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與傳統(tǒng)混凝土橋梁施工相比，預制節(jié)段拼裝施工能夠加快建造速度，節(jié)約資源能源，既降低環(huán)境對施工的干擾又降低施工對環(huán)境（含既有交通）的影響，提升建設質(zhì)量與安全水平。

隨著橋梁的預制裝配工藝被廣泛應用，預制節(jié)段拼裝橋梁也逐漸成為了研究熱點,交通運輸部也于2022年推出了《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022）。

本文介紹了預制節(jié)段拼裝的技術特點，及節(jié)段梁設計與普通混凝土箱梁設計的差異。并介紹了使用YJK Bridge軟件，實現(xiàn)該類橋梁智能化設計的全過程。

(相關資料圖)

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節(jié)段梁的發(fā)展

橋梁預制節(jié)段拼裝，是指將梁體分為若干節(jié)段，在工廠預制后運至橋位進行組拼，并通過施加預應力將節(jié)段整體拼裝成橋的過程。其施工流程一般分為預制梁廠建設、預制、運輸、架橋、拼裝等。

與傳統(tǒng)混凝土橋梁施工相比，預制節(jié)段拼裝能夠加快建造速度，節(jié)約資源能源，既降低環(huán)境對施工的干擾又降低施工對環(huán)境（含既有交通）的影響，提升建設質(zhì)量與安全水平等。因此，預制節(jié)段拼裝橋梁，特別適合于既有交通復雜的市政道路，艱險環(huán)境下的公路與鐵路建設。

上世紀六十年代早期，歐洲首先出現(xiàn)了節(jié)段預制的混凝土箱梁（1962年，Jean Muller在法國塞納河上建造的第一座節(jié)段懸拼連續(xù)梁橋-舒瓦齊勒羅瓦大橋）。七十年代，該方法傳到美洲，并取得了較好的經(jīng)濟和美學效果，從而逐漸推廣到世界各地，如美國的長礁橋（101X36m）、七英哩橋（266X36m）等。

2000年以后，節(jié)段預制拼裝技術得到了更多工程應用，如泰國全長55km的曼納高速公路橋。

國內(nèi)于2001年建成的上海瀏河大橋，首先采用預制節(jié)段拼裝（全橋156個節(jié)段）。之后2003年建成的上海滬閔高架二期，2005年的廣州地鐵4號線等項目的相繼推廣，逐漸積累了大量經(jīng)驗。

隨著預制節(jié)段拼裝技術的普及與成熟，國內(nèi)的工程應用也越來越多，如：廈門集美大橋、蘇通大橋，上海崇明越江通道北橋、上海中環(huán)線軍工路高架橋、鄭州市南四環(huán)高架橋、貴（陽）南（寧）高鐵銀坡河特大橋、漢巴南鐵路恩陽河特大橋等。

工程大面積推廣的同時，預制節(jié)段拼裝設計施工的相關規(guī)范也在逐步完善，單前期主要是地方出臺的一些節(jié)段式混凝土橋梁設計和施工指導性規(guī)范。2022年，交通運輸部在地方標準的基礎上，推出了《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022），為節(jié)段梁的設計，提供了更為通用的行業(yè)標準。

02

節(jié)段梁的優(yōu)點

相比傳統(tǒng)箱梁，節(jié)段梁具有如下優(yōu)點：

一是節(jié)段梁的梁段體積小，便于運輸，拼裝施工速度快。與現(xiàn)澆箱梁相比，在進行下部結構施工的同時即可進行節(jié)段梁預制；同時工廠化預制還可使用混凝土低溫蒸汽養(yǎng)護技術，減少節(jié)段的生成周期（每一節(jié)段可縮短到1天）；另外，借組架橋機等進行節(jié)段拼裝，每跨箱梁的架設時間也可大大縮減。

二是節(jié)段梁混凝土收縮徐變小,完工后梁體線形變化小。

三是工廠化的節(jié)段梁預制生產(chǎn),便于生產(chǎn)組織和整體質(zhì)量把控。

四是施工中對交通及環(huán)境影響小，利于保護周邊生態(tài)。節(jié)段拼裝施工過程中對地面交通及行人的干擾比較小，特別適合城市的高架橋梁施工。

五是合適的體外預應力，可減少梁斷面尺寸、提高材料使用效率。

六是集約化生產(chǎn)節(jié)能減排，符合新發(fā)展理念。

03

節(jié)段梁的架設拼裝

在當前我國的節(jié)段梁橋施工中，懸臂拼裝法和逐孔架設法是最為常用的兩種架設方法。

逐孔架設法是上部結構按一個方向架設，一次完成一跨。架設完的主梁可以簡支在橋墩上，也可通過后張預應力將幾孔聯(lián)成連續(xù)結構。

相比于其它拼裝方法，整孔架設更適合于變化的上部結構。那些跨徑中小單路線較長的高架，或場地條件困難的地方，常常使用該方法。

懸臂拼裝法是以一個橋墩為中心，對稱順序拼裝節(jié)段。每一節(jié)段與前面的已裝節(jié)段達成一體，并作為下一節(jié)段的拼裝基礎。

懸臂施工的主要優(yōu)點是節(jié)約橋下空間，施工不影響通航或橋下交通，適合于跨越深水、山谷、海洋等處，并適用于變截面預應力混凝土梁橋。

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節(jié)段梁設計與普通混凝土

箱梁的設計差異

對比《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022）和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362-2018），節(jié)段梁設計與普通混凝土箱梁設計，主要有如下差異：

一是受彎構件非接縫區(qū)段的計算，應符合現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362）規(guī)定。

二是承載能力、正常使用、構件應力計算等，均應計入接縫對受力性能的影響。

三是截面受壓翼板有效寬度算法,應按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362）取用。

四是接縫位置也要符合平截面假定。

五是受壓區(qū)高度比值β算法，應按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG 3362）取用。

六是受壓驗算，應符合《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022）規(guī)定。

05

節(jié)段梁在YJK Bridge中的

智能化實現(xiàn)

鑒于《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022）推出時間短、節(jié)段預制拼裝技術新等特點，除盈建科（300935）YJK Bridge外，暫無軟件對該規(guī)范做技術實現(xiàn)。

YJK Bridge軟件基于其智能化設計理念，對懸臂拼裝法和逐孔架設法均做了智能化實現(xiàn)，主要流程為參數(shù)設置→自動生成→運行分析→運行設計→計算書。

用戶按正常橋梁建模，之后僅需完成節(jié)段及架設方法設置，程序即可按照接縫位置及架設方式智能生成有限元模型，并自動考慮計算差異，按照《公路裝配式混凝土橋梁設計規(guī)范》（JTG/T 3365-05-2022）進行節(jié)段梁橋設計。

（1）逐孔架設法參數(shù)設置

用戶在跨徑布置窗口，勾選預制拼裝結構選項，并按分段數(shù)據(jù)輸入接縫位置。

用戶在基本設置窗口，選擇對應的施工方式選項（逐孔架設法可對應一次落架及簡支變連續(xù)施工）。

（2）懸臂拼裝法參數(shù)設置

用戶在跨徑布置窗口，勾選預制拼裝結構選項（懸臂拼裝法無需輸入接縫位置，分段信息僅在后繼懸臂施工窗口輸入一次即可）。

用戶在基本設置窗口，施工方式選擇懸臂施工。并在彈出的懸臂施工窗口，按分段數(shù)據(jù)輸入懸臂段數(shù)據(jù)。

（3）自動生成

用戶點擊自動生成按鈕，軟件自動根據(jù)節(jié)段數(shù)據(jù)及施工方式數(shù)據(jù)，完成如下工作：①根據(jù)節(jié)段設置和單元精度設置劃分有限元單元；②根據(jù)用戶輸入的信息生成荷載工況和荷載組合；③根據(jù)定義的施工方式自動生成施工階段。

（4）運行分析

用戶點擊運行分析按鈕，軟件進行有限元分析。計算結果可查看各個施工階段及成橋階段的荷載工況及工況組合的內(nèi)力、應力、位移、支座反力、彈性連接內(nèi)力等。對于移動荷載可查看影響線結果、追蹤最不利荷載加載位置和并發(fā)反力結果。

（5）運行設計

用戶在設計參數(shù)窗口，選擇JTG/T 3365-2022規(guī)范。

用戶點擊運行設計按鈕，程序自動識別節(jié)段位置并根據(jù)規(guī)范JTG/T 3365-2022進行驗算，程序包含的驗算項目如下：

（6）計算書

用戶點擊計算書按鈕，程序可一鍵輸出整體計算書。除以構件為單位主要展示包絡圖的總體計算書外，程序還提供以單元為單位展示詳細計算過程的精細化計算書。