01 引言

装配化是桥梁工业化的主要特征，也是我国建设领域“十三五”期间转型升级与战略产业发展方向。2016年7月，交通运输部印发《交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，指出大力推进钢结构桥梁建设标准化设计、工业化生产、装配化施工，提升桥梁工程的质量品质；2016年9月，国务院印发《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》，力争10年内使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％。

中小跨径装配式桥梁在我国桥梁建设中具有举足轻重的地位。根据交通运输部统计资料，到2017年底，全国公路桥梁达到83.25万座，其中中小跨径桥梁73.61万座，占比达88．4％。推动装配式中小跨径桥梁的发展，对推动桥梁施工方式变革、提高工程质量、缩短工期、减少劳动强度、降低造价、节能环保等具有重要意义。

02 技术瓶颈

装配式桥梁目前主要有装配式混凝土梁（空心板、T梁、小箱梁等）、装配式钢--混凝土组合梁、装配式钢箱梁等三大类型。但大量的工程实践表明，现有的装配式桥梁结构仍存在以下两个主要技术瓶颈：

（1）现有装配式桥梁结构或吊装重量大，或现场施工作业量大，装配化水平有待进一步提高：预应力混凝土梁（空心板、T梁、小箱梁）自重较大，跨径超过30 m，梁体重量偏大，对运输、吊装设备和施工安全性要求更高，导致大尺寸构件的装配化施工难以实施；常规混凝土梁和钢--混凝土组合梁桥面板现场作业量大、工期长；钢箱梁现场焊接量大，施工质量不易控制。因此上述常规结构的装配化施工水平仍有提高空间。

（2）现有装配式桥梁结构的梁体、连接节点易开裂、破损、渗漏，耐久性较差，后期维护费用较高；预应力混凝土梁（空心板、T梁、小箱梁）横向连接节点属于薄弱环节，易失效开裂导致单梁（板）受力，且易出现渗漏等技术难题；钢--混凝土组合梁负弯矩区桥面板在实际运营阶段易出现裂缝，加之雨水渗入侵蚀，影响结构安全性和耐久性；钢箱梁采用传统的正交异性钢桥面系，存在钢桥面板易出现疲劳裂缝和钢桥面铺装极易损坏的难题。上述病害导致常规结构的后期维护费用偏高。

总体而言，现有装配式中小跨径桥梁在施工性能、使用性能、耐久性能等方面仍有很大的改进空间。面对桥梁标准化、装配化、工业化的现实需求，在现有中小跨径桥梁结构体系的基础上，发展具有高施工性能、高使用性能、高耐久性能的高性能装配式桥梁结构是重要发展趋势。

03  超高性能混凝土

超高性能混凝土（UHPC）要由水泥、硅灰、细骨料、高效减水剂及钢纤维等材料组成，按照最大密实度原理构建（图1），使得材料内部的缺陷（孔隙与微裂缝）减至最少，从而获得优异的力学性能和耐久性。

研究表明，由于UHPC中分散的钢纤维可以大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性；同时，由于结构致密、孔隙率低，UHPC材料的耐久性可达200 a以上。

由于UHPC具有超高的强度，在同等承载力条件下，UHPC结构的尺寸介于普通混凝土结构和钢结构之间，且接近于钢结构（图2）。因此，当UHPC应用于实际工程时，可大大减小截面尺寸、降低结构自重，并有利于装配化施工。

UHPC的引入，将有望给传统装配式中小跨径桥梁技术带来革命性的变化，实现装配式桥梁的高性能化：

（1）等强度承载条件下，自重可降为传统结构的40％～60％，以方便运输，实现大构件快速化架设；

（2）因UHPC中钢筋锚固长度仅需10倍的钢筋直径，现场各梁间结合部可大幅度缩小，并可实现现场零焊接；

（3）结构抗腐蚀、抗冻、防渗漏性能优良，基本实现结构设计寿命周期内免维护。

装配式中小跨径桥梁中引入高性能材料UHPC实现高性能化，有望基本解决现有装配式桥梁结构的技术难题，实现结构高施工性能、结构高使用性能、结构高耐久性能的可持续发展战略，结束我国传统“粗放”式的高劳动强度、高能耗建造模式，符合目前国家大力发展装配式建筑政策导向和大力推进建设领域“供给侧结构性改革”的总体目标，是提升我国桥梁结构建设品质的重要途径。

04现阶段存在的问题

（1）制备条件要求高

UHPC掺入的纤维在搅拌过程中容易发生团聚，影响生产效率和材料的力学性能。若要发挥UHPC最佳的力学性能，养护温度需达到90℃以上且在蒸压条件下进行，这样的条件对于UHPC现场浇筑显然是难以实现的。目前可行的办法是在满足UHPC制备条件的预制场，制作UHPC预制构件。

（2）生产成本高

超高性能混凝土成本是传统混凝土成本的数十倍，高效减水剂、硅灰和石英砂的使用造成了成本的上涨。为了防止钢纤维生锈，增加钢纤维抗拉强度，表面需进行镀铜处理，也造成了UHPC的成本上升。

（3）收缩变形

UHPC的水胶比相较于普通混凝土更低，水化反应造成毛细管中水分不饱和，形成毛细孔负压，导致自收缩的产生。

 05 结语

装配式中小跨径桥梁中引入高性能材料UHPC实现高性能化，有望基本解决现有装配式桥梁结构的技术难题，实现结构高施工性能、结构高使用性能、结构高耐久性能的可持续发展战略，结束我国传统“粗放”式的高劳动强度、高能耗建造模式，符合目前国家大力发展装配式建筑政策导向和大力推进建设领域“供给侧结构性改革”的总体目标，是提升我国桥梁结构建设品质的重要途径。