铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术应用

铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术应用

乔鹏翰

中铁二十三局集团第三工程有限公司四川成都611130

摘要：由于经济社会的不断发展，我国的交通行业也取得了迅猛的发展，这其中就少不了桥梁的建设。分段建造桥梁的方法之一是节段预制胶接拼装法，这种方法可以在一定程度上节省建设费用并且具有一定的技术性，可以应用的场合也比较多。这种施工方法综合了预应力结构、箱体设计和分段施工法。本文详细叙述节段预制施工工艺和节段预制胶接拼装法建造桥梁的特点与优缺点，希望可以为我国桥梁建设提供技术支持，并希望以后建造桥梁时能够更好地使用节段预制胶接拼装法。

关键字：铁路；桥梁工程；预应力结构；分段施工；胶接

1引言

随着我国综合实力的不断提升，经济的飞快发展，我国的桥梁建设技术也在不断提高。在上个世纪六十年代开始，在法国就发展起来了节段预制桥梁建设技术，并且在接下来的几十年里此项技术得到了快速发展，逐渐受到了建筑工程的青睐。而在我国的六十年代中期也引进了此项技术，但是由于当时工艺水平和施工条件的限制，这项技术并没有得到广泛的使用，但是也给后来该技术的发展起到了先导作用。后来该技术经过几十年的发展，在国内也很快流行开来，发展到现在国内桥梁的建设工程有一半左右都会使用该项技术。

2节段预制施工工艺介绍

节段预制施工的方法是在装配式的建筑工艺基础上发展而来的，其目的是在一定程度上转换桥梁的建设工艺，即由原来石质建设材材料的逐步堆砌变为其中的一部分工件在预制工厂生产加工，然后再把加工好的小件在施工现场拼装起来，这种建造工艺可以将生产过程提前到预制工厂，这就可以大大缩短工程施工的时间；除此之外，在采用这种工艺后，可以在预制工厂进行统一生产，这就为以后的桥梁维护工作提供方便，可以很快找到尺寸一致的替代品。

该工艺有三个比较关键的技术点，第一是预应力结构，第二是箱型梁制造工艺，第三是分段施工控制方法，并且根据节段预制工艺的不同，分为以下几个类型。

2.1长线预制工艺

该类型的工艺是指对整个桥梁所需要的所有节段进行一次性的预制，其首先需要进行设计，然后就是调整预制，最后将预制好的所有节段进行施工安装。一般来讲，该类型工艺具有很强的整体性，可以对整个桥梁所需的节段系统性设计，这样建造出来的桥梁会更叫完整美观。但是，在实现该工艺的过程中，需要使用很长的预制台座，这样才能对桥梁的所有节段进行加工，所以该类型的加工工艺对加工场地的要求比较高，可以将其划分到传统的加工工艺，在斜拉桥等桥梁的建设中得到了大量应用。

2.2短线预制工艺

这种加工工艺是在所建设桥梁的一端使用标准的模具，而在其对应的另一端则使用浇筑而成的节段为端模，最后再在施工现场对所有节段进行拼装。在使用该加工工艺时，只需要参考两个相邻的节段就可以对整个桥梁进行线性控制，其最终的控制精度和预制精度相较于长线预制工艺来讲都有很大程度的提高，同时也可以降低对加工场地的要求，并且可以在同一时间内预制多个节段。在现阶段，随着加工工艺和控制精度的进一步提高，短线预制工艺也得到了迅速发展，故该种预制工艺也逐渐受到桥梁建设专家的喜爱。

2.3长短线匹配预制工艺

这种预制工艺综合了长线预制工艺和短线预制工艺的优点，将整个桥梁分为几个节段，在各个节段之间使用短线加工的工艺，而在每个节段内部使用长线加工的工艺。该种工艺既可以达到较高的预制精度和控制精度，同时对预制场地和预制技术的要求也不是很高。所以使用该种预制工艺可以在很大程度上提高桥梁节段的预制效率，进而缩短桥梁建设的施工工期。

图2节段拼装示意图

3.1胶接拼装技术特点

胶接拼装技术相对于湿接拼装来说，其在建造完成后的铁路桥梁的接缝处的钢筋混凝土会产生不连续的现象，但在拼装过程中使用了胶结剂和剪力键来连接各个接缝[1]，这时就可以产生纵向的预应力来使钢筋连接成一个整体的结构。

而在每个节段的接缝处，其受力状况如下：由于在桥梁节段的断面处存在剪力键和施加预应力后而在端面处产生的摩擦力，这两个力的合力便会共同抵抗各个节段之间的剪力[5]；并且施加的预应力还会产生压应力，这个压应力便会与各个节段之间的弯矩产生力矩平衡；而各个节段的缝隙中的胶结剂则可以保证接缝的密闭性，同时提高钢筋的防腐蚀能力，保证桥梁的长久使用。

3.2设计和施工特点

胶接拼装桥梁的各个节段而建成的铁路桥梁具有以下几个设计特点：

（1）结构的预应力高。在各个节段的端面加入胶结剂之后，由于其与混凝土之间的粘结程度会在一定范围内削减，最终导致其低于连续的混凝土[1]，所以就会使得胶接缝隙处的抗裂能力达不到原来的要求，此时就需要增大预应力来弥补胶接缝的抗拉强度。

（2）强度和刚度会降低。因为在建造桥梁的过程中多了胶接缝，所以在设计过程中便会降低桥梁的弯曲强度和刚度[5]，这与使用湿接拼装法或者是整体使用混凝土加工的桥梁相比，无形之中便提高了桥梁的在横截面方向的高度。

3.3胶接拼装的优缺点

（1）可以广泛使用。节段预制胶接拼装技术可以在很多桥型和跨度的桥梁建设中使用，其中不仅包括了一些结构简单的桥梁建造，还包括一些结构复杂工程量大的桥梁建设。并且这种胶接技术对施工环境的要求较低，可以在繁忙的交通干线上使用，也可以在施工困难的上去使用。

（2）施工质量高。在建设桥梁的过程中各个节段都是在工厂预制，可以保证其加工质量，加上胶接后桥梁的质量会进一步提高，其整体线性也便于控制，降低了桥梁混凝土的收缩率，建设而成的桥梁可以长时间使用。

（3）施工过程绿色环保。在使用胶接技术拼装桥梁各节段时，可以在很大程度上减少对周围环境和交通的影响。相比于湿接方式，可以避免施工过程中产生的噪声问题；而与整孔预制架设相比，这种拼装方式可以在很大程度上减少预制场地的面积。除此之外，所有施工所需的节段都是在预制工厂加工得到，所以在施工现场无需再对各节段浇湿，这在一定程度上也节约了水的使用。

（4）经济效益好。根据相关的研究的资料，可以发现在使用节段预制胶接拼装技术后比传统的建设方法会缩短百分之十五左右的工期；同时由于各个节段可以平行施工，与湿接方式相比也会节约近一半的时间，同时对施工过程中温度要求较低。

（5）设计和施工要求较高。在各个节段的拼装过程中，需要严格控制整个桥梁的线性和各个节段的定位问题。在拼装过程中也需要使用专业的设备进行拼接，同时对工作人员的整体素质也有一定的要求。这些因素都导致该种拼接方式对施工的要求很高。

4结束语

随着交通行业和桥梁建设需求的增多，节段预制胶接拼装技术的使用也有所增加，该种技术可以实现桥梁各节段的工厂化预制和机械化拼装，并且拼装过程中可以提高建设效率，缩短施工周期，在建设后整个桥梁的质量可靠，所以希望该种建设方法可以得到更加广泛的使用。

【参考文献】

[1]张立青.铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术与应用[J].铁道建筑技术,2015(1):18-21

[2]中铁第五勘察设计院集团有限公司.铁路64m及以下跨度简支箱梁节段拼装法施工技术研究[R].北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2015：95-96．

[3]中铁第一勘察设计院集团有限公司，北京中铁建北方路桥工程有限公司，等．新线建设关键技术研究——铁路节段预制胶接拼装箱梁成套技术研究[R].西安:中铁第一勘察设计院集团有限公司，2014：16－30．

[4]倪志根.节段箱梁长线法预制在轨道交通工程中的应用[J].中国市政工程,2010(4):73-75.

[5]荆林海.铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术与应用[J].山西财经大学学报(高等教育版),2002(4):92-93.

作者简介：乔鹏翰（1982-04），男，河北怀安人，本科学历，工程师，主要从事项目管理、技术管理及经营投标等工作，研究方向为路基、桥梁、隧道工程。