与传统混凝土桥梁施工相比，预制节段拼装施工能够加快建造速度，节约资源能源，既降低环境对施工的干扰又降低施工对环境（含既有交通）的影响，提升建设质量与安全水平。

随着桥梁的预制装配工艺被广泛应用，预制节段拼装桥梁也逐渐成为了研究热点,交通运输部也于2022年推出了《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022）。

本文介绍了预制节段拼装的技术特点，及节段梁设计与普通混凝土箱梁设计的差异。并介绍了使用YJK Bridge软件，实现该类桥梁智能化设计的全过程。

(相关资料图)

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节段梁的发展

桥梁预制节段拼装，是指将梁体分为若干节段，在工厂预制后运至桥位进行组拼，并通过施加预应力将节段整体拼装成桥的过程。其施工流程一般分为预制梁厂建设、预制、运输、架桥、拼装等。

与传统混凝土桥梁施工相比，预制节段拼装能够加快建造速度，节约资源能源，既降低环境对施工的干扰又降低施工对环境（含既有交通）的影响，提升建设质量与安全水平等。因此，预制节段拼装桥梁，特别适合于既有交通复杂的市政道路，艰险环境下的公路与铁路建设。

上世纪六十年代早期，欧洲首先出现了节段预制的混凝土箱梁（1962年，Jean Muller在法国塞纳河上建造的第一座节段悬拼连续梁桥-舒瓦齐勒罗瓦大桥）。七十年代，该方法传到美洲，并取得了较好的经济和美学效果，从而逐渐推广到世界各地，如美国的长礁桥（101X36m）、七英哩桥（266X36m）等。

2000年以后，节段预制拼装技术得到了更多工程应用，如泰国全长55km的曼纳高速公路桥。

国内于2001年建成的上海浏河大桥，首先采用预制节段拼装（全桥156个节段）。之后2003年建成的上海沪闵高架二期，2005年的广州地铁4号线等项目的相继推广，逐渐积累了大量经验。

随着预制节段拼装技术的普及与成熟，国内的工程应用也越来越多，如：厦门集美大桥、苏通大桥，上海崇明越江通道北桥、上海中环线军工路高架桥、郑州市南四环高架桥、贵（阳）南（宁）高铁银坡河特大桥、汉巴南铁路恩阳河特大桥等。

工程大面积推广的同时，预制节段拼装设计施工的相关规范也在逐步完善，单前期主要是地方出台的一些节段式混凝土桥梁设计和施工指导性规范。2022年，交通运输部在地方标准的基础上，推出了《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022），为节段梁的设计，提供了更为通用的行业标准。

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节段梁的优点

相比传统箱梁，节段梁具有如下优点：

一是节段梁的梁段体积小，便于运输，拼装施工速度快。与现浇箱梁相比，在进行下部结构施工的同时即可进行节段梁预制；同时工厂化预制还可使用混凝土低温蒸汽养护技术，减少节段的生成周期（每一节段可缩短到1天）；另外，借组架桥机等进行节段拼装，每跨箱梁的架设时间也可大大缩减。

二是节段梁混凝土收缩徐变小,完工后梁体线形变化小。

三是工厂化的节段梁预制生产,便于生产组织和整体质量把控。

四是施工中对交通及环境影响小，利于保护周边生态。节段拼装施工过程中对地面交通及行人的干扰比较小，特别适合城市的高架桥梁施工。

五是合适的体外预应力，可减少梁断面尺寸、提高材料使用效率。

六是集约化生产节能减排，符合新发展理念。

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节段梁的架设拼装

在当前我国的节段梁桥施工中，悬臂拼装法和逐孔架设法是最为常用的两种架设方法。

逐孔架设法是上部结构按一个方向架设，一次完成一跨。架设完的主梁可以简支在桥墩上，也可通过后张预应力将几孔联成连续结构。

相比于其它拼装方法，整孔架设更适合于变化的上部结构。那些跨径中小单路线较长的高架，或场地条件困难的地方，常常使用该方法。

悬臂拼装法是以一个桥墩为中心，对称顺序拼装节段。每一节段与前面的已装节段达成一体，并作为下一节段的拼装基础。

悬臂施工的主要优点是节约桥下空间，施工不影响通航或桥下交通，适合于跨越深水、山谷、海洋等处，并适用于变截面预应力混凝土梁桥。

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节段梁设计与普通混凝土

箱梁的设计差异

对比《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018），节段梁设计与普通混凝土箱梁设计，主要有如下差异：

一是受弯构件非接缝区段的计算，应符合现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362）规定。

二是承载能力、正常使用、构件应力计算等，均应计入接缝对受力性能的影响。

三是截面受压翼板有效宽度算法,应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362）取用。

四是接缝位置也要符合平截面假定。

五是受压区高度比值β算法，应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362）取用。

六是受压验算，应符合《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022）规定。

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节段梁在YJK Bridge中的

智能化实现

鉴于《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022）推出时间短、节段预制拼装技术新等特点，除盈建科（300935）YJK Bridge外，暂无软件对该规范做技术实现。

YJK Bridge软件基于其智能化设计理念，对悬臂拼装法和逐孔架设法均做了智能化实现，主要流程为参数设置→自动生成→运行分析→运行设计→计算书。

用户按正常桥梁建模，之后仅需完成节段及架设方法设置，程序即可按照接缝位置及架设方式智能生成有限元模型，并自动考虑计算差异，按照《公路装配式混凝土桥梁设计规范》（JTG/T 3365-05-2022）进行节段梁桥设计。

（1）逐孔架设法参数设置

用户在跨径布置窗口，勾选预制拼装结构选项，并按分段数据输入接缝位置。

用户在基本设置窗口，选择对应的施工方式选项（逐孔架设法可对应一次落架及简支变连续施工）。

（2）悬臂拼装法参数设置

用户在跨径布置窗口，勾选预制拼装结构选项（悬臂拼装法无需输入接缝位置，分段信息仅在后继悬臂施工窗口输入一次即可）。

用户在基本设置窗口，施工方式选择悬臂施工。并在弹出的悬臂施工窗口，按分段数据输入悬臂段数据。

（3）自动生成

用户点击自动生成按钮，软件自动根据节段数据及施工方式数据，完成如下工作：①根据节段设置和单元精度设置划分有限元单元；②根据用户输入的信息生成荷载工况和荷载组合；③根据定义的施工方式自动生成施工阶段。

（4）运行分析

用户点击运行分析按钮，软件进行有限元分析。计算结果可查看各个施工阶段及成桥阶段的荷载工况及工况组合的内力、应力、位移、支座反力、弹性连接内力等。对于移动荷载可查看影响线结果、追踪最不利荷载加载位置和并发反力结果。

（5）运行设计

用户在设计参数窗口，选择JTG/T 3365-2022规范。

用户点击运行设计按钮，程序自动识别节段位置并根据规范JTG/T 3365-2022进行验算，程序包含的验算项目如下：

（6）计算书

用户点击计算书按钮，程序可一键输出整体计算书。除以构件为单位主要展示包络图的总体计算书外，程序还提供以单元为单位展示详细计算过程的精细化计算书。