周志祥，鐘世祥，張江濤，鄒 楊，梁華平，郭勁岑，蔣金龍

(1. 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074； 2. 海南省路橋投資建設(shè)有限公司，海南 ?？?570203；3. 深圳大學(xué) 土木與交通工程學(xué)院，廣東 深圳 518060)

1 裝配式混凝土橋梁建造技術(shù)

50 m以內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁(含簡(jiǎn)支梁橋和先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu))約占橋梁總里程的80%以上。20世紀(jì)初的梁橋上部結(jié)構(gòu)通常為跨徑較小的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因受當(dāng)時(shí)吊裝和運(yùn)輸能力限制，基本采用現(xiàn)場(chǎng)支架立模澆筑混凝土建造；20世紀(jì)中后期，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)引入，逐漸形成了標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的預(yù)制梁/裝配式建造技術(shù)；近十余年來(lái)，隨著建設(shè)工業(yè)化水平和環(huán)保要求提高，又發(fā)展出了標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的短線法預(yù)制/裝配式建造技術(shù)。

1.1 預(yù)制梁/裝配式建造技術(shù)

預(yù)制梁/裝配式建造技術(shù)是將橋梁上部結(jié)構(gòu)沿跨徑方向劃分為若干梁?jiǎn)卧?，在預(yù)制場(chǎng)分片預(yù)制，通過(guò)大件運(yùn)輸至橋位現(xiàn)場(chǎng)，借助專用架橋裝備使預(yù)制梁在墩臺(tái)上就位，對(duì)預(yù)制梁間的縱向接縫通過(guò)連接鋼筋并現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行接整，形成整跨的混凝土主梁結(jié)構(gòu)，如圖1。與傳統(tǒng)支架立?，F(xiàn)澆施工相比，該技術(shù)顯著提高了標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)的質(zhì)量和效率，且經(jīng)數(shù)十年的工程實(shí)踐證明，由此建設(shè)的橋梁具有良好的安全可靠性，迄今仍為我國(guó)多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)所采用。

圖1 預(yù)制梁/裝配式建造混凝土橋梁主要工序Fig. 1 Main processes of precast beam/prefabricated concrete bridgeconstruction

進(jìn)入21世紀(jì)，科技的迅猛發(fā)展促進(jìn)了社會(huì)和人們意識(shí)的深度變革，從今天的角度去審視代表20世紀(jì)先進(jìn)水平的預(yù)制/裝配式橋梁建造技術(shù)，尚存在明顯不足：預(yù)制梁長(zhǎng)度為橋梁跨徑，這一尺度限定了預(yù)制梁只適宜于短距離運(yùn)輸。統(tǒng)計(jì)表明：一般丘陵地區(qū)高速公路平均約需每10 km建設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)跨徑混凝土梁預(yù)制場(chǎng)，使預(yù)制場(chǎng)累計(jì)數(shù)量多，各預(yù)制場(chǎng)裝備投入少，致使預(yù)制梁施工依舊以人工為主，工作效率低，質(zhì)量控制難，資源浪費(fèi)大；預(yù)制場(chǎng)累計(jì)占地面積大，還耕周期長(zhǎng)，環(huán)境干擾大；預(yù)制主梁尺度長(zhǎng)且重量大，運(yùn)輸?shù)跹b安全風(fēng)險(xiǎn)較大(圖2)。

圖2 預(yù)制梁/裝配式建造技術(shù)的問(wèn)題Fig. 2 Problems of precast beam/prefabricated concrete bridgeconstruction

1.2 短線法預(yù)制/裝配式建造技術(shù)

短線法預(yù)制/裝配式建造技術(shù)是將橋梁上部結(jié)構(gòu)沿橫截面方向劃分為若干主梁節(jié)段，在預(yù)制工廠制造主梁全寬節(jié)段，用專用車運(yùn)輸至橋位現(xiàn)場(chǎng)，借助專用架設(shè)裝備將各預(yù)制主梁節(jié)段依次吊裝就位，通過(guò)對(duì)界面現(xiàn)場(chǎng)涂膠并穿入鋼絲束施加預(yù)應(yīng)力，形成整體的橋梁上部結(jié)構(gòu)[1-3]，如圖3。與預(yù)制梁/裝配式建造技術(shù)相比，預(yù)制構(gòu)件最大尺度由橋梁跨徑(20～50 m)減小為橋梁寬度(7～16 m)，能實(shí)現(xiàn)工廠化制造橋梁構(gòu)件-有條件中長(zhǎng)距離的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸-無(wú)濕接縫的現(xiàn)場(chǎng)裝配化建造標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁。在制造工廠提供引入先進(jìn)專用裝備進(jìn)行生產(chǎn)，確保主梁節(jié)段制造優(yōu)質(zhì)高效；無(wú)濕接縫現(xiàn)場(chǎng)裝配成橋，顯著減小現(xiàn)場(chǎng)施工周期和對(duì)環(huán)境的干擾；目前已逐步研發(fā)形成的一套制造-運(yùn)輸-架設(shè)專用裝備，進(jìn)一步彰顯了該建造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，且已在我國(guó)多個(gè)省份地區(qū)得到一定程度的推廣應(yīng)用。

圖3 短線法預(yù)制/裝配式建造混凝土橋梁主要工序Fig. 3 Main processes of precasted/prefabricated concrete bridgeconstruction by short line method

雖然短線法混凝土橋梁建造技術(shù)解決了預(yù)制構(gòu)件的最大尺度限制問(wèn)題，使得工廠制造和中遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成為可能。但同時(shí)也存在兩大問(wèn)題：一是現(xiàn)場(chǎng)裝配成橋存在著全跨預(yù)制箱梁節(jié)段結(jié)構(gòu)重量全部懸吊于架橋機(jī)主梁的不利受力工況，在此狀態(tài)下還有完成界面涂膠-節(jié)段吊裝-精準(zhǔn)對(duì)位-穿入鋼束-施加預(yù)應(yīng)力等一系列復(fù)雜、繁瑣、多工序的人工高空作業(yè)，增大了吊裝成橋的安全風(fēng)險(xiǎn)和結(jié)構(gòu)接整精準(zhǔn)控制難度；二是僅通過(guò)穿入預(yù)應(yīng)力鋼束使數(shù)塊預(yù)制箱梁節(jié)段連接形成橋梁上部結(jié)構(gòu)，相比預(yù)制梁建造的混凝土橋梁，主梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受力的可靠性相對(duì)降低，箱梁豎向接縫可能存在因?qū)ξ痪?、有效預(yù)應(yīng)力和運(yùn)營(yíng)荷載等偏差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性開(kāi)裂隱患。此外，短線法預(yù)制/裝配式建造橋梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還有將體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束轉(zhuǎn)變?yōu)轶w外預(yù)應(yīng)力束的趨勢(shì)[4-7]。這一“轉(zhuǎn)變”的正面意義是可明顯減薄箱梁腹板和底板的厚度，從而顯著減輕預(yù)制箱梁節(jié)段的運(yùn)輸?shù)跹b重量，如圖4；但這種“轉(zhuǎn)變”同時(shí)也存在致使主梁長(zhǎng)期受力可靠性降低的負(fù)面效應(yīng)。

圖4 體內(nèi)預(yù)應(yīng)力與體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁橫截面比較Fig. 4 Comparison of cross sections of internal andexternal prestressed concrete bridges

基于已有理論、試驗(yàn)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一般認(rèn)知：主梁開(kāi)裂后結(jié)構(gòu)性能的可靠性，按“體內(nèi)有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁-體內(nèi)無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力+縱向普通鋼筋梁-體內(nèi)無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁-節(jié)段裝配式體內(nèi)預(yù)應(yīng)力梁-節(jié)段裝配式體外預(yù)應(yīng)力梁”的順序降低[8-13]，這種結(jié)構(gòu)可靠性降低的負(fù)面效應(yīng)值得業(yè)界關(guān)注。

2019年6月國(guó)內(nèi)某市正在施工過(guò)程中的節(jié)段裝配式橋梁發(fā)生垮塌事故，對(duì)建設(shè)過(guò)程中的該類橋梁予以了警示；此外該類橋梁長(zhǎng)期安全性、可靠性及綜合性能指標(biāo)尚需更長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)探討

隨著社會(huì)進(jìn)步，綠色發(fā)展理念上升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略高度。近年來(lái)國(guó)務(wù)院、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部等部委密集出臺(tái)了有利于節(jié)約資源能源和降低施工污染，減少混凝土用量以降低砂石開(kāi)采造成的生態(tài)破壞，大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，推進(jìn)鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等橋梁建設(shè)，提升公路橋梁品質(zhì)、發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁性能優(yōu)勢(shì)，助推公路建設(shè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)[14-17]。

目前，標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)常用的兩類施工技術(shù)中，混凝土橋梁的主梁預(yù)制裝配式施工優(yōu)勢(shì)即為短線法節(jié)段預(yù)制裝配式施工的劣勢(shì)，反之亦然；這二者的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)似難調(diào)和，促使人們另辟蹊徑，探索新的標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁結(jié)構(gòu)體系和建造方法。鋼-混組合梁橋具有既可進(jìn)行便于運(yùn)輸安裝的預(yù)制構(gòu)件拆分，拼裝組合成橋后又具有良好結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)，成為兼顧二者優(yōu)勢(shì)和響應(yīng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)環(huán)保建設(shè)的理想橋型。

鋼-混組合梁橋具有自重輕、承載力高、節(jié)能環(huán)保、抗災(zāi)性能好和綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)勢(shì)，符合國(guó)家倡導(dǎo)的“綠色低碳、節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展”的建設(shè)要求；并與我國(guó)“十四五”優(yōu)先啟動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)任務(wù)研究方向契合，在橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用，是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展方向之一[18-27]。

2 鋼-混凝土組合橋梁建造技術(shù)

常規(guī)跨徑鋼-混凝土組合梁橋早期施工方法為在鋼梁上現(xiàn)澆混凝土橋道板，其優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)整體性好，但需要支架-立模-綁扎鋼筋骨架-澆筑混凝土-拆模等系列繁瑣的現(xiàn)場(chǎng)施工；為省去支架立模工作，發(fā)展了分塊預(yù)制/安裝底?；炷涟宓氖┕し椒ǎ恢衅诎l(fā)展了分塊全高預(yù)制橋道板，現(xiàn)場(chǎng)澆筑預(yù)制橋道板間的接縫并實(shí)現(xiàn)與鋼梁的結(jié)合，明顯減少了現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋和澆筑混凝土的工作量；后期發(fā)展了全寬全高預(yù)制橋道板節(jié)段，現(xiàn)場(chǎng)澆筑預(yù)制橋道板橫向接縫和灌注預(yù)留剪力鍵孔的混凝土，實(shí)現(xiàn)橋道板與鋼梁的結(jié)合，進(jìn)一步減少了現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋和澆筑混凝土的工作量，提高了橋道板橫向工作性能。剪力連接構(gòu)造是鋼-混凝土組合梁裝配式建造的關(guān)鍵技術(shù)難題，業(yè)界專家及學(xué)者對(duì)此開(kāi)展了大量的探索與研究工作[28-35]。

2.1 鋼混組合橋梁結(jié)構(gòu)體系

目前常用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)梁橋主要有鋼箱-混凝土組合梁〔圖5(a)〕、鋼桁-混凝土組合梁〔圖5(b)〕、波形鋼腹板-混凝土組合梁〔圖5(c)〕、工字鋼-混凝土組合梁〔圖5(d)〕。

圖5 鋼-混組合橋梁結(jié)構(gòu)體系Fig. 5 Steel-concrete composite bridge structure system

2.1.1 鋼箱-混凝土組合梁橋

鋼箱-混凝土組合梁如〔圖5(a)〕。由鋼筋混凝土橋面板和下部的開(kāi)口鋼箱梁組成，并通過(guò)剪力連接件形成組合結(jié)構(gòu)。鋼箱梁內(nèi)部設(shè)置腹板加勁肋、底板加勁肋和桁架式橫隔板以增強(qiáng)鋼箱結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性[27]。鋼箱-混凝土組合梁繼承了箱型梁結(jié)構(gòu)抗扭剛度大、外觀整潔等優(yōu)點(diǎn)，但鋼箱梁用鋼量指標(biāo)高、鋼箱制造復(fù)雜導(dǎo)致造價(jià)較高，構(gòu)件尺度大不便長(zhǎng)途運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)安裝涉及大量高難度焊接工作。為此，提出并實(shí)踐了將大鋼箱變更為小鋼箱+橫向聯(lián)系，顯著降低了大鋼箱制造、運(yùn)輸、安裝技術(shù)難度，便于常規(guī)跨徑組合梁橋推廣應(yīng)用。

2.1.2 鋼桁-混凝土組合梁橋

鋼桁-混凝土組合梁如〔圖5(b)〕。鋼結(jié)構(gòu)部分為鋼管或型鋼構(gòu)成的鋼桁架，通過(guò)剪力連接件與混凝土板協(xié)同工作。鋼桁-混凝土組合梁強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性好，在跨度較大情況下相較于鋼箱梁可降低鋼材使用量。鋼桁節(jié)段運(yùn)輸較易，但現(xiàn)場(chǎng)連接工作量大、技術(shù)要求高、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，一般不適合大批量標(biāo)準(zhǔn)化的橋梁建造。

2.1.3 波形鋼腹板-混凝土組合梁橋

波形鋼腹板-混凝土組合梁〔圖5(c)〕是由混凝土頂、底板與波紋鋼腹板間通過(guò)剪力連接件相連，并利用體外預(yù)應(yīng)力鋼束接整和調(diào)節(jié)主梁應(yīng)力狀態(tài)。由波紋鋼腹板代替混凝土腹板，使主梁自重大幅度減輕，同時(shí)避免了混凝土腹板開(kāi)裂問(wèn)題；且波形鋼腹板縱向剛度小，可沿縱橋向自由變形，從而減小了由混凝土收縮徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力影響，大幅提高了縱向預(yù)應(yīng)力效率。波形鋼腹板-混凝土組合梁頂?shù)装寤炷镣ǔ楝F(xiàn)場(chǎng)澆筑，同樣不適合于大批量標(biāo)準(zhǔn)化的橋梁建造。

2.1.4 工字鋼-混凝土組合梁橋

工字鋼-混凝土組合梁橋〔圖5(d)〕由混凝土橋面板與其下工字鋼梁通過(guò)剪力連接件形成組合結(jié)構(gòu)，工字鋼梁之間通過(guò)鋼橫向聯(lián)系連接。其主要施工工序?yàn)楣S制造鋼梁節(jié)段和橋道板節(jié)段-運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)-連接形成整根鋼梁-鋼梁吊裝就位-橫向聯(lián)系形成整體鋼梁-現(xiàn)場(chǎng)澆筑或安裝預(yù)制混凝土橋面板-連接形成整體組合梁橋。工字鋼節(jié)段屬于標(biāo)準(zhǔn)化、中尺度、非重型構(gòu)件，易于工廠化生產(chǎn)和常規(guī)運(yùn)輸安裝，其經(jīng)濟(jì)性和施工便利性遠(yuǎn)優(yōu)于鋼箱、鋼桁及鋼橋面等鋼構(gòu)件，最適宜作為20～50 m跨度范圍裝配式鋼-混凝土組合橋梁的首選橋型。

2.2 既有組合橋梁裝配式建造技術(shù)

在常規(guī)跨徑鋼-混凝土組合橋梁中，鋼結(jié)構(gòu)部分均采用節(jié)段工廠制造和現(xiàn)場(chǎng)拼裝的裝配式建造；而混凝土橋面板建造方式具有較強(qiáng)的靈活性，先后產(chǎn)生了現(xiàn)澆混凝土橋面板-預(yù)制混凝土底模板+現(xiàn)澆混凝土-縱橫向分塊預(yù)制橋面板+現(xiàn)澆接縫-橫向全寬預(yù)制橋面板節(jié)段+現(xiàn)澆剪力連接混凝土，及整跨預(yù)制組合梁再吊裝就位等方式。

2.2.1 分塊預(yù)制混凝土橋面板底模板

分塊預(yù)制混凝土橋面板底模板如圖6(a)。圖6(a)中：在預(yù)制場(chǎng)分塊預(yù)制混凝土薄板，將此預(yù)制板在鋼梁上吊裝就位，作為現(xiàn)澆橋道板的底模板，再現(xiàn)澆上層混凝土形成鋼混組合梁橋。其優(yōu)勢(shì)是預(yù)制板尺寸小、重量輕，便于制作、運(yùn)輸、安裝；無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)支架立模和后期拆模板，明顯減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量；現(xiàn)澆橋面板上層混凝土使組合梁的整體性能好。但現(xiàn)場(chǎng)施工易受環(huán)境及人為因素影響，質(zhì)量不定性突出，施工周期長(zhǎng)，環(huán)境影響大。

2.2.2 縱橫向分塊預(yù)制橋道板

為進(jìn)一步減少現(xiàn)場(chǎng)工作量，提出對(duì)橋道板進(jìn)行沿縱向鋼梁和橫向鋼梁的分塊全高預(yù)制，保持了常規(guī)鋼混組合梁中剪力釘沿鋼梁縱向的連續(xù)布置，安裝分塊全高預(yù)制橋面板在鋼梁上就位，現(xiàn)澆預(yù)制橋面板之間的接縫混凝土，實(shí)現(xiàn)板-板及板-梁連接的建造方式〔圖6(b)〕。其優(yōu)點(diǎn)是：縱、橫向分塊預(yù)制橋面板尺寸較小，預(yù)制、運(yùn)輸、吊裝難度較低；預(yù)制場(chǎng)地及設(shè)備周轉(zhuǎn)率較高，建造成本較低，預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量較好，適用于中、遠(yuǎn)距運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建造。其問(wèn)題是現(xiàn)澆接縫多，而接縫尤其是受拉區(qū)接縫是受力和耐久性的薄弱環(huán)節(jié)[28]，橋道板整體工作性能有所降低。

2.2.3 橫橋向全寬預(yù)制橋道板

隨著施工裝備運(yùn)輸?shù)跹b能力提升，促進(jìn)了常規(guī)裝配式橋梁建造向更大尺度預(yù)制構(gòu)件推進(jìn)，產(chǎn)生了沿橫橋向全寬預(yù)制橋面板〔圖6(c)〕。全寬預(yù)制橋道板節(jié)段在鋼梁上安裝就位后，通過(guò)現(xiàn)澆預(yù)制橋道板橫向接縫和灌注預(yù)留剪力鍵孔的混凝土，實(shí)現(xiàn)了橋道板與鋼梁的結(jié)合。全寬預(yù)制橋面板導(dǎo)致剪力栓釘在鋼梁上布置方式的鋼板為：將沿鋼梁縱向分段均勻布置的剪力栓釘變更為間距布置的集束栓釘群，在橋道板對(duì)應(yīng)于集束栓釘群位置設(shè)預(yù)留后澆孔，對(duì)預(yù)留集束栓釘孔灌注混凝土實(shí)現(xiàn)預(yù)制橋道板與鋼梁的連接。該建造技術(shù)進(jìn)一步減少了現(xiàn)澆接縫數(shù)量，加快了施工進(jìn)度，減少對(duì)橋位環(huán)境和交通的干擾，預(yù)制橋道板尺度及重量不超限，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離運(yùn)輸。但橋面板預(yù)留孔對(duì)混凝土板橫向受力削弱較大，預(yù)留孔區(qū)域易開(kāi)裂，存在耐久性隱患。

2.2.4 整跨預(yù)制/安裝鋼-混組合梁橋

整跨預(yù)制/安裝鋼混組合梁橋〔圖6(d)〕是在預(yù)制場(chǎng)完成鋼梁拼裝接整，再進(jìn)行現(xiàn)澆橋道板或用前述1)～3)方法形成整跨預(yù)制鋼混組合梁，最后借助專用特大型運(yùn)輸?shù)跹b裝備將該整跨預(yù)制鋼混組合梁在墩臺(tái)上安裝就位?？鐑?nèi)主體結(jié)構(gòu)無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)，施工速度最快、質(zhì)量可靠。但對(duì)運(yùn)輸及架設(shè)條件、裝備和預(yù)制場(chǎng)要求高，一般場(chǎng)地情況難以滿足該建造要求。

圖6 裝配式組合橋梁建造技術(shù)Fig. 6 Construction technology of prefabricated composite bridges

2.3 全裝配式鋼-混組合梁橋的探索

除場(chǎng)地及裝備要求極高的整跨預(yù)制/裝配式組合橋梁外，既有其他裝配式組合橋梁建造均需通過(guò)現(xiàn)澆混凝土實(shí)現(xiàn)預(yù)制橋道板與鋼梁的結(jié)合?！艾F(xiàn)澆混凝土”為人工作業(yè)，工作效率低、質(zhì)量控制難、施工周期長(zhǎng)、環(huán)境干擾大。有鑒于此，筆者研發(fā)了PCSS和PCSC兩種剪力連接構(gòu)造，探索實(shí)踐了“無(wú)需現(xiàn)澆混凝土”的裝配式組合梁橋建造方法。

2.3.1 基于PCSS剪力連接的全裝配式組合橋梁

1)PCSS剪力連接構(gòu)造原理

筆者提出的PCSS剪力連接構(gòu)造如圖7。

圖7 PCSS剪力連接構(gòu)造Fig. 7 Structre of PCSS shear connector

在預(yù)制混凝土PC橋道板肋的兩側(cè)預(yù)埋剪力傳遞鋼板S，當(dāng)預(yù)制混凝土PC橋道板在鋼梁S上就位后，對(duì)預(yù)埋剪力傳遞鋼板S與鋼梁S頂面的縱向接縫施焊連接，形成鋼混組合結(jié)構(gòu)的PCSS剪力連接構(gòu)造。其傳力路徑為混凝土預(yù)制板-預(yù)制板肋-預(yù)埋水平栓釘-預(yù)埋剪力傳遞鋼板-縱向連接焊縫-鋼梁頂板-鋼梁。筆者對(duì)PCSS剪力連接構(gòu)造及由此形成的裝配式鋼混組合梁開(kāi)展了大量的靜力和疲勞試驗(yàn)研究[36]，深入地分析了其力學(xué)特性，建立了設(shè)計(jì)計(jì)算理論。

2)工程應(yīng)用案例1

重慶市涪陵區(qū)杉涪路小拱橋?yàn)閹?kù)區(qū)淹沒(méi)橋梁的重建工程。該新建橋梁上部結(jié)構(gòu)為20 m跨徑的全裝配式工字鋼-混組合簡(jiǎn)支梁橋，橋?qū)? m，主梁全高1.25 m，其中工字鋼梁高0.8 m，混凝土橋道板厚25 cm，橋道板縱向肋高20 cm。因要求施工全程不得中斷人行交通，故橋道板采用半橋?qū)掝A(yù)制安裝，臨時(shí)通道半便橋和施工半橋交替作業(yè)和保通。

主要施工工序：預(yù)制長(zhǎng)4 m，寬4.5 m混凝土橋道板，工廠制造鋼梁節(jié)段，現(xiàn)場(chǎng)高強(qiáng)螺栓連接形成整體工字鋼梁，工字鋼梁吊裝就位，完成鋼梁間的橫向聯(lián)系，依次安裝預(yù)制橋面板，采用PCSS技術(shù)實(shí)施混凝土橋道板與鋼梁的連接。

3)工程應(yīng)用案例2

PCSS連接體系成功應(yīng)用于廣佛肇高速公路K9+357.8青歧涌大橋。青歧涌大橋主橋跨徑分布為41 m+70 m+41 m，單幅橋?qū)?6.8 m，上部結(jié)構(gòu)為鋼桁梁與預(yù)制混凝土橋道板組合形成的連續(xù)剛構(gòu)橋。

主要施工工序：在預(yù)制場(chǎng)制作全寬16.8 m，節(jié)段長(zhǎng)5 m的混凝土橋道板，在工廠制造鋼桁梁節(jié)段，橋位現(xiàn)場(chǎng)拼裝接整鋼桁梁，1/2鋼桁梁整體吊裝于橋墩就位，中跨跨中鋼桁梁合攏，自墩頂依次對(duì)稱安裝橋道板并同步穿束施加預(yù)應(yīng)力，至跨中橋道板合攏前實(shí)施PCSS剪力連接形成整體鋼桁主梁，中跨跨中橋道板合攏施工，實(shí)施鋼桁梁與中間墩的固結(jié)，形成全裝配式鋼桁-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋。兩幅主梁總長(zhǎng)304 m，寬16.8 m，自鋼桁梁吊裝至全橋主體結(jié)構(gòu)完成僅用了30 d，創(chuàng)同類橋梁建設(shè)速度的世界記錄。

2.3.2 基于PCSC剪力連接的全裝配式組合橋梁

1)PCSC剪力連接構(gòu)造原理

筆者提出的PCSC剪力連接構(gòu)造[37]如圖8。

圖8 基于PCSC連接件的鋼-混組合橋梁Fig. 8 Steel-concrete composite bridge with PCSC connector

在預(yù)制混凝土PC橋道板對(duì)應(yīng)鋼梁底部縱向預(yù)埋剪力連接鋼筋，在鋼梁上翼板頂面設(shè)置剪力栓釘和側(cè)擋板，當(dāng)預(yù)制混凝土PC橋道板在鋼梁S上就位后，借助專用設(shè)備灌注鋼梁上翼板和側(cè)擋板與橋道板底面圍成的結(jié)合腔混凝土C(常用UHPC)，形成鋼混組合結(jié)構(gòu)的PCSC剪力連接構(gòu)造。其傳力路徑為混凝土預(yù)制板-剪力連接鋼筋-后灌注結(jié)構(gòu)混凝土-剪力栓釘-鋼梁頂板-鋼梁。由此對(duì)PCSC剪力連接構(gòu)造及形成的裝配式鋼混組合梁開(kāi)展了理論分析和模型試驗(yàn)[38]，建立了初步設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

2)工程應(yīng)用案例

基于PCSC剪力連接的全裝配式組合橋梁技術(shù)已成功應(yīng)用于重慶大足至四川內(nèi)江高速公路(重慶段)K15+503.204分離式立交工程跨線橋。該橋梁上部結(jié)構(gòu)為2×40 m跨徑的裝配式工字鋼-混組合連續(xù)梁橋，鋼梁采用中心間距為4.5 m的雙主梁結(jié)構(gòu)，橋?qū)? m，主梁全高2.4 m，其中工字鋼梁高1.93 m，正彎矩區(qū)段橋道板為32 cm厚預(yù)制混凝土空心板，負(fù)彎矩區(qū)段橋道板為23 cm厚預(yù)制混凝土空心板+9 cm厚UHPC現(xiàn)澆層。

主要施工工序：在預(yù)制場(chǎng)制作全寬8 m，縱橋向長(zhǎng)4m的混凝土橋道板，工廠制造鋼梁節(jié)段及橫向聯(lián)系，橋位現(xiàn)場(chǎng)用高強(qiáng)螺栓和電焊(上翼板)連接形成長(zhǎng)、短二節(jié)段雙工字鋼梁+橫向聯(lián)系，全橋鋼梁分長(zhǎng)、短二節(jié)段先后吊裝就位并連接為整體，依次安裝預(yù)制橋面板，灌注結(jié)合腔UHPC實(shí)施PCSC剪力連接形成鋼混組合連續(xù)梁橋?，F(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)鋼梁安裝、橋道板安裝、后灌注UHPC這3個(gè)工序各用1d時(shí)間完成。充分體現(xiàn)了全裝配式組合梁橋的快捷裝配成橋優(yōu)勢(shì)。

3 標(biāo)準(zhǔn)跨徑梁橋工業(yè)化制造方案

3.1 海南省的橋梁建設(shè)要求

3.1.1 地理?xiàng)l件

海南省的地理位置為：地處我國(guó)華南地區(qū)，北以瓊州海峽與廣東劃界，西臨北部灣與廣西、越南相對(duì)，東瀕南海與臺(tái)灣對(duì)望，東南和南部在南海與菲律賓、文萊、馬來(lái)西亞為鄰。海南省是我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的重要門戶，特殊的地理位置賦予了海南省投入“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和歷史使命。橋梁建設(shè)的工業(yè)化體系既要考慮滿足省內(nèi)交通建設(shè)需求，也需考慮省內(nèi)企業(yè)走出國(guó)門，支持和服務(wù)沿海東南亞國(guó)家交通建設(shè)的需要[39]。

海南省的地貌特征為：陸地總面積3.54×104km2，其中海南島3.39×104km2，海域面積約200×104km2。海南島輪廓形似一個(gè)橢圓形大雪梨，地勢(shì)四周低平，中間高聳，呈穹隆山地形，以五指山、鸚哥嶺為隆起核心，向外圍逐級(jí)下降，由山地、丘陵、臺(tái)地、平原等地貌構(gòu)成?？傮w表現(xiàn)為海島丘陵地貌，在生態(tài)環(huán)保要求日益嚴(yán)格條件下，裝配式橋梁構(gòu)件的運(yùn)輸尺寸將受到較為苛刻限制。

海南省的氣候條件為：地處熱帶北緣，屬熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫22～26 ℃；雨量充沛，年平均降雨量為1 639 mm，有明顯的多雨季和少雨季；雨源主要有鋒面雨、熱雷雨和臺(tái)風(fēng)雨；基本特征為四季不分明，夏無(wú)酷熱，冬無(wú)嚴(yán)寒?？傮w呈現(xiàn)高溫、高濕和高鹽的氣候特征，對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐性能有較高要求[40]。

3.1.2 戰(zhàn)略定位

在中國(guó)改革開(kāi)放40周年、海南建省辦經(jīng)濟(jì)特區(qū)30周年之際，習(xí)近平總書(shū)記提出全面深化改革開(kāi)放試驗(yàn)區(qū)、國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、國(guó)際旅游消費(fèi)中心和國(guó)家重大戰(zhàn)略服務(wù)保障區(qū)的海南省新“四大戰(zhàn)略定位”[41]。這對(duì)海南省橋梁建設(shè)工業(yè)體系具有重要指導(dǎo)意義：① 率先探索標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁由“工地建造”向“工業(yè)化制造”轉(zhuǎn)變；② 推行減少砂石開(kāi)采，注重材料回收利用的橋梁建設(shè)；③ 推行全裝配式橋梁建設(shè)，顯著降低施工占地影響(占地面積×占用時(shí)間)；④ 優(yōu)質(zhì)高效橋梁建設(shè)為國(guó)家重大戰(zhàn)略提供服務(wù)保障。

3.1.3 “碳達(dá)峰、碳中和”國(guó)家承諾

海南省橋梁建設(shè)工業(yè)體系也應(yīng)為兌現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”國(guó)家承諾助力[42]。材料方面：明顯減小混凝土用量，相應(yīng)減少因砂石開(kāi)采而引起的島內(nèi)原生態(tài)環(huán)境破壞；結(jié)構(gòu)方面：鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用，克服了結(jié)構(gòu)性開(kāi)裂，并相應(yīng)增大了鋼材儲(chǔ)存和材料的回收利用率；制造安裝方面：科學(xué)規(guī)劃、智能制造、智慧監(jiān)控、杜絕浪費(fèi)[43-47]。

綜上所述，針對(duì)海南省及附近沿海國(guó)家量大面廣的標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)需求，筆者融合“裝配式”與“鋼-混組合結(jié)構(gòu)”優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展了全裝配式鋼-混組合梁橋的工業(yè)化制造方案探索。

3.2 全裝配式鋼-混組合梁橋工業(yè)化制造方案

3.2.1 全裝配式鋼-混組合梁概念設(shè)計(jì)

針對(duì)海南省量大面廣的標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)需求，筆者提出“全裝配式NHNR剪力連接的鋼-砼組合梁”的構(gòu)想[48]。其總體構(gòu)造(圖9)為：由混凝土橋面板與其下工字鋼梁通過(guò)NHNR剪力連接件形成組合結(jié)構(gòu)。

圖9 全裝配式鋼-混組合梁橋總體構(gòu)造Fig. 9 Overall structure of fully prefabricated steel-concrete bridge

主要制造工序?yàn)椋汗S制造鋼梁節(jié)段和橋道板節(jié)段-運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)-連接形成整體的鋼梁+橫向聯(lián)系-吊裝鋼梁在墩臺(tái)就位-依次安裝預(yù)制橋道板在鋼梁精準(zhǔn)就位(橋道板與鋼梁實(shí)現(xiàn)釘孔嵌套)-單面鉚釘連接形成整體鋼混組合梁橋。

工字鋼梁節(jié)段：40 m跨徑范圍內(nèi)均采用三節(jié)段，使鋼梁連接部位避開(kāi)最大彎矩區(qū)段；節(jié)段長(zhǎng)度≤13 m，限定在常規(guī)運(yùn)輸范圍。預(yù)制橋道板節(jié)段尺寸：當(dāng)橋?qū)挕?3 m采用全橋?qū)掝A(yù)制，沿跨徑的尺寸取≯2.4 m，以滿足常規(guī)運(yùn)輸尺寸限制要求。

預(yù)制橋道板節(jié)段構(gòu)造如圖10。預(yù)制橋道板常規(guī)厚度20 cm(規(guī)范最小尺寸)，對(duì)應(yīng)鋼梁上翼緣設(shè)置倒梯形縱肋，以適應(yīng)梁板傳力過(guò)渡；橋道板節(jié)段橫橋向端部設(shè)置端橫肋形成槽形板，端橫肋增強(qiáng)了橋道板節(jié)段橫橋向邊緣的剛度和抗力，以簡(jiǎn)化相鄰橋道板橫向接縫構(gòu)造。

圖10 預(yù)制橋道板節(jié)段構(gòu)造Fig. 10 Precast slab segment structure

3.2.2 NHNR剪力連接構(gòu)造原理

鋼混組合結(jié)構(gòu)中的傳統(tǒng)栓釘具有抗剪和抗拔兩個(gè)作用(實(shí)際是抗剪為主，抗拔為輔)，為此栓釘上端特制成大頭，致使預(yù)制板與鋼梁間只適宜通過(guò)現(xiàn)澆混凝土實(shí)現(xiàn)二者結(jié)合。

筆者提出的NHNR剪力連接構(gòu)造如圖11。

圖11 剪力連接構(gòu)造Fig. 11 Shear connector structure

在預(yù)制橋道板縱肋底部預(yù)埋剪力釘N，并在鋼梁上翼板對(duì)應(yīng)位置開(kāi)孔H；在預(yù)制板端部附近設(shè)置豎向鉚釘預(yù)留孔，在該預(yù)留孔底部設(shè)置預(yù)埋開(kāi)孔鋼板，并在鋼梁上翼板對(duì)應(yīng)位置設(shè)置通孔；在鋼梁上安裝橋道板時(shí)，使橋道板預(yù)埋釘N嵌入鋼梁上翼板對(duì)應(yīng)開(kāi)孔H中，并借助專用工具通過(guò)橋道板預(yù)留孔實(shí)施單面鉚釘N對(duì)橋道板與鋼梁上翼板的鉚連接R，形成NHNR剪力連接構(gòu)造(預(yù)埋釘N-嵌入孔H-單面鉚釘N-鉚連接R)。工作原理是以預(yù)埋鋼釘抗剪，以鉚連接抗拔，用機(jī)械連接方式代替了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土連接，為推進(jìn)橋梁由“工地建造”向“工業(yè)化制造”的轉(zhuǎn)化提出了可行途徑。

針對(duì)“全裝配式NHNR剪力連接的鋼-砼組合梁”，通過(guò)理論分析、模型試驗(yàn)、實(shí)橋測(cè)試對(duì)其結(jié)構(gòu)性能開(kāi)展系統(tǒng)深入研究，并建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和理論；聯(lián)合特色優(yōu)勢(shì)企業(yè)，針對(duì)海南省環(huán)境氣候條件，開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)低價(jià)的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝新材料與新技術(shù)；與優(yōu)勢(shì)單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)適于NHNR剪力連接的優(yōu)質(zhì)噴涂膠結(jié)材料。

3.2.3 橋梁構(gòu)件工廠化制造基地構(gòu)想

土木工程建造與機(jī)械工程制造的主要差異之一是對(duì)象的尺度存在數(shù)量級(jí)差異，小尺度的機(jī)械制造一旦引入自動(dòng)生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量效率迅疾提升，批量生產(chǎn)的造價(jià)急劇降低[41]；雖然機(jī)械工程也有類似航空母艦超大體量結(jié)構(gòu)制造需求，但這種產(chǎn)品制造數(shù)量極少且可不計(jì)成本；一般地，機(jī)械工程制造成本是隨產(chǎn)品尺度的增大而迅速增加。標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)屬大尺度結(jié)構(gòu)，量大面廣且需嚴(yán)控成本。

筆者提出的“全裝配式NHNR剪力連接的鋼-砼組合梁”具有預(yù)制構(gòu)件尺度小、重量輕和易裝配等特點(diǎn)，為集中工廠化制造橋梁構(gòu)件，可中遠(yuǎn)距離常規(guī)運(yùn)輸以供海南全省需求，為現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)就位裝配成橋提供了有利條件。當(dāng)限定預(yù)制構(gòu)件體量在適宜尺寸范圍之內(nèi)，預(yù)制構(gòu)件自動(dòng)生產(chǎn)線裝備的成本、運(yùn)行、維護(hù)、管理費(fèi)用相對(duì)較低；相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低(如預(yù)制橋道板與預(yù)制箱梁節(jié)段相比，后者的費(fèi)用明顯增高)。工廠化制造基地更易實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌管理、科學(xué)規(guī)劃、數(shù)控下料、高精制造、反饋控制，據(jù)此確保構(gòu)件制造質(zhì)量，提高構(gòu)件生產(chǎn)效率，降低構(gòu)件生產(chǎn)成本[42]；較傳統(tǒng)露天預(yù)制場(chǎng)顯著減少占地用量(面積×?xí)r間)、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，并確保了各預(yù)制構(gòu)件具有相同的質(zhì)量和精度(露天預(yù)制場(chǎng)幾乎不可能實(shí)現(xiàn))。

基于海南省內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁建設(shè)的需求情況，結(jié)合制造基地可占地及構(gòu)件運(yùn)輸?shù)木C合效益測(cè)算，第一期橋梁構(gòu)件工廠化制造試點(diǎn)基地?cái)M選址在瓊中。試點(diǎn)基地占地面積100畝，主要由原材料存儲(chǔ)區(qū)、混凝土橋道板節(jié)段生產(chǎn)區(qū)、鋼梁節(jié)段生產(chǎn)區(qū)、成品存放區(qū)、辦公生活區(qū)等幾大區(qū)域構(gòu)成，如圖12。預(yù)估產(chǎn)能：鋼結(jié)構(gòu)3×104t /年，混凝土橋道板4.2萬(wàn)方/年；折算為12.5 m標(biāo)準(zhǔn)寬度的橋梁上部結(jié)構(gòu)每可生產(chǎn)鋼混組合梁橋13.0 km。之后，根據(jù)工廠化制造試點(diǎn)基地運(yùn)行、效益和需求情況，后續(xù)發(fā)展第二期工廠化制造基地可選在海運(yùn)方便位置，以便支持和服務(wù)東南亞國(guó)家的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

圖12 工廠化制造基地Fig. 12 Base of factory manufacturing

3.2.4 鋼-混組合梁橋的現(xiàn)場(chǎng)裝配探討

標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁按其建設(shè)規(guī)模可分為多孔同跨徑的長(zhǎng)線橋梁和少孔短線橋梁，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)跨徑長(zhǎng)線橋梁可借助既有架橋機(jī)實(shí)施鋼-混組合梁橋的現(xiàn)場(chǎng)裝配成橋；對(duì)短線橋梁，鑒于海南島范圍內(nèi)并無(wú)特高或特深地貌條件下的橋梁建設(shè)，可借助既有吊機(jī)實(shí)施鋼-混組合梁橋的現(xiàn)場(chǎng)裝配成橋。

基于自動(dòng)生產(chǎn)線工廠化制造可保證每一同類橋梁構(gòu)件制有相同的質(zhì)量和精度，但如何保證在橋位現(xiàn)場(chǎng)拼裝接整后的鋼梁精度，滿足預(yù)制橋道板安裝與鋼梁上翼板實(shí)現(xiàn)釘孔嵌套的機(jī)械安裝精度要求，是“全裝配式NHNR剪力連接的鋼-砼組合梁”現(xiàn)場(chǎng)裝配成橋必須解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。對(duì)此，若與架橋機(jī)及優(yōu)勢(shì)專業(yè)廠家聯(lián)合，在現(xiàn)有架橋機(jī)裝備的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新自動(dòng)誘導(dǎo)就位裝置，引入全方位高精度機(jī)器視覺(jué)，研發(fā)誤差識(shí)別與智能算法，實(shí)現(xiàn)反饋控制下的機(jī)械微調(diào)和精準(zhǔn)落位就成為其技術(shù)的關(guān)鍵所在。

3.3 全裝配式鋼-混組合梁橋工業(yè)化制造效益

3.3.1 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)粗略估計(jì)，海南省未來(lái)十年內(nèi)約需建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁1 400萬(wàn)平方米，折合為12.5 m標(biāo)準(zhǔn)寬度橋梁，約需新建112 km橋梁。筆者從預(yù)制廠(基地)建設(shè)成本、橋梁建設(shè)成本和橋梁運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本這3個(gè)方面進(jìn)行了兩種方案下的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算，如表1。

表1 海南省10年橋梁建設(shè)經(jīng)濟(jì)估算比較Table 1 Comparison of economic estimation of bridge construction in Hainan province in 10 years

在規(guī)模建造條件下，全裝配式鋼-混組合梁橋工業(yè)化制造相比傳統(tǒng)裝配式混凝土梁橋的分散預(yù)制具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，總計(jì)成本相對(duì)降低了約22.1%。

3.3.2 生態(tài)效益

從場(chǎng)地建設(shè)、土地占用、構(gòu)件運(yùn)輸、橋梁建設(shè)和鋼材回收利用這5方面而言，筆者對(duì)比估算了全裝配式鋼-混組合梁橋工業(yè)化制造與傳統(tǒng)預(yù)制梁/裝配式混凝土橋建造兩種方式，對(duì)海南省十年橋梁建造產(chǎn)生的碳排放量估計(jì)如表2。由表2可見(jiàn)：全裝配式鋼-混組合梁橋造成的碳排放量相對(duì)減少約50.4%。

表2 海南省10年橋梁建設(shè)碳排放量估算比較Table 2 Comparison of carbon emission estimation of bridge construction in Hainan province in 10 years

3.3.3 社會(huì)效益

全裝配式鋼-混組合梁橋工業(yè)化制造高度契合了習(xí)總書(shū)記提出的海南省新4大戰(zhàn)略定位。

1)全面深化改革開(kāi)放試驗(yàn)區(qū)：在海南省先行先試“全裝配式組合橋梁工業(yè)化制造”，將橋梁傳統(tǒng)的“工地建造”向“工廠制造”推進(jìn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)企業(yè)走出國(guó)門，支持和服務(wù)于沿海東南亞國(guó)家交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

2)國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)：全裝配式組合結(jié)構(gòu)橋梁擬采用工廠化構(gòu)件制造、高效低耗運(yùn)輸、智能裝配成橋的工業(yè)化制造體系建設(shè)，相比傳統(tǒng)橋梁建造可顯著減少碳排放；工業(yè)化制造體通過(guò)全程精細(xì)化管理達(dá)到優(yōu)化節(jié)能減排；鋼材便于回收利用可促進(jìn)無(wú)廢城市建設(shè)。

3)國(guó)際旅游消費(fèi)中心：將構(gòu)件“露天預(yù)制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮S制造”，橋位現(xiàn)場(chǎng)“現(xiàn)澆連接”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺C(jī)械連接”，可顯著減少橋梁建設(shè)對(duì)旅游消費(fèi)的不利影響，“工業(yè)化橋梁制造基地”或可吸引國(guó)內(nèi)外游客參觀，形成海南省特有的橋梁建設(shè)風(fēng)景線。

4)國(guó)家重大戰(zhàn)略服務(wù)保障區(qū)：全裝配式組合梁橋工業(yè)化制造可為優(yōu)質(zhì)高效的橋梁建設(shè)提供技術(shù)保障，為國(guó)家重大戰(zhàn)略提供交通基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)安全暢通的服務(wù)保障。

4 結(jié) 語(yǔ)

“創(chuàng)新”是我們國(guó)家發(fā)展的主題詞。然而由于土木工程結(jié)構(gòu)難以容忍小概率的失敗，故歷經(jīng)數(shù)十年才有了從常規(guī)混凝土橋梁從現(xiàn)場(chǎng)澆筑，到仍大量使用預(yù)制梁裝配式建造，至現(xiàn)在已有一定程度推廣應(yīng)用的短線法節(jié)段預(yù)制裝配式建造的發(fā)展。雖發(fā)展相對(duì)遲緩，但也體現(xiàn)了業(yè)界從“工地建造”向“工業(yè)制造”的逐步追求。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼混組合橋梁更契合綠色的建設(shè)理念和輕便預(yù)制裝配的要求。學(xué)界在此領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究和應(yīng)用工作，并取得明顯成效，但尚存較大的改進(jìn)發(fā)展空間。

筆者針對(duì)海南省特殊的地理?xiàng)l件和戰(zhàn)略定位，提出NHNR剪力連接的全裝配式鋼混組合梁橋構(gòu)想，探索了鋼混組合梁橋的工廠制造/現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化裝配。但在向工程實(shí)際推進(jìn)過(guò)程中，還存在大量關(guān)鍵技術(shù)難題有待攻克。