桥梁工程中预制梁与现浇梁比选
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［摘要］在桥梁工程中，预制梁和现浇梁因其施工工艺不同，对工程经济效益产生的影响也不同。对预制梁与现浇箱梁进行比选，对其不同工况及不同工艺成本效益以及预制构件前景进行分析，发现预制梁不管是在质量控制、进度控制，还是安全管理、信息化施工管理等方面都更具优势。
［关键词］桥梁；预制；现浇；梁
常见预制梁设计应用于桥梁工程中。预制梁因为其可以工厂化流水施工作业，采用集中预制施工管理，所以在质量控制、进度控制，以及安全文明管理、信息化施工管理等方面占有优势，这也是国家推行装配式建筑构件（PC构件）大环境下的趋势所在。本项目预制梁数量不多，且工期紧，施工场地有限，对于本项目的预制梁生产与现浇梁生产进行了分析总结，以期为类似工程设计及施工提供参考。
1工程概况
南安市海峡科技生态城区市政道路（一期工程）包括两座桥：横五路跨纵一河水系桥一座，桥梁布跨20m×4=80m，上部桥跨结构采用后张法预制空心板梁（共17片/跨×4跨=68片）；横四路跨纵一河水系桥一座，桥梁布跨20m×2=40m，上部桥跨结构采用后张法预制空心板梁（共23片/跨×2跨=46片），共114片空心板梁。空心板梁长19.96m，采用简支梁结构体系。
2不同工况下的对比分析
预制空心板梁适用于跨径8~20m，预制箱梁、预制T梁适用于跨径30~40m，现浇箱梁常规跨径为25~50m。30~40m桥跨之间既可以选择预制梁也可以选择现浇梁施工，还可以是两种工艺的组合形式进行布跨设计，根据不同工况下进行设计方案经济比选，选择出适用且费用最低的工艺。（1）在预制梁与现浇梁分部分项工程费用相近的情况下，考虑施工工期、施工措施费的影响因素。预制梁因其可以不用在桥梁下部结构完成后再进行生产，所以相较现浇梁施工工期具有绝对优势；而施工措施费主要考虑生产规模以及桥梁结构，在预制梁设计量较少而建设单位给的预制场建设费用较低或没有的情况下，可以考虑委托外部协作单位进行生产，大幅减少措施费用的投入。（2）桥梁设计高度对比分析。预制梁施工成本不随桥梁高度增加而增加，现浇箱梁支架搭设成本随桥梁高度增加而增加。即使桥梁高度为30~50m，预制梁都能利用架桥机进行安装而不增加措施费，而现浇梁因为支架搭设高度增加所增加的费用，以及因为高度增加，投入起重设备的费用都会导致措施费显著增加。（3）跨越江、河、湖、海、路线等工况下采用预制梁施工相对现浇梁施工可以减少对周围环境的生态影响，施工速度更快，减少措施费投入，在工期较紧的情况下更有利于尽早完工。
3不同施工工艺及成本效益分析
3.1不同施工工艺分析
3.1.1后张法预制梁（空心板梁、箱梁、T梁）施工工艺
清理底模、施工放样→绑扎底、腹板钢筋→安装底腹板预应力管道→安装侧模→安装内模→绑扎顶板钢筋→安装顶板预应力管道→锚具固定→安装端头模板→浇筑梁体混凝土→梁体养生→张拉、压浆→梁端封锚→存梁及安装。后张法预制梁（空心板梁、箱梁、T梁）施工要有1个能与生产能力相匹配、具有一定规模的预制梁场，在预制梁场进行梁片预制生产及施工管理工作。预制梁场要投入相应的预制场地、底模、多套组合模板、起重设备、钢筋加工场等设施。可以采取多片梁同时钢筋绑扎，依次进行模板安装，逐片进行混凝土浇筑。在钢筋制作及安装上进行工序优化，实行流水施工。梁片生产更注重每片梁的生产效率，在一个生产周期内能完成多少产量体现出该规模梁场的生产能力，投入与产出比，以及生产过程、不同工序之间的紧密衔接，合理分工、密切配合。在最短的时间，保质保量地完成梁片生产任务，以最低的成本获取最大的效益。
3.1.2后张法现浇梁（箱梁）施工工艺
下部结构施工完成→地基处理→搭设支架→全孔预压→安装底模、侧模和支座→绑扎钢筋（底、腹板、横梁）→安装内模→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→梁体养生→拆除侧模→张拉、压浆→拆除支架、底模→梁端封锚。后张法现浇梁（箱梁）施工要在下部结构完成后，对现浇箱梁垂直投影面积范围内的场地进行地基处理，搭设满堂支架或钢管贝雷梁组合支架；或不用对地基处理，采用钢管贝雷梁组合支架，钢管直接插入地基一定范围内，起到支撑承载作用。支架搭设好后，进行支架分级堆载预压，预压合格后进行相应上部结构工序施工。每道工序都在上一道工序验收合格后方可进行。以伸缩缝为界，分幅分联进行支架搭设，可不同联同时施工，投入多套支架及模板等设施，考虑工期影响及设施投入的成本，在满足工期的前提下，较少设施的投入，获取最大效益。显然，预制梁可以在桥梁下部结构及基础结构还没开始施工就开始预制施工，而现浇梁要在桥梁下部结构完成后才进行地基处理、支架搭设、支架预压等工序施工。在施工时间上，预制梁相对现浇梁可获得工期优势。
3.2成本效益分析
3.2.1技术方案比选
预制梁可在桥梁下部施工或基础施工开始后平行施工，也可在基础施工前进行预制生产，待桥梁下部结构施工完毕验收合格即可进行梁片安装。现浇梁在桥梁下部结构施工完毕验收合格后，再开始地基处理以及支架搭设施工，现场混凝土浇筑后，还要等待混凝土龄期强度增长后进行张拉、压浆以及拆除支架，因工序搭接损耗的时间相对较长，在施工工序上，预制梁上相对现浇梁施工节省工期。在节省工期的同时也减少了成本的支出，提高了效益。
3.2.2经济指标分析
预制梁需要建设预制梁场，预制梁场建设费用主要包括：预制场场地租赁费以及场地建设、附属设施费、梁片安装费。现浇箱梁措施费主要包括地基处理及搭设支架、支架预压及支架拆除、支架材料损耗费用。在预制梁数量相对较少时进行预制场建设投入相对较高，预制梁数量越多，预制梁场建设费用分摊到每片梁的费用就越低。另外，在预制梁片相对较少，施工单位建设预制梁场投入与产出不经济的情况下，可委托具备资质的外单位协作生产，外单位主要提供预制场地、人工、模板、机械等服务，相比自己组建预制梁场，委托外单位协作生产可节省场地建设和拆除的费用。在进行预制梁或者现浇梁设计时，应该针对措施费进行测算，在工况可行的条件下，选择措施费费用较低的设计及施工方案，更有利于提高社会经济效益。
3.2.3工厂化集中生产，确保质量
预制梁可进行工厂化集中生产，无论在施工环境的安全保障方面还是品质控制方面，能够发挥工厂化流水线施工特点，在质量效益、安全保障上更具优势。（1）在质量控制中，由于预制梁每片梁本身构件断面尺寸规格单一，施工过程容易控制。可引进电焊机械手进行钢筋焊接，保证钢筋焊接质量以及焊接数量；可引进高频振捣器模板，根据不同混凝土坍落度，进行不同振捣频率及振捣幅度控制，确保混凝土振捣密实；可引进自动喷淋系统，根据温控进行养护，确保混凝土的龄期内强度满足设计要求；可引进智能张拉、压浆监测系统，提高张拉压浆工序施工质量。（2）在进度控制中，由于梁片都是将工艺进行简单复制，容易学习以及量产，随着前面的几片梁的生产熟悉与磨合，施工进度都将加快。在进度控制过程中，可优先在钢筋加工场将每片梁的钢筋加工好后安装上端头模板，然后吊装钢筋笼到已经安装好侧模的台座上，这样有利于减少预制梁台座的占用时间，减少制梁台座的投入，缩短梁片生产周期，加快梁片生产速度，提高生产效益。（3）在信息化管理中，对梁片贴上二维码标签，标签中原材检测数据、施工过程影像、监测数据等信息都可以溯源。对梁片进行量化信息采集，并对数据进行分析，优化工艺，提高梁片产品质量以及效益；对生产线进行视频监控，观察生产动态，有发现违规操作即进行警报提醒；在各道工序中实行无纸化办公，签字验收、分工明确、责任明确。（4）在安全管理中，工厂化的施工管理更有利于安全标准化管理执行。工人、机械操作手相对稳定，减少了人员的流动，培养了技术先进、安全可靠的劳动力，推进生产的同时也减少了安全隐患。同时，工厂化的生产更容易为工人提供安全保障措施，减少危险源，确保安全生产，减少安全风险。
3.2.4绿色生产，生态环保
预制梁因其在工厂集中生产，有以下优势。（1）预制场场址可选择在市郊无人区，可减少对周围环境的噪声污染和干扰，防止扰民，杜绝阻工。（2）预制场封闭施工，在粉尘控制方面，可安排固定人员进行清扫除尘、降尘，减少了对现场施工作业人员及周围环境的影响。（3）预制场里面梁片养护用水可循环使用，在节水方面更具优势。（4）预制场内产生的混凝土建筑垃圾可考虑重新破碎，筛分出砂、石料，循环使用。
4前景分析
预制梁与现浇梁的具体应用主要取决于不同工况下的经济效益分析，站在建设单位的角度，主要是经过比选后的方案经济效益更佳；站在施工单位的角度，主要是在确保安全和质量的情况下成本更低，利润最大。预制梁不管是在质量控制、进度控制，还是安全文明管理、信息化施工管理等方面相对现浇梁都更具优势。由此及彼，建筑装配式构件在房屋建筑市场也同样具备相应的特点，这是工厂化集中生产作业的成果，生产速度更快，质量更好，节约成本，安全有保障，其所带来的社会经济效益是显而易见的。预制梁的生产线也不止生产预制梁，也可改良生产线，生产装配式建筑PC构件、预制盾构管片等多种形态的产品来满足市场的供给需求，在众多施工企业的生产经营角逐中，在国家提倡装配式建筑（PC）构件的市场大环境下，预制装配式建筑构件也将在未来高质量建设的舞台上发挥重要的作用。
5结束语
通过对预制梁与现浇梁比选及前景分析，在不同工况下比选出技术更优、经济效益更佳的施工工艺技术方案，或对施工工艺进行优化创新，以获得更大的社会经济效益。同时，可在国家提倡装配式构件大趋势下进行设计施工，为国家建设做出更大的贡献。
参考文献
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作者:赖钦狮 单位:中交上航(福建)交通建设工程有限公司