城市高架桥梁工业化建造技术

第二届桥梁智慧建造技术创新发展论坛
城市高架桥梁工业化建造技术上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
目录
CONTENTS
一引言
二上海市政总院预制装配技术概况三桥梁预制构件技术开发
一引言
预制装配建筑发展史
我国发展预制装配建筑经历了启动、低潮、再启动三个阶段。

•启动（1950年~1980年）：覆盖建筑、铁道、交通等领域，建设了上千家预制厂。

•低潮（1980年~2008年）：唐山大地震表明，导致预制装配式技术几乎绝迹，现浇技术得到很大的发展。

•再启动（2008年~现在）：2014年建设部发布《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》。

新时代发展预制装配建筑是国家战略
•桥梁工业化是国家战略的重要组成部分
政策推动
国家层面
关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见（2016）
关于促进建筑业持续健康发展的意见（2017）
标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、
信息化管理、智能化应用。

大力推广装配式建筑，加大政策支持力度，力争用10年
左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。

关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见（2016）
提升公路桥梁品质，发挥钢结构桥梁性能优势，助推公
路建设转型升级
发展预制装配式桥梁核心是实现桥梁工业化
工业化建筑采用以标准化设计、工厂化生产、装配化
施工、一体化装修、和信息化管理等为主
要特征的工业化生产方式建造的建筑
预制装配式桥梁实质属于工业化建筑
发展预制装配式桥梁核心是实现桥梁工业化
二
上海市政总院预制装配技术概况
上海市政总院预制装配技术中心
•为了响应国家战略，促进科技创新和专业发展，发挥人才梯队、大型工程和成果转化优势，上海市政总院于2017年3月成立了预制装配技术研究中心。

•中心由在桥梁和综合管廊预制装配领域具有雄厚科研实力的设计部门联合组建，拥有良好的工程技术研究、设计基础和丰富的工程应用背景，拥有一支高水平的工程技术研究、开发和实施队伍。

•中心依托重大工程，开展预制装配专项技术研究，在科技成果应用、标准编制、专利申请等方面取得了丰硕成果。

标准、专利
标准、规范
•主编住建部行业标准《节段预制拼装混凝土桥梁技术规范》
•主编上海市地方标准《节段预制拼装预应力混凝土桥梁设计规范》
•主编上海市地方标准《桥梁工业化评价标准》•主编国标图集《装配式桥梁上部结构》
•主编标准化协会标准《钢筋锚固用波纹钢管》专利
已授权《一种预制桥墩与承台的连接构造及其对接式施工方法》、《一种节段预制拼装桥墩结构》等多项发明、实用新型专利
上海市政总院预制装配桥梁部分项目
2003年，东海大桥下部结构采用预制拼装
2008年，上海长江大桥浅水区60m梁采用预制节段悬臂拼装法施工2008年，上海长江大桥深水区105m组合梁采用整孔预制吊装法施工2008年，上海长江大桥下部结构采用预制拼装
2008年，杭州九堡大桥首次采用全桥组合结构、多点同步顶推施工2009年，崇启通道上海段50m梁采用预制节段逐跨连续拼装
2010年，长沙福元路桥采用全桥组合结构、多点同步顶推施工2010年，轨道交通11号线采用U型槽梁整节段吊装
2011年，罗山路立交桥匝道采用组合梁结构，用钢量与砼结构桥持平2013年，银川滨河黄河大桥采用80m组合连续梁、多点同步顶推施工2014年，虹梅南路高架下部墩柱及盖梁（试验段）采用预制拼装2014年，轨道交通17号线采用U+箱型主梁节段拼装施工
2015年，印尼雅加达高架跨路口段采用预制拼装
2016年，上海S3公路采用全预制拼装、快速施工
2016年，上海中环国定东路匝道采用全预制拼装、快速施工
2017年，上海S7公路采用全预制拼装、快速施工2017年，南昌洪都大道采用箱型节段梁预制拼装施工2018年，无锡凤翔北路采用全预制预制拼装、快速施工2018年，徐州东三环采用全预制预制拼装、快速施工2018年，上海龙东大道路采用全预制预制拼装、快速施工2018年，上海军工路采用全预制预制拼装组合梁、快速施工2018年，新疆乌鲁木齐进场高架(8度地震区)采用全预制预制拼装、快速施工
2018年，呼和浩特市乌兰察布路工程(8度地震区) 采用全预制预制拼装、快速施工
2019年，深圳海滨大道采用全预制预制拼装、快速施工2019年，深圳新城立交采用全预制预制拼装、快速施工2019年，珠海三通道采用全预制预制拼装、快速施工2019年，无锡高浪路工程采用全预制预制拼装、快速施工2019年，上海浦东机场匝道采用全预制预制拼装、快速施工2019年，深圳盐港东工程采用节段梁预制拼装施工
2019年，深圳侨城东工程采用节段梁预制拼装施工
预制装配桥梁技术应用情况
跨海、跨江桥梁的应用
⏹东海大桥
⏹上海长江大桥
实现了桩基、承台、桥墩、上部结构、防撞墙的全预制施工。

预制装配桥梁技术应用情况
跨海、跨江桥梁的应用
⏹东海大桥
⏹上海长江大桥
实现了桩基、承台、桥墩、上部结构、防撞墙的全预制施工。

预制装配桥梁技术应用情况
城市桥梁的应用
⏹上海S3
⏹上海S7
⏹上海中环国定东路新增下匝道实现了城市高架上、下部结构全预制、快速施工。

上部结构：简支变连续小箱梁，钢-砼连续组合梁
下部结构：预制立柱、预制盖梁，采用灌套筒连接；免共振沉桩钢管桩
长3.1km ，建设工期166天
当年立项、当年开工、当年竣工
上海S3公路先期段
上海S3公路先期段
钢管桩采用高频液压
振动锤沉桩工艺，挤
土效应小，施工速度
快。

一个承台12根0.7m直
径钢管桩，约1天可以
施工完毕。

上海S3公路先期段
立柱、盖梁均采用预制装配施工工艺，接缝采用
钢筋灌浆套筒灌浆连接。

上海S3公路先期段小箱梁纵向湿接缝宽30cm，采用UHPC
混凝土连接，接缝钢筋不需要焊接。

C80混凝土或C150混凝土
上海S7公路一期工程8.75km，桥梁面积18万平米
上部结构：简支小箱梁、组合钢板梁
下部结构：预应力倒T盖梁+独柱墩
墩柱与承台、盖梁连接方式：灌浆套筒
桩基：管桩、钢管桩、钻孔桩
▶国内首个预制拼装桥台
▶国内首个节段悬臂拼装盖梁
上海S7公路
分段预制立柱分段预制盖梁
上海S7公路 钢板（钢箱）组合梁安装 组合梁建成
整幅预制桥面板，集
束式焊钉连接
上海S7公路
预制装配式桥台
上部结构：简支变连续小箱梁，钢-砼组合
梁，钢梁
下部结构：预制立柱、预制盖梁，采用灌浆
金属波纹管连接
现场工期26天
上海中环国定东路新增下匝道
城市桥梁的应用
无锡凤翔北路高架（全长10.3km ）上部结构（简支小箱梁）与下部结构（墩柱、盖梁)采用预制拼装技术）。

上海嘉闵高架匝道试验段立柱-承台、立柱-盖梁——首次采用UHPC连接技术
适合立柱钢筋束筋配筋形式、构件预制安装精度要求低
乌鲁木齐东进场高架地震烈度8度，全线采用全预制装配技术
立柱-承台、立柱-盖梁采用UHPC连接
路线总长约12.9km，主线高架总长约12.7km，高架桥梁总面积约 43.5 万平米。

主线高架为双向 6 车道，标准桥宽 24.5m；沿线设 8 对平行匝道，2 车道，桥宽 8m。

乌鲁木齐东进场高架地震烈度8度，全线采用全预制装配技术
立柱-承台、立柱-盖梁采用UHPC连接
套筒灌浆
垫层坐浆
预制构件连接形式之一：灌浆套筒连接
预制构件连接形式之二：灌浆金属波纹管连接
预制构件连接形式之三：UHPC连接
城市桥梁的应用
⏹罗山路高架
⏹杭州九堡大桥
⏹罗山路高架（钢板组合梁）⏹长沙福元路桥
⏹银川滨河黄河大桥
实现了同等条件下组合结构与砼结
构相比经济性能更优越。

⏹杭州九堡大桥（钢箱组合梁）
⏹南昌洪都大道
为国内首次大规模采用节段预制拼
装箱梁的城市高架桥梁，实现了城市高架节段梁变宽段标准化设计。

城市桥梁的应用
⏹ 变宽段高架（节段梁）
⏹ 标准段高架（节段梁）
城市桥梁的应用
南昌洪都大道
为国内首次大规模采用节段预制拼装箱梁的城市高架桥梁，实现了城市高架节段梁变宽段标准化设计。

城市轨道桥梁的应用
⏹上海轨道交通11号线
⏹上海轨道交通17号线
⏹轨道11号线，U型梁
⏹轨道17号线，U+箱型梁（节段梁）
三
桥梁预制构件技术开发
上海市政预制技术开发有限公司
•成立于2017年8月，由上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、上海建工集团股份有
限公司、上海建工材料工程有限公司共同出资，
注册资金1亿元，是专注于市政工程预制技术
开发的高科技公司。

•依托股东单位雄厚的技术力量，推进市政标准化设计-自动化制造-机械化安装紧密协同，打
造提供市政行业预制装配式技术全产业链完善
解决方案的平台。

创新产业组织模式
标准化设计
•工业化评价标准及设计施工导则 •基于设计-
制造协同的标准图 •基于新材料的预制构件 •预制构件标准化连接构造及材料
工厂化生产
•桥梁构件高效自动化预制生产线 •基于流水线生产的合理化预制构件 •基于设计制造协同的构件生产设备
装配化施工
•预制构件高精度智能化安装设备 •连接节点智能化施工及检测设备 •部分现浇构件自动化模板系统
信息化管理
•基于BIM 的预制件CAD/CAM 技术 •构件预制厂生产管理系统 •基于BIM
和物联网的构件装配技术 •基于物联网的预制装配桥梁全寿命监测技术
预制装配技术研发
提供预制装配技术全产业链整体解决方案
建设管理环节：
桥梁预制装配技术应用总体策划
预制装配桥梁全过程标准制定
预制装配桥梁全寿命信息化管理
设计环节：
基于工业化标准的预制构件设计
基于设计制造协同的构件设计
采用新材料、新工艺的预制结构
开发和设计优化
构件预制环节：
新建构件预制厂规划设计
新建构件生产线规划设计
既有构件生产线升级改造
构件安装环节：
构件高精度快速安装工艺和设备
连接节点智能化施工、检测工艺
和设备
现浇部位的装配化技术提升
预制构件生产工艺现状
典型桥梁构件预制厂
•占地面积：约200亩
•年生产能力：7~10万m3
•组织架构图
•管理人员约65人
生产工艺流程
1. 钢筋半成品加工
2. 钢筋绑扎
3. 钢筋笼入模
生产工艺流程
4. 模板组装
5. 混凝土浇注
6. 养护
通过工艺改进 提高生产线自动化水平
构件生产工艺改进
钢筋 自动化
模具
自动化
蒸汽养护
循环流水生产线
信息化
管理
钢筋自动化
工艺试验结构试验
设计的改进
钢筋自动化生产线开发
模具自动化
蒸汽养护
蒸养罩蒸养工艺试验实测数据
循环流水生产线
•工位固定，台座移动。

•与固定台座生产线相比，效率提升20%，劳动力减少30%以上。

模板清理
钢筋绑扎
孔道安装
内模安装
面层钢筋
拉杆安装
砼浇筑
二次抹面
养护
蒸养蒸养拆模拆模
张拉
脱模起吊
张拉
脱模起吊
拆模拆模蒸养蒸养
二次抹面
养护
砼浇筑
内模安装
面层钢筋
拉杆安装
模板清理
钢筋绑扎
孔道安装生产线A
生产线B
采用直线生产线，成对布置
生产节拍：8h
空
模
横
移
空模
横移
信息化管理
•根据工业制造流水线管理模式，建立制造执行系统（MES），实现生产数据、排产计划、原材料、半成品、构件库存、运输等信息化管理
•基于BIM的构件信息化加工技术（CAM），BIM信息直接导入加工设备
先张法双T梁
•先针对小跨径桥梁进行开发（22m以下）
•根据中国的荷载、设计规范进行设计
•考虑工业化建造，设计-制造协同开发
•结构特点：
开口截面（便于预制以及检查维护）
等截面，无跨中横梁（构造简化，施工方便）
采用先张法折线预应力（节省材料、减少工序、质量可靠）
C60混凝土（充分利用材料强度）
先张法双T梁
设计标准化
•横截面标准化，不同梁高可使用同一套模板
跨径(m) 10 13 16 18 20 22
梁高(m) 0.55 0.65 0.85 0.85 0.95 0.95 调整垫块。