新和流程改進，提高預制構件的質量和效率。應制定詳細的合同和標準，明確雙方的責任和義務。合同和標準應包括合作期限、產品質量、交付時間、付款方式等方面的內容。同時，還需要建立健全的質量管理和監督機制，對供應商和承包商的質量和施工進行嚴格的監督和管理。

3.4 加強協調和管理，優化生產和施工計劃

預制構件生產和施工涉及多個環節和多個參與方，需要進行協調和管理，以確保各個環節之間的銜接和協同。第一，在協調和管理方面，應加強溝通，明確各方的責任和義務，建立健全的協調機制，及時解決問題和糾正偏差，確保生產和施工的順利進行。第二，優化生產和施工計劃。預制構件的生產和施工計劃應根據實際情況進行合理安排，并制訂相應的施工方案和技術措施。在計劃制訂方面，應充分考慮各個環節之間的關系和依賴，合理安排時間和資源，盡量避免生產和施工中的瓶頸和沖突。第三，應采取科學的施工管理方法，如進度管理、質量管理、安全管理等，確保施工質量和進度的穩定和可控。通過加強協調和管理、優化生產和施工計劃等措施，可以有效地縮短預制裝配式技術在市政橋梁工程中的施工周期，提高生產和施工效率，降低施工成本，從而更好地推動預制裝配式技術在市政橋梁工程中的應用。

4 結語

預制裝配式技術在市政橋梁工程中的應用，具有施工周期短、質量可控、環保節能等諸多優點，但同時也存在一些需要注意的問題。通過加強技術研發、完善運輸和安裝體系、加強與供應商和承包商的合作等多種措施，可以進一步提高預制裝配式技術在市政橋梁工程中的應用效果，為城市交通的安全和暢通作出更大的貢獻。