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第八章
上部结构的预制
8.1介绍
上部结构的预制是ABC方法中的最重要的方面。这不仅仅是对于初次建造的重建。上部结构的预制要比下部结构更常见。桥梁快速施工方法（ABC）主要有以下两种：（1）在厂房建造预制结构然后运输到施工现场，或者（2）在临近的地方施工完后通过侧向滑坡到预定位置。
所有的建造关系到维持，如：替换和修护，除非是一个完全新的公路桥梁。美国桥梁的位置决定了其资金应该被用于哪些地方。这一章介绍了上部结构的预制和装配，装配时桥梁的运输运用了自行式模块运输车（SPMTs）进行增量发射，在很多州进行了成功的快速施工。设计—施工合同系统是ABC方法的必要部分，根据SHRP2 Project R04（美国公路战略研究计划），ABC是明智的选择。生命周期成本有效的减少了。
第八章提出上部结构的预制，而第九章提介绍上部结构的预制要早于建造下部结构。一个关于近年在不同地方完成的成功项目（8.7部分）的讨论在第五章（5.1—5.7）介绍过。其他问题在第八章，如：P3系统的广泛运用和高摩擦界面防止钢筋的生锈。
一个关于ABC方法术语的词汇表列于附录2。
8.1.1预制中现场施工和ABC方法的运用
典型的ABC方法施工的建设次序：
加速的提交和审查
非纸质的提交书和电子签名
建造
加速测试
支撑和临时工作
安装问题
现场勘测
加速决策
注浆封堵
根据场地的情况，现场建设同样可以部分预制或现浇（CIP）。
目前，现浇就像建造孤立的桥梁在森林或荒野中。由于场地和天气的原因在露天的条件下现场施工远比工厂建造难得多。当CIP是唯一选项的时候，新桥的建造要远比以前建造过的桥型复杂多。现在，工程有必要的用于快速建造的设施和不需要旅行的工人。就像第一章说过的一样，预制的有点包括以下几点：
紧急的事件和天气灾害：在厂房内建造有很大不同。就如北美有四个月的冷天气，会降低场外作业的速度。在封闭的暖和的工厂内，天气不会影响进度。同样，关键的建造工序也不会受到影响。
偏远地区的劳动可用性：大多数的桥梁坐落于偏远公路。同时建造非常昂贵又很难搬迁数以百计的工人。一个建造预制部分的工厂可以作为一个常用的工作地点。
建造材料的缺少:一个特殊的建筑需要在现场储存建造设备如：骨料、水泥袋、梯子、各种机械，和多种其他设备。零时通道需要被修建。这些会延长工期。
模板：这是CIP建造的一个费钱的地方。桥面板和梁都需要模板来建造。这增加了钱的消耗同时影响了工作进度。
暴露于阳光和雨水下：由于钢筋和水泥暴露于雨或太阳下，钢筋的腐蚀和水泥的泛潮等，如果发生了，会影响工作的质量，这是我们不愿意看到的。
动员性：对于CIP来说，一个临时的管理建筑需要被修建，这也增加了开销。
质量监控：不像在工厂的全职工一样，工程质量的监控会由于高级工程师有限的数量而收到影响。由于ABC方法经常包括在较远的地方和受控制的环境下建造一部分或全部桥体，由于工人远离交通而能专注于工作而效率会很高而且质量也会很好。
这些是桥体不在现场建造而在厂房建造的，并通过SPMT运输到现场的典型优点。已经存在的桥梁可以依然开放直到新的桥体运送到位并且旧的桥体被替换。
推进模块化建设：欧洲的实践是在桥梁类型交叉（两跨）的情况下标准化桥梁或跨水桥梁的设计。桥台的位置可以调整到使用标准化的梁的长度的情况。桥路连接的位置同样可以保持不变，不过要经过精确地计算。
收尾：在项目完成后，这有几项活动需要快速结束和清尾。
潜在利益：预制还有几项潜在的好处。一个好处是预制有利于增补任何有问题的材料来完成项目。另一个是可随时准备紧急医疗以防受伤。
相关费用：同时这还有SPMTs和重型起重机等额外费用，不过这些也可以通过提早完成和桥梁的使用而弥补。
总而言之，预制结构的使用可以带来高质量，减少生命周期成本和更长的使用期。
8.1.2预制的重要性
预制是ABC方法的支柱。就像前面的章节所述的那样，同时这个方法在减少桥梁建造时间也有很大作用。主要作用有以下：
防止由于极端的天气情况，如雨雪冰等，在厂房制作构件可以避免延误。
重迁工人和其家属到桥梁建造的地方。
这一主题在前一章讨论和强调过。以下优点是对于前面的章节描述的总结;它们在前面被分开强调，如：在这一章的有关预制的方面。一些重复会发生，但是重复是对于ABC方法的非常重要的实践部分同时对其他方面也很重要。ABC能加强安全性，提高效率和质量，同时降低对交通和环境的影响。
通过ABC方法，长时间的作业和工作地点也可以被避免，由此交通中断对于开车的人的影响也会减少，一个ABC方法重要的好处便是提高安全性。因为工作地带的暴露减少，对于旅行人群和建筑工人的安全感便会提高。因为流量控制装置的安装和牵动会减少，安全性和效率同时也会提高。通过限制在桥梁重组的地方花费的时间，对建造安全性的减少也可降低。
由于增长的我国的旧路旧桥的交通量一直增长，对于建造和维修关键桥梁和公路的必要性也在增长。因此，ABC方法也将变得越来越受国家的关注。
ABC包括运用在多种方法在项目计划，设计，承包，和建造中，对比于传统的现场建造的方法有效的降低建造/替换桥梁的时间。通过ABC方法，一座桥梁内能在几天而不是几周内建好。ABC包括一系列方法，可以同时使用或者分开使用。ABC方法的一个重要作用是通过桥段的预制可以在别处建造好后移到规定地点。因此，在别处建造整段结构然后通过SPMT运输到指定地点变得很受欢迎。其他的ABC方法包括和利益相关人一同计划商量；然后在招标项目广告之前做一些特定的活动以加速工期减少项目交接时间。
佐治亚州的桥梁建造项目和其他的项目已经证实了ABC方法的优点。预制在桥梁项目中的作用如图8.1说明。
8.1.3规划桥梁是时用的参数
桥梁规划中的主要参数包括桥跨距离，桥面宽度，桥面活载密度。对于新桥，只有跨径能和工程师商量并调整，同时也会造成桥梁对齐的调整。
桥面宽度取决于车道数，车道数有交通工程师进行预测。对于路面活载集度，AASHTO（美国国有运输管理协会）和国家准则会同时监管。然而，应考虑如SPMTs这样的车辆工作的时候是否有专用的HS 20卡车通道。
8.2全国桥梁连续重建
全国有四分之一的桥梁要么存在结构缺陷有么功能性过时。大约在美国605000座桥中有67000座桥存在结构缺陷。在2013年6月在美国之家的介绍中，SAFE Bridges Act将会提供55亿美元开始着手减少全国约150000个积压的存在结构缺陷和功能过时的桥梁。
由美国土木工程师协会(ASCE)报告上得知有必要对全国范围内进行连续桥梁的重建和基础设施的建设。监管报告表示有太多的美国桥梁和道路处于年久失修的状态。所有的基础设施，包括桥梁和高速公路结构都处在严格的检查中。
维持桥梁的安全需要考虑到桥梁的承载能力和条件，生命周期成本，可用资金，可行性，公共安全，弹性，和创新方法的运用，和计算设计阶段的新科技等。随着人口的增长，桥梁的负担会越来越重。
即使近年来出现多种研究成果可以降低农村桥梁的问题，但城市的人口正在增加。根据ASCE过去的成绩单，为了提高目前的桥梁现状每年需要170亿美元的经费用于调查。目前，每年用在重建和维护桥梁中只有要求的一半。这些桥梁中有很多桥梁的情况会继续恶化同时没有维护工作进行。一些老的混凝土桥没有被设计的用来承载现在的卡车荷载。如果不进行强化和加固，这些桥梁将不得不限制通行以防破坏。
ASCE的2013美国基础设施成绩单包括桥梁的评估。这份报告的建设性评价构建了可持续现代化基础设施的蓝图。更多的重建需要进行，同时运用可持续技术和更多的模块化建造能提供跟多跟可靠和持久的解决方法。在美国，接近67000座桥梁存在缺陷；这个数量由于长久的损耗还在不断增长，因此才导致了这个问题。显然美国并不是唯一一个存在过时结构设施，桥梁方案和道路情况的问题的国家，像其它人口大国如：中国（9%）和印度（7%）同样有这个问题。
桥梁的缺陷并不意味着迫在眉睫的问题，但是对于桥梁经常性的关闭维护和随时间的增加的维护经费和桥梁的提前报废确实一个大问题。
8.2.1失效或接近失效的条件
这有一些例子说明失效和接近失效的条件。一座在在华盛顿的桥梁突然崩塌，造成三人受伤住进医院。名利阿波利斯的一座1-35桥梁在密西西比河上突然倒塌在2007年，造成三人死亡145人受伤。
缅因州的交通局组织了一个小组在2007年发布了一个报告《保持我们桥梁的安全》。这个报告发现缅因的交通局负责这个州70%的桥梁，205座桥梁已经建成超过80年。交通局官方预估288座桥梁将会在10年内处于限制通行和关闭的风险。
美国交通（一个国家安全提倡组织）发现缅因州在所有桥梁缺陷风险高危州中排名第九。缅因州大学参与了测验几座缅因州桥梁的工作。目前，建立在肯大士奇克溪流上的1-95型桥梁已经关闭了数个小时同时重型自卸汽车已经用来测试桥梁荷载对桥梁的影响。
8.2.2持续性
重新设计和现代化我们的桥梁而让我们的桥梁更加持久至关重要。这不会改善我们的经济和环境，但这会让我们的基础设施更能适应天气变化和人口增长等问题。作者作为ASCE小组的一员准备2014宾西法利亚州的桥梁的成绩单。以下问题在这次报告中尤为重要。
同时由于缺少对于其他学科如：基础设施位置选择，桥梁支撑管道的运用，和暴雨有效面板排水或无滑路面的使用等的相互协作同样影响着公众。
桥梁多余的承载量和桥面板的伸缩缝应该被视为为防止桥体破坏的保险，破裂的关键点是指那些破裂的同时会造成其他构件同时破裂的关键点。实现这些功能可能意味着回到被遗忘的基本，当桥梁要采用高强度材料和活载重新设计时。
使用像高性能混凝土（HPC），高性能钢（HPS），轻质混凝土（LWC）这样的新材料对桥梁的安全性会有隐藏的好处。在设计时使用较高的活荷载有利于桥梁在低活荷载下的运行；一些杆重卡车会行驶在高速公路上，以防绕道会造成的经济损失和时间延误。其他的关键问题和要素在报告中包括以下方面：
已经存在的容量和未来行驶容量：现在的道路应该能够维持现存的人口和增长的人口。同时也要考虑可持续性，总体规划，投资计划，和资本改善计划。
现存的和未来的情况：对于未来的将会投资或者设计的管道计划同样会使结构情况复杂。
操作和维护：这项应该被视作不遵守相关规范要求而发生的结构失效。同时这项将会是政府机构运行和维持基础设施的最佳方法。
公共安全：对于基础设施的情况应该首要考虑的是公众的安全的受影响程度，对于主要破坏和破坏发生的后果需要考虑到修复，重建，或替换的紧要程度。
快速恢复能力：当考虑到恢复能力时，在对抗多种灾害天气和事故时使造成的破坏降到最小的能力同样需要考虑。恢复能力在一定程度上取决于经济，国家安全，和快速恢复，重新建造关键设施的能力。
创新和现代科技的运用：运用最新的科技在如：安全性，经济，和减少生命周期成本这些领域上是很重要的。比如，ABC方法和预制就能很好地达到上面的宣传目标。
权重因数：基本组成不是加权的。这个领域的专家，可能是在另外部分上通过特定的加减来评分的。
8.2.3研究和分级过程
已存在的可用资料和对新资料的调查应该被检查在看别的类别的时候。数据收集将会被用于以下方面：
使用现存的报告等级评价基础设施。
弄清替换现存的基础设施的当前的数量和价钱。
弄清升级现存的基础设施所用钱。
问题能力百分比
基础设施的质量，桥梁的数量，道路的长度，管道等。
什么都不做的后果。
这些数据应该被编辑和计算，运用在数据报告上。以下的标准应该被用于呈现数据：
按美元定义的所需总需求。
认清现存和未来的需要和当前的投资等级。
以解决问题为代表的能力百分比。
问题代表的数量。
在先前的报告当中所取得的进步，包括：情况，投资等。
确定初始分数。
然后项目相关的专家应该完成和分析确定最后分数。
8.3ABC技术的发展
8.3.1在上层建筑预制过程中的创新
下列表说明了一些能被用于ABC来完善桥梁结构的新的科技和进步。
预制桥梁因素和系统（PBES）
半深和全深预制面板
PBES的连接细节。
预制空心板
面板
Inverset
NEXT梁预制
拼接梁
灯泡三通
预制箱型涵洞
专利刚桥；专有桥梁，inverset，Acrow and Mabey类型
使用铝和高性能钢70和100W以减少运输和安装的重量。
预制桥梁的有专利混凝土
像Conspan一样的小跨径桥
纤维增强聚合物混凝土和混合物的使用
轻骨料混凝土的使用
ABC方法的快速交货要求使用SPMT进行运输。结构布局方法由于桥梁结构的可方便得到的特点或没有昂贵的传统模板更加方便。下水可伴随着滑行和吊装技术。
8.4促进快速建造的利益相关者
联邦和国家管理局有意投资那些能补偿这一章和前面几章的棘手问题的科学技术。投资人根据数量和质量准则，分析和计算比较各种方案，和考虑可见和不可见的因数来在建造战略中进行选择。用户指南和培训材料正在发展。著名的投资人包括以下方面：
AASHTO技术建造委员会，T-4 全文共9289字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[15310]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
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