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SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.城市高架桥梁工业化建造技术目 录CONTENTS上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.引言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》。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配建筑发展史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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.二上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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、快速施工上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。跨海、跨江桥梁的应用预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。跨海、跨江桥梁的应用预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。城市桥梁的应用

预制装配桥梁技术应用情况 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上部结构：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公路先期段上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海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。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海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。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海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混凝土上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海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市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海S7公路分段预制立柱分段预制盖梁上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海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市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上海S7公路预制装配式桥台上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况上部结构：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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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）。城市桥梁的应用预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况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。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况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连接上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况套筒灌浆上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.垫层坐浆预制构件连接形式之一：灌浆套筒连接预制装配桥梁技术应用情况预制构件连接形式之二：灌浆金属波纹管连接上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配桥梁技术应用情况预制构件连接形式之三：UHPC连接上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.罗山路高架杭州九堡大桥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。城市桥梁的应用杭州九堡大桥（钢箱组合梁）罗山路高架（钢板组合梁）预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。城市桥梁的应用预制装配桥梁技术应用情况变宽段高架（节段梁）标准段高架（节段梁）上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。城市桥梁的应用预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.上海轨道交通11号线上海轨道交通17号线城市轨道桥梁的应用轨道11号线，U型梁轨道17号线，U+箱型梁（节段梁）预制装配桥梁技术应用情况上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.三上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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。上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.创新产业组织模式上海市政预制技术开发有限公司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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.上海市政预制技术开发有限公司建设管理环节：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提供预制装配技术全产业链整体解决方案设计环节： 构件预制环节： 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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.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人上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺现状生产工艺流程1.钢筋半成品加工2.钢筋绑扎3.钢筋笼入模上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺现状生产工艺流程4.模板组装5.混凝土浇注6.养护上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺改进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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.管理预制构件生产工艺改进钢筋自动化设计的改进工艺试验结构试验钢筋自动化生产线开发上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺改进模具自动化上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺改进蒸汽养护蒸养罩蒸养工艺试验实测数据上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺改进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空模横移空模横移上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制构件生产工艺改进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上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配新结构研究先张法双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）上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配新结构研究先张法双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)101316182022梁高(m)0.550.650.850.850.950.95调整垫块上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配新结构研究先张法双T梁模板标准化钢模板上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.端模＋预应力转向装置自张拉模板系统+智能张拉预制装配新结构研究先张法双T梁工艺和配套产品标准化预应力弯起装置标准化创新开发了分体组合式弯起工艺及其压锚具，性能可靠、操作方便、造价经济压锚具做到模块化，适用于钢绞线层数不同的情况下块×1上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.中块×N上块×1预制装配新结构研究先张法双T梁起吊脱模存梁安装完成接缝（UHPC150，宽度250mm）上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALENGINEERINGDESIGNINSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.预制装配新结构研究UHPC叠合梁UHPC梁普通混凝土梁上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAIMUNICIPALE