厘清偏差 有规可循——桥梁工业化建设水平评价指标体系的建立

装配式建筑是我国未来建筑业发展的方向，是国家提倡的发展理念，因此也获得了较多的政策支持。

在政策的支持下，我国各省市都在推动装配式建筑的建造，然而随着装配式建筑进入快速发展阶段，各方对“装配式”的建设理念也出现了一定的偏差。为了进一步推进装配式建筑健康发展，2017年住建部颁布国家标准《装配式建筑评价标准》GB/T 51109-2017，该标准按照“立足当前实际，面向未来发展，简化评价操作”的原则制定，主要从建筑系统及建筑的基本性能、使用功能等方面提出装配式建筑评价方法和指标体系，同时标准统一了装配率的概念，对装配式建筑有了新的定义。该标准的制定结合了目前工程建设整体发展水平，并兼顾了远期发展目标，对装配式建筑技术的发展起到了非常重要的作用。

我国装配式桥梁的发展起步较晚，在发展过程中遇到了很多瓶颈，由于没有统一的桥梁工业化评价标准体系和评价方法，没有一套完整的桥梁工业化国家标准，使得桥梁的工业化建设无章可循。因此，桥梁工业化建设水平评价指标体系的建立是桥梁工业化推进必不可少的条件，构建一套完整的桥梁工业化评价指标体系具有重要的现实意义。

桥梁工业化是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。它的主要标志是桥梁结构设计标准化、构件生产工厂化，施工机械化和组织管理科学化。桥梁的工业化是社会生产力发展的必然产物，桥梁工业化与传统的建造方式根本区别在于，把社会生产力从手工业的小生产方式向社会化的大生产方式转化，是采用现代大工业生产来建造桥梁，运用现代技术、先进生产方式推动桥梁工程发展的文明。

在建立工业化装配式桥梁评价体系之前，需要对工业化桥梁和装配式桥梁进行界定。工业化桥梁是指，采用以标准化设计、工厂化生产、装配化施工和信息化管理等为主要特征的工业化生产方式建造的桥梁；装配式桥梁是指，用预制构件、部品构件在工地装配而成的桥梁。与装配式桥梁相比，工业化桥梁内涵更广。

工业化装配式桥梁的实施则应从装配式桥梁的核心技术及内涵切入，包括构件工厂化、设计标准化、施工机械化、过程信息化这四个方面。这四方面不是相互独立存在的，而是相互联系、互相作用的。其中构件工厂化是桥梁工业化的基础，设计标准化是桥梁工业化的前提，施工机械化是桥梁工业化的核心，过程信息化是桥梁工业化的科学技术保障。此外，对于工业化装配式桥梁尚需要考虑其装配率和经济性指标，评价体系的建立也应从这几方面进行考虑。

评价体系是用于指导某项技术的发展，具有导向性的作用，评价体系的好坏在一定程度上决定了该项技术的发展方向，因此在构建评估体系时，需要遵循一定的原则。

科学性原则。评价指标体系的建立应具有严谨的科学性，能够客观地反映出装配式桥梁的发展水平。对装配式桥梁建设水平而言，评价指标体系的大小应当适宜，如果评价指标体系设置过大，指标的层次过多，就会很难控制过细指标的严谨性和科学性，过细的指标往往不能体现出整体的水平，会将评价者的注意力转移到细小且不关键的问题上，适得其反。若评价指标体系设置过小，层次结构过于含糊，指标过粗就不能充分明确地反映出装配式桥梁工业化的水平。因此，评价指标体系的建立必须遵循科学性原则。

整体性原则。在构建评价指标体系时应考虑整体性原则，尽量使指标体系涵盖装配式桥梁工业化的基本方面，从构件工厂化水平、设计标准化水平、施工机械化水平、过程信息化水平这四个核心的方面进行评价指标的选取和综合评价。充分考虑下级指标对上级指标的影响和关联度，统筹兼顾，从整体出发达到最佳的评价效果。

层次性原则。桥梁工业化的水平是多层次、多因素综合影响和作用的结果，相应的评价体系必须从多个层面反映装配式桥梁工业化建设的实际情况。在指标设置上应当按照相关指标层次递进的关系，尽可能使评价指标层次分明，准确反映出各指标之间的支配关系，这样就可以很好地避免出现指标的相似性和相容性，使得每级指标既具备桥梁的特点，又能充分反映出工业化的水平。

易操作性原则。评价指标的设计必须有明确的概念和定义，方便收集资料和采集数据。评价指标的内容不应繁琐冗长，要简明适中，太过繁琐会对评价工作造成不必要的麻烦。因此，评价指标在选取时要遵循易操作性原则。

为了促进装配式桥梁技术的发展，规范装配式桥梁的技术和效益评价，按照“立足当前实际，面向未来发展，简化评价操作”的原则，可从工厂化、装配化和经济性三个方面构建装配式桥梁的评价方法和指标体系，见表1。

工厂化评价

结合桥梁建造的整个过程，包括设计、生产、施工、管养等，按照目前的装配式桥梁的发展水平，可从构件工厂化、设计标准化、施工机械化和过程信息化四个方面进行装配式桥梁的工厂化水平评价。

（1）构件工厂化

装配式桥梁中的构件应采用工厂化进行预制，不仅提高其生产效率，同时也对其质量有很好的把控，这也是装配式桥梁区别于现浇桥梁的主要特征之一。构件在预制工厂中应采用自动化流水作业的方式来生产，如同其他工业产品流水线一样工人固定、岗位固定，主要为机械化生产，人员数量需求少，并可大幅提高效率。在构件的生产过程中，主要涉及钢筋笼制作、模板制作、混凝土浇筑和构件储存运输等方面。

图1 构件工厂化示意

在钢筋工程方面，应着重强调钢筋模块化。随着桥梁施工技术不断进步，高精度的钢筋弯曲设备及大型吊装设备的保有量的增加，钢筋模块化制造越来越成熟，钢筋模块化制作相较于现场绑扎优势越来越明显。

图2 数字化钢筋弯剪加工机器

图3 钢筋模块化示意

混凝土工程则主要从以下几个方面考虑，混凝土材料、混凝土浇筑和养护等。构件工厂化后，混凝土的相关工作大部分在生产线上完成，与现场浇筑相比，能够很好地保证结构或构件的质量，因此工厂化的评价中混凝土工程需要机械化的程度展开。

模板工程也是预制构件工厂生产中很重要的一部分。预制构件的模板设计直接影响预制构件的外观质量，同时也会对装配式桥梁的成本产生较大影响。由于预制构件类型多样，结构多变，数量不一，致使模板通用性、互换性差。因此，对模板工程的评价应强调模板的重复使用。

图4 立柱模板

（2）设计标准化

桥梁设计应采用标准化跨径、统一的结构形式和结构外形，这样可以降低预制构件、部品的种类，提高构件与部品的重复使用率，减少材料损耗，提高生产和施工效率。装配式桥梁的标准化设计是构配件工业化生产、机械化施工的基础。预制构件的重复使用率则是衡量项目标准化程度的重要指标，因此在评价中可从重复使用率高、少规格、多组合等方面展开。此外，连接节点是装配式桥梁的关键部位，连接方式既要牢固安全，又要结构简单便于施工，因此在设计标准化方面，应该考虑连接方式的选取。

（3）施工机械化

施工机械化是桥梁工业化的核心部分，是指在施工现场利用机械设备，在大部分工作中逐步代替工人的手工劳动，进行构件的安装和拼接。桥梁工业化程度的高低很大一部分也是取决于机械化施工劳动量占总劳动量的百分比，占比越高表明桥梁工业化程度越高；相反，占比越低则建筑工业化程度越低。因此，施工机械化是改善施工条件，实现快速、低耗和优质规模生产的前提和基础。

图5 施工机械化

（4）过程信息化

过程信息化是指在桥梁构件生产以及建设过程中，通过信息化的手段进行组织生产管理，对生产要素进行合理组织和分配，按照桥梁工业化的生产模式和技术经济原则进行管理和组织生产。

信息化的核心内容包括：一方面，合理分配各项资源，使得设计与构件生产、机械化施工相协调。另一方面，利用管理信息系统、三维模型等现代科学技术促进桥梁工业化的快速发展。提高桥梁施工和构件装配社会化程度也是过程信息化的重要方面。

装配化评价

对于装配化的评价，最直观的评价指标是装配率。装配率是指，桥梁地面以上的主体结构和附属结构采用预制部品部件的综合比例。对于桥梁结构，可将主体结构分为上部结构和下部结构，因此桥梁装配化的评价，可分上部结构构件、下部结构构件和附属结构构件分别展开。同时可根据桥梁构件的重要程度、工程实践经验和技术发展水平，考虑不同的权重系数。

经济性评价

为充分评价工业化建造技术的合理性及可选性，在考虑其增量成本的情况下，还应从其直接及潜在的经济效益角度来判断工业化建造技术有效性。因此可以将桥梁的建设成本分为两方面。一方面是项目实际建造的直接成本，另一方面是建造期间由于工期变化或施工对环境及社会的影响所产生的间接成本。即：建设成本=直接成本+间接成本。预制工艺的间接成本，即社会综合效益，主要包括缩短工期、减少交通干扰、保障施工安全、施工质量可控、降低环境污染。

以某现浇工艺高架桥为例，分析各部分的直接成本占比。通过分析比较发现，下部结构直接成本仅占整个工程直接成本的20%左右。如将下部结构从现浇工艺变更为预制工艺，会导致其直接成本增加30%左右，因此桥梁直接成本增幅约在30%×20%=6%左右，即下部结构采用预制工艺后，桥梁直接成本增幅在10%以内。然而采用预制工艺后，桥梁建设间接成本的节省则比较可观。因此，在考虑间接成本的前提下，装配式桥梁经济性可采用与现浇工艺建造相同标准桥梁对比的方式进行评价。

此外，在经济性评价方面还应该考虑碳排放指标。低碳是国际社会为应对人类消耗大量化石燃料并排放CO2，引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。节能减排有三个常规的路径：工业节能、建筑节能和交通节能。建筑业的CO2的排放量约占人类温室气体排放总量的30%～50%，是低碳节能的关键领域之一。工业化装配式技术，由于生产效率高、工期短、资源消耗量少、环境污染低等优势，应是建筑领域节能减排的重要手段之一，因此，在工业化装配式桥梁评价中应充分考虑碳排放的因素，将整个建设过程分为预制构件生产、运输和现场安装施工3个阶段进行碳排放的计算，为工业化装配式桥梁的推广应用提供有力支撑。

在完成整个工业化装配式桥梁分数的计算后，可根据得分对装配式桥梁划分为A级、AA级、AAA级。装配式桥梁技术代表了先进的生产力，技术创新在推动技术的应用发展方面至关重要，因此可根据技术创新的先进性等级，将装配式桥梁的等级更加精细化。

目前，工业化装配式桥梁技术已在全国范围内获得认可，不同省市都在尝试适合各自地方特色的装配式技术。因此采用相应的装配式桥梁评价指标体系指导桥梁建设，对于合理配置资源、满足不同工程建设需求、推广预制装配式桥梁技术具有重大的现实意义。本文初步提出了工业化装配式桥梁的评价思路，以期能为后续装配式桥梁技术的推广和规范提供一定的帮助。