装配式桥梁技术实践与探讨
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☞用于预制拼装桥墩的混凝土、普通钢筋、预应力筋、灌浆料需满足相关的 国家材料标准；
☞采用普通钢筋进行连接的预制拼装桥墩，连接部位应满足《钢筋机械连接 技术规程》JGJ 107-2010中 I 级接头的要求；采用预应力进行连接的预 制拼装桥墩，其预应力筋—锚具组装件的静载锚固性能、抗地震的周期 荷载性能的试验要求，需满足现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和 连接器》GB/T14370中对锚具锚固性能的要求；
拼接缝
☞立柱与承台、立柱与盖梁等构件拼接缝间设置高强砂浆垫层。
☞施工中需通过垫层厚度调整立柱高度和平整度等的要求，同时考虑 到预制立柱受力要求，砂浆垫层厚度不宜过大。
☞预制拼装桥墩中立柱与承台或立柱与盖梁之间的拼装接缝砂浆垫层 厚度宜为10mm～30mm。
☞不同类型构件拼接缝间的砂浆垫 层，应采用高强无收缩砂浆，28d抗压 强度应不小于60MPa且高出被连接构件 强度等级的一个等级(7MPa)，28d竖向 膨胀率应控制在0.02％～0.10％
香港观塘快速路
上海浏河大桥
上海沪闵高架二期
国内外现状
国内外现状
国内外现状
美国佐治亚州I-85 interchange 桥梁立柱拼装
国内外现状
美国华盛顿州I-5 Grand Mound to Maytown Stage 2桥预制拼装
国内外现状
东海大桥海上段桥墩预制墩身节段拼装图
国内外现状
桥梁墩柱预制节段拼装施工通常运用于水上多跨桥Leabharlann Baidu，如东海大桥等。 对于城市高架也具有可实施性，但对施工精度控制严格。对于文明施工，减 少现场浇注有一定优势。
相关规范
☞常规受力设计总体符合《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；
☞抗震设计总体符合《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011），《公路 桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）规范的规定；
面积的百分数，普通钢筋在受拉区不宜超过50%，在受压区和装配式 构件的连接钢筋不受限制
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG/D62-2004中：
钢筋接头 ☞ 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50中指出：
钢筋接头 ☞ 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50中指出：
连接件测试 ☞ 灌浆套筒(Coupler)单向拉伸测试
☞随着连接器产品和灌浆材料生产的普遍化，大型机械设备的应 用，以及预制场规模和预制能力的发展，预制装配式桥梁会逐渐 在工程建设中突显出其特有的优势
☞预计一般大于5公里以上预制可以与现浇相比较（目前尚无实例）
下一问题？
主要目标
直接造价与现浇相当
工地工人减少50%
工期缩短50%
对周边交通及环境影响减少50%
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K27+143.023 K30+150.000 K34+074.029
钢筋模块化应用 段
预制拼装应用段
工程实践 ☞ 嘉闵高架路（G2~S6）工程
主线高架标准桥墩断面图
典型示范工程应用-S6公路
立柱预制拼装
立柱成品
典型示范工程应用-S6公路
盖梁预制
盖梁成品
典型示范工程应用-S26公路
典型示范工程应用-S6公路
☞同时参考国家和交通运输行业其它现行相关标准，对以上各规范未有明确 规定的部分给与相应的专门研究，具体如后所述。
下一问题？
工程造价
☞如仅考虑工程建安费用，采用预制拼装方式施工的桥梁工程造价 要比采用传统现浇方式施工的费用增加约10%左右。主要原因： 连接器和灌浆材料费用、预制构件预制、运输、吊装和拼装过程 中施工费用等的增加。但如考虑环境、社会等综合效益，则极富 竞争力。
钢筋焊接或搭接并采用湿接缝构造
力学性能往往与传统现浇混凝土桥墩类似，但湿 接缝会增加施工时间，特别仍然还需要养护时间，从 快速施工角度考虑，该方案存在一定不足。
承插式连接构造
施工工序简单，现场作业量少，不足是接缝处的 力学行为，包括常规和地震作用下性能如何尚需研究 。
插槽式连接构造
所需施工公差相对比较大，现场需要浇筑一定的 混凝土，仍需养护时间，所需时间约2天左右。
工程实践
预制墩柱盖梁施工——安装及浇筑
工程实践
预制墩柱盖梁施工——墩柱
工程实践
☞ 嘉闵高架路（G2~S6）工程
工程位于嘉定区内，沿线有长约3.5km的线路位于城镇区域，且与现状沪宜公路重叠。具有线 路里程长，线形较单一，基础型式、桥墩型式以及上部结构形式变化较少，工程量较大、施 工对周边环境影响较大、施工过程中的交通组织较难等特点。 采用全预制拼装技术可有效解决以上问题，降低桥梁施工时对现状交通的干扰、提高施工质 量、缩短施工周期、改善施工场所的安全性、降低施工中产生的噪声等对周围居民和环境的 影响。 预制拼装技术应用内容：桥墩立柱、盖梁和上部小箱梁。
防撞墙预制拼装
防撞墙成品
施工步骤
预制桥墩拟采用施工顺序
结语
☞全预制化桥梁施工技术，不仅能很好的控制工程质量，而且能加快 施工速度、减少环境污染和，同时也符合低碳化、和谐社会的发展 要求，将是一套高效、低碳、环保的桥梁建造技术，具有广阔的应 用前景。
☞如何实现工业化、标准化、预制化拼装桥梁？ 1.加强前期研究及标准制定 2.循序推进，从标准构件着手，在中心城区先行 3.政府在政策上的鼓励，设计师在理念上的创新，承包商在管理上的
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抗震试验方案设计
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抗震性能
立柱钢筋绑扎
立柱与承台预拼
立柱与承台预拼
试件拼装和灌浆
抗震性能
预制试件养护
预应力筋张拉
预应力筋张拉和测试
两个试件均为钢筋 断裂，191.2kN
抗震性能 ☞ 预制拼装墩柱的抗震性能
针对灌浆套筒连接、金属波纹管连接和预应力筋连接构造共开展了15 组试件的拟静力循环反复加载试验
试验加载装置
抗震性能
预制墩柱盖梁抗震研究
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连接方式（一） ☞ 灌浆套筒(Coupler)连接器
连接方式（二） ☞ 灌浆金属波纹管连接
连接方式（三） ☞ 预应力连接
连接方式（四） ☞ 插槽式连接
连接方式（五） ☞ 承插式连接
问题？
• 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG/D62-2004中
☞第9.1.8条文中：-----有接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总截面
A B
背景
C D
背景
立柱
盖梁 承台
防撞护栏
背景
☞ 全预制拼装桥 梁，是一种将桥梁 上部结构和下部结 构的主要构件在工 厂或预制场预制、 现场拼装的桥梁。
背景
预制墩柱盖梁
预制桥面板
背景 预制桥台
背景 预制防撞护栏
背景
全预制装配式桥梁
能否实现？难点？
国内外现状
目前主梁的预制拼装技术发展已相对比较成熟。 施工工艺：平衡悬臂拼装法、逐孔拼装法、整孔架设法等等
下一问题？
政府的倡导和支持
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工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
试验桥梁的桥墩布置图
工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
立柱与盖梁连接构造图
工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
立柱与承台连接构造图
工程实践
预制墩柱盖梁施工——钢筋制作
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装配式桥梁技术实践与探讨
周良 总工程师
上海市城市建设设计研究总院
目录
1
背景
2
国内外现状
3
关键的技术问题
4
工程应用情况
5
总结
背景
背景
传统支架施工方式容易造成坍塌事故!!! 传统建造模式对城市既有交通影响非 常大!!!
背景
劳动力价格飞涨
设备保有量日益增加 文明施工要求（环境、交通）日益提高
背景
锚固长度
☞ 为保证钢筋、灌浆料和连接体系的性能可靠，伸入连接套筒及金属 波纹管的钢筋锚固长度需满足其受力性能的要求。 ☞灌浆连接套筒预制安装端及现场拼装端钢筋伸入长度均不应小于10d （被连接纵筋直径）；金属波纹管全长应不小于24 ds（被连接纵筋直 径） 常规设计钢筋最小锚固长度: 20d-25d
东 海 大 桥 桥 墩
关键技术问题
主要存在问题
制约其发展的关键问题
☞ 设计规范空缺：连接方式、抗震性能、耐久性等问题 ☞ 工程投资：现场浇筑立柱与预制拼装立柱的经济性比较。 ☞ 连接件的生产工艺、型式、造价、过程化、国产化等。 ☞ 施工工艺及验收标准缺失。
关键问题：连接构造及其受力性能研究 （1）不同连接方法比较
连接构造及其受力性能研究 （1）不同连接方法比较
有粘结后张预应力筋联接构造
墩身造价相对传统现浇混凝土桥墩要高许多 ，施工工艺复杂，且施工时间较长。
灌浆金属波纹管连接构造
目前国外已有少数桥梁使用这种连接构造进 行施工，高地震危险区域内应用较少，其抗震性 能需研究。
灌浆套筒连接构造
造价略高，国外已有少数桥梁使用，正常使 用条件下的力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似 ，抗震性能需研究。
转型
谢 谢
zhouliang@sucdri.com
试件运输及试验
抗震性能
抗震试验
抗震性能 ☞ 试件破坏形态
抗震性能
抗震性能
☞与传统现浇混凝土桥墩破坏现象比较，灌浆套筒连接和波纹管连接的 预制拼装桥墩立柱破坏现象与之基本相近。
☞矮立柱试验破坏现象表明，在箍筋约束良好的条件下，立柱损伤变现 为弯剪破坏，损伤集中在立柱底部塑性铰区域。
☞ 预应力钢绞线连接预制拼装立柱力—位移滞回曲线略有不同，变形 能力基本相近，但耗能能力略弱。
☞采用普通钢筋进行连接的预制拼装桥墩，连接部位应满足《钢筋机械连接 技术规程》JGJ 107-2010中 I 级接头的要求；采用预应力进行连接的预 制拼装桥墩，其预应力筋—锚具组装件的静载锚固性能、抗地震的周期 荷载性能的试验要求，需满足现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和 连接器》GB/T14370中对锚具锚固性能的要求；
拼接缝
☞立柱与承台、立柱与盖梁等构件拼接缝间设置高强砂浆垫层。
☞施工中需通过垫层厚度调整立柱高度和平整度等的要求，同时考虑 到预制立柱受力要求，砂浆垫层厚度不宜过大。
☞预制拼装桥墩中立柱与承台或立柱与盖梁之间的拼装接缝砂浆垫层 厚度宜为10mm～30mm。
☞不同类型构件拼接缝间的砂浆垫 层，应采用高强无收缩砂浆，28d抗压 强度应不小于60MPa且高出被连接构件 强度等级的一个等级(7MPa)，28d竖向 膨胀率应控制在0.02％～0.10％
香港观塘快速路
上海浏河大桥
上海沪闵高架二期
国内外现状
国内外现状
国内外现状
美国佐治亚州I-85 interchange 桥梁立柱拼装
国内外现状
美国华盛顿州I-5 Grand Mound to Maytown Stage 2桥预制拼装
国内外现状
东海大桥海上段桥墩预制墩身节段拼装图
国内外现状
桥梁墩柱预制节段拼装施工通常运用于水上多跨桥Leabharlann Baidu，如东海大桥等。 对于城市高架也具有可实施性，但对施工精度控制严格。对于文明施工，减 少现场浇注有一定优势。
相关规范
☞常规受力设计总体符合《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；
☞抗震设计总体符合《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011），《公路 桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）规范的规定；
面积的百分数，普通钢筋在受拉区不宜超过50%，在受压区和装配式 构件的连接钢筋不受限制
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG/D62-2004中：
钢筋接头 ☞ 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50中指出：
钢筋接头 ☞ 《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50中指出：
连接件测试 ☞ 灌浆套筒(Coupler)单向拉伸测试
☞随着连接器产品和灌浆材料生产的普遍化，大型机械设备的应 用，以及预制场规模和预制能力的发展，预制装配式桥梁会逐渐 在工程建设中突显出其特有的优势
☞预计一般大于5公里以上预制可以与现浇相比较（目前尚无实例）
下一问题？
主要目标
直接造价与现浇相当
工地工人减少50%
工期缩短50%
对周边交通及环境影响减少50%
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K27+143.023 K30+150.000 K34+074.029
钢筋模块化应用 段
预制拼装应用段
工程实践 ☞ 嘉闵高架路（G2~S6）工程
主线高架标准桥墩断面图
典型示范工程应用-S6公路
立柱预制拼装
立柱成品
典型示范工程应用-S6公路
盖梁预制
盖梁成品
典型示范工程应用-S26公路
典型示范工程应用-S6公路
☞同时参考国家和交通运输行业其它现行相关标准，对以上各规范未有明确 规定的部分给与相应的专门研究，具体如后所述。
下一问题？
工程造价
☞如仅考虑工程建安费用，采用预制拼装方式施工的桥梁工程造价 要比采用传统现浇方式施工的费用增加约10%左右。主要原因： 连接器和灌浆材料费用、预制构件预制、运输、吊装和拼装过程 中施工费用等的增加。但如考虑环境、社会等综合效益，则极富 竞争力。
钢筋焊接或搭接并采用湿接缝构造
力学性能往往与传统现浇混凝土桥墩类似，但湿 接缝会增加施工时间，特别仍然还需要养护时间，从 快速施工角度考虑，该方案存在一定不足。
承插式连接构造
施工工序简单，现场作业量少，不足是接缝处的 力学行为，包括常规和地震作用下性能如何尚需研究 。
插槽式连接构造
所需施工公差相对比较大，现场需要浇筑一定的 混凝土，仍需养护时间，所需时间约2天左右。
工程实践
预制墩柱盖梁施工——安装及浇筑
工程实践
预制墩柱盖梁施工——墩柱
工程实践
☞ 嘉闵高架路（G2~S6）工程
工程位于嘉定区内，沿线有长约3.5km的线路位于城镇区域，且与现状沪宜公路重叠。具有线 路里程长，线形较单一，基础型式、桥墩型式以及上部结构形式变化较少，工程量较大、施 工对周边环境影响较大、施工过程中的交通组织较难等特点。 采用全预制拼装技术可有效解决以上问题，降低桥梁施工时对现状交通的干扰、提高施工质 量、缩短施工周期、改善施工场所的安全性、降低施工中产生的噪声等对周围居民和环境的 影响。 预制拼装技术应用内容：桥墩立柱、盖梁和上部小箱梁。
防撞墙预制拼装
防撞墙成品
施工步骤
预制桥墩拟采用施工顺序
结语
☞全预制化桥梁施工技术，不仅能很好的控制工程质量，而且能加快 施工速度、减少环境污染和，同时也符合低碳化、和谐社会的发展 要求，将是一套高效、低碳、环保的桥梁建造技术，具有广阔的应 用前景。
☞如何实现工业化、标准化、预制化拼装桥梁？ 1.加强前期研究及标准制定 2.循序推进，从标准构件着手，在中心城区先行 3.政府在政策上的鼓励，设计师在理念上的创新，承包商在管理上的
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抗震试验方案设计
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抗震性能
立柱钢筋绑扎
立柱与承台预拼
立柱与承台预拼
试件拼装和灌浆
抗震性能
预制试件养护
预应力筋张拉
预应力筋张拉和测试
两个试件均为钢筋 断裂，191.2kN
抗震性能 ☞ 预制拼装墩柱的抗震性能
针对灌浆套筒连接、金属波纹管连接和预应力筋连接构造共开展了15 组试件的拟静力循环反复加载试验
试验加载装置
抗震性能
预制墩柱盖梁抗震研究
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加载位置
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连接方式（一） ☞ 灌浆套筒(Coupler)连接器
连接方式（二） ☞ 灌浆金属波纹管连接
连接方式（三） ☞ 预应力连接
连接方式（四） ☞ 插槽式连接
连接方式（五） ☞ 承插式连接
问题？
• 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG/D62-2004中
☞第9.1.8条文中：-----有接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总截面
A B
背景
C D
背景
立柱
盖梁 承台
防撞护栏
背景
☞ 全预制拼装桥 梁，是一种将桥梁 上部结构和下部结 构的主要构件在工 厂或预制场预制、 现场拼装的桥梁。
背景
预制墩柱盖梁
预制桥面板
背景 预制桥台
背景 预制防撞护栏
背景
全预制装配式桥梁
能否实现？难点？
国内外现状
目前主梁的预制拼装技术发展已相对比较成熟。 施工工艺：平衡悬臂拼装法、逐孔拼装法、整孔架设法等等
下一问题？
政府的倡导和支持
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51 of 44
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工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
试验桥梁的桥墩布置图
工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
立柱与盖梁连接构造图
工程实践 ☞ S6高速公路4 标试验桥梁工程
立柱与承台连接构造图
工程实践
预制墩柱盖梁施工——钢筋制作
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装配式桥梁技术实践与探讨
周良 总工程师
上海市城市建设设计研究总院
目录
1
背景
2
国内外现状
3
关键的技术问题
4
工程应用情况
5
总结
背景
背景
传统支架施工方式容易造成坍塌事故!!! 传统建造模式对城市既有交通影响非 常大!!!
背景
劳动力价格飞涨
设备保有量日益增加 文明施工要求（环境、交通）日益提高
背景
锚固长度
☞ 为保证钢筋、灌浆料和连接体系的性能可靠，伸入连接套筒及金属 波纹管的钢筋锚固长度需满足其受力性能的要求。 ☞灌浆连接套筒预制安装端及现场拼装端钢筋伸入长度均不应小于10d （被连接纵筋直径）；金属波纹管全长应不小于24 ds（被连接纵筋直 径） 常规设计钢筋最小锚固长度: 20d-25d
东 海 大 桥 桥 墩
关键技术问题
主要存在问题
制约其发展的关键问题
☞ 设计规范空缺：连接方式、抗震性能、耐久性等问题 ☞ 工程投资：现场浇筑立柱与预制拼装立柱的经济性比较。 ☞ 连接件的生产工艺、型式、造价、过程化、国产化等。 ☞ 施工工艺及验收标准缺失。
关键问题：连接构造及其受力性能研究 （1）不同连接方法比较
连接构造及其受力性能研究 （1）不同连接方法比较
有粘结后张预应力筋联接构造
墩身造价相对传统现浇混凝土桥墩要高许多 ，施工工艺复杂，且施工时间较长。
灌浆金属波纹管连接构造
目前国外已有少数桥梁使用这种连接构造进 行施工，高地震危险区域内应用较少，其抗震性 能需研究。
灌浆套筒连接构造
造价略高，国外已有少数桥梁使用，正常使 用条件下的力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似 ，抗震性能需研究。
转型
谢 谢
zhouliang@sucdri.com
试件运输及试验
抗震性能
抗震试验
抗震性能 ☞ 试件破坏形态
抗震性能
抗震性能
☞与传统现浇混凝土桥墩破坏现象比较，灌浆套筒连接和波纹管连接的 预制拼装桥墩立柱破坏现象与之基本相近。
☞矮立柱试验破坏现象表明，在箍筋约束良好的条件下，立柱损伤变现 为弯剪破坏，损伤集中在立柱底部塑性铰区域。
☞ 预应力钢绞线连接预制拼装立柱力—位移滞回曲线略有不同，变形 能力基本相近，但耗能能力略弱。