胡國斌
(浙江易通特種基礎工程股份有限公司,浙江寧波 315800)
在當今社會,進行橋梁的建設時,設計和施工技術都需要根據(jù)各個不同的類型進行適當?shù)倪x擇。而根據(jù)不同的橋梁類型,橋梁建設的基礎結構也會出現(xiàn)變化,因而,為了能夠科學的對橋梁結構進行設計,工作人員需要對各種橋梁的應用特點進行詳細和深層的了解,并且在施工中重視施工技術的運用。
由于經(jīng)常在困難的地形上進行高速公路的建設,因此,公路橋梁建設作為至關重要的基礎設施工程具有重要意義,高速公路的建設可能會對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生驚人的影響。目前,由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,從而逐步促進了交通流量的增加,新的公路橋梁應能應對現(xiàn)階段不斷增加的交通流量,經(jīng)過長時間的作業(yè)后保持相對穩(wěn)定。在此基礎上,開展以公路橋梁為中心的設計和施工工作勢在必行。
通過對橋梁工程的分析得出,由于結構體系的不同,可分為幾種基本類型,如斜拉橋、鋼橋、梁橋、懸索橋、拱橋等。在當前開展的大多數(shù)公路橋梁的實體施工中,重點使用的施工材料是鋼筋、混凝土等,但石板橋梁和土橋的施工重點是在旅游景點建造一些橋梁項目。關于公路橋梁的設計和施工,主要是確定各種類型橋梁的特征及其施工要素等問題。這種基礎、少量的建筑材料、外部美和復雜性都是由它的性質(zhì)和優(yōu)勢承擔的,但拱橋?qū)χ車h(huán)境的要求較高,我們需要在平坦的區(qū)域才能安裝一座拱橋,以便根據(jù)當?shù)貙嶋H對其標高進行適當調(diào)整。懸索橋通常僅適用于大型橋梁建設項目或大型橋梁建設項目,在這些項目中,由于其造價過高,施工過于困難,故非常罕見。盡管梁式橋具有好看的外觀、極強的耐久性和良好的適應性的獨特優(yōu)勢,但它僅適用于具有中小型橋梁功能的建筑,因為其跨越能力較弱。鋼架橋施工不需要大量混凝土,并且結構較小,但需要使用大量鋼材,從而增加了項目的總成本。雖然斜交橋具有卓越的越界能力,但由于其尺寸較小,最有可能出現(xiàn)在一些無支架的施工中,但由于其高施工技術標準,斜交橋僅用于中大型橋梁工程[1]。
在橋梁施工中引入合適的數(shù)字化和信息化施工技術,可以取得更合理和準確的成果。例如,在道路橋梁設計中引入數(shù)字地圖技術,不僅可以產(chǎn)生三維的路線效果,還建立了道路橫向縱向剖面,還可以使道路和橋梁的設計更加復雜,優(yōu)化道路設計。作為公路橋梁建設現(xiàn)代化的必然趨勢,具有更先進的自動化、更精確的精度和更多樣的圖形信息的優(yōu)勢。
現(xiàn)在,隨著綠色環(huán)境概念的發(fā)展,目前公路橋梁的建設已不再是傳統(tǒng)的穩(wěn)定安全需要,在環(huán)境保護領域,新的標準正在制定中,但在公路橋梁的實際工程建設中,導致建筑工地周圍的土壤侵蝕,可能造成植被和生物量損失,并可能對景觀造成無法修復的損害。因此,在實際的公路橋梁設計中,要確保生態(tài)穩(wěn)定、環(huán)境保護領域的協(xié)調(diào)和安全穩(wěn)定的關系,避免進一步的環(huán)境污染,無論是道路綠化工程的道路建設,還是投入使用后,都要盡量減少人類活動對沿線環(huán)境的不利影響。
在社會經(jīng)濟的發(fā)展中,橋梁是占據(jù)去重要位置的基礎設施,其質(zhì)量直接關系到生命和財產(chǎn)的安全,因此,安全原則應始終處于其概念和建設的前沿。在橋梁設計和施工中,安全原則明確地表達在以下兩點上。
(1)在公路和橋梁建設中,施工人員的人身安全始終受到山區(qū)和危險地區(qū)等不發(fā)達地區(qū)的影響,因此必須始終優(yōu)先考慮。
(2)公路橋梁的自我安全,充分保證公路橋梁質(zhì)量的先決條件是嚴格監(jiān)督和管理建筑材料以及合理的設計施工方案[2]。
在當前社會的橋梁基礎施工中,混凝土材料的應用范圍非常普遍,但在施工中出現(xiàn)裂縫病害也是很常見的,并且裂縫間隙會由于缺乏科學合理的管理方法而出現(xiàn)越來越大的情況,并破壞了橋梁的安全。面對這些問題,設計人員在進行鋼筋混凝土層的設計時,需要保證設計的科學性和合理性,并且在設計時要滿足施工要求的前提下,設計符合標準的鋼筋混凝土的厚度,并根據(jù)增加配筋的構造方法,有效地緩解外部環(huán)境的侵蝕,并且能夠?qū)ぷ餍屎唾|(zhì)量的提高產(chǎn)生促進作用[3]。
在使用公路橋梁時,過載的可能性很大,這會對橋梁構成相當高的威脅。并且,隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,橋梁超載問題日益嚴重,與橋梁本身的性能密切相關。主要有3點原因。①橋梁施工比較短,其綜合性能將在長期工作中下降。②在其發(fā)展的現(xiàn)階段中,原設計沒有得到充分的調(diào)整,適應性下降,實際通行量高于先前的設計估算。③有效地緩解外部環(huán)境的侵蝕從根本上提高工作效率和質(zhì)量。并且橋梁的超載損傷是持續(xù)存在,難以及時發(fā)現(xiàn),考慮到這一點,認為在短時間內(nèi),公路橋梁的設計過程需要與公路車輛的需求完全兼容,并對未來車輛流量的增加進行了更深入的研究,從而對公路橋梁的超載情況進行準確的確定。
任何一個工程設計過程,在道路和橋梁中都有著至關重要的作用,在對橋梁進行鋪裝時,對混凝土有很高的要求,因此,我們在進行道路混凝土橋梁的設計時,混凝土的鋪設需要我們建立在相關的實際鋼結構,設置網(wǎng)格以避免混凝土結構的老化,從而對整體質(zhì)量和工程產(chǎn)生影響。關于路面防水層的設計,不僅需要設計防水層,而且還需要考慮實際荷載。在設計道路和橋梁排水管時,應考慮管道本身的結構,并改善其廢水排水的性能。
氣壓沉箱法是傳統(tǒng)橋梁基礎施工中的常見技術。在施工過程中,將氣壓式沉箱的壓縮空氣送入上部沉箱系統(tǒng)內(nèi)部排水,在橋梁基礎結構中,根據(jù)所選擇的適當開挖方式進行挖掘,當沉箱逐漸下沉時,由科學家、施工技術人員對混凝土橋梁的建材進行規(guī)劃和設計,并進行橋梁施工。錢塘江大橋橋墩施工是茅以生先生發(fā)明的一種橋梁基礎施工方法。在橋梁建設中,廣泛使用了鋼板樁,在整個施工過程中,單個樁體被平滑在一起,并最終整合到一個能夠有效阻擋地面外表面的封閉組件中。用于外部地形建設的槽鋼不是專門作為筑壩設備使用的,也很難相互放置,施工防護一般采用拉森式鋼板樁,被稱為拉森鋼板樁大壩。隨著橋梁施工技術的不斷進步,我們的整體強度得到了很大的加強[4]。
就橋梁施工技術而言,我國將當前的工程技術分為深部施工技術和淺部施工技術兩種類型。淺基礎施工主要是指在淺水地區(qū)修建橋梁。在河流覆蓋面積相對較小、水流相對穩(wěn)定的淺灘地區(qū)進行橋梁建造,因此,基礎施工難度相對較小。建筑部門可以根據(jù)早些時候調(diào)查的地點情況,制定設計合理、系統(tǒng)的施工方案。先修建鉆機平臺和鋼桁架橋,然后是將單臂鋼沿鉆孔周邊進行設置,并且在圍堰施工過程中采用一定的方法抽水,保證了施工條件的滿足。
在橋梁的基礎結構組成中,管柱基礎是一個大直徑的內(nèi)里填筑鋼筋混凝土的圓樁,因而,在橋梁基礎施工中,水文地質(zhì)條件下橋梁施工的安全性得到有效加強。而管柱基礎是能夠在深水區(qū)和巖石地帶進行應用的橋梁基礎結構,并且能夠在不同土層中進行穿梭。因此,橋梁施工的安全和可靠性在管柱基礎建設中得到加強,并且,管柱基礎能夠在地下達到的深度是氣壓力沉箱無法披靡的,它在水文地質(zhì)條件下進行應用,能使損失最小化,創(chuàng)造出不受洪水影響的經(jīng)濟效益,并且施工便捷,不受季節(jié)限制,管柱基礎的應用價值在橋梁基礎施工中得到了有效體現(xiàn)。
樁基礎的應用是上層必須通過樁傳遞,然后將力層傳遞到地面,并延伸到地面地殼,樁基礎主要在其較深的土壤層中進行建設。擠密樁基礎主要是通過擠密樁的擠密作用使地基受壓,因此,擠密樹樁壓縮的核心是性能較低,荷載在支撐地面和層間地面之間共享。因此,根據(jù)各自的壓縮模量進行土抗力的分配。
橋梁項目的施工會產(chǎn)生很多的因素,對其施工進程產(chǎn)生影響,如涉及的專業(yè)人員較多、覆蓋面廣、施工難度大等,因此,橋梁施工是一項綜合性很強的工程。而在建造水上橋梁時,會受到各個方面因素的影響,對其橋梁基礎施工技術的應用產(chǎn)生很大的影響,例如,氣象條件、設備條件、工程造價、施工人員素質(zhì)、水文條件等[5]。
由于其獨特的優(yōu)勢,圍堰被廣泛用于建造橋梁。圍堰分為兩種,一種是鋼圍堰,另一種是土圍堰,盡管材質(zhì)不同,但其建筑理念基本上是相同的,主要是使用各種方式將水進行分隔,從而建立更安全的建筑面。然而,土圍堰和鋼圍堰之間存在著巨大的差異,后者比土圍堰具有更多的性能和實用性,但它的缺點是不能廣泛使用,因為鋼圍堰的建造成本非常昂貴,技術上的要求高。雖然在土壤中筑堤的成本并不高,但其性能相當?shù)停虼瞬贿m用于高質(zhì)量和高要求的橋梁[5]。
通過對其施工技術在建設過程中的實際應用的研究分析,得出了在橋梁建造中施工技術的具體應用。
(1)鋼吊箱圍堰箱是一種能有效分水、便于基底結構施工的裝置,主要應用方法是通過吊箱圍堰及其側(cè)板和擋水板與底板連接,為無水施工及取水臺結構的操作提供方便。鋼吊箱圍堰與鋼圍堰相比,具有通航方便、水流阻力小、施工方便、不需進入河床、施工難度小、混凝土用量小的特點,因此,通因此通常用于深水橋梁。能夠在深水區(qū)域進行建造,如有必要,增加一個傾斜的支架,使之成為一個具有良好的防水性能的籠子;這些區(qū)域可酌情形成各種外部屏障,可以以多種方式重復使用,適用范圍廣泛。此外,相對較低的成本和較短的施工時間可以滿足建造大量橋梁的需要,因此應合理選擇這種辦法。
(2)淺水區(qū)或水量稀少的區(qū)域可選擇建造筑島圍堰,這樣可以節(jié)省必要的費用,并滿足施工技術要求的同時提高施工效率。
(3)在深水區(qū)或水域較大的地區(qū),可選擇采用鋼圍堰施工技術,如果某些水域的水流很大、潮汐強烈,則建議首先在這些地區(qū)建造樁基,然后在這些地區(qū)建造鋼圍堰,從而讓圍堰強度得到保證。然后進行施工,以確保施工安全和工程進度。在脆弱的地質(zhì)環(huán)境中,需要建造鋼板樁圍堰。
鉆孔樁技術是橋梁施工過程中非常普遍的施工技術,可以在大多數(shù)部門的工作環(huán)境中實施,并且外面條件沒什么阻礙。當根據(jù)橋梁在不同合理直徑的鉆孔上施工時,鉆孔技術在橋梁施工中有很大的優(yōu)勢,盡管鉆井技術應用廣泛,但在某些特殊的地質(zhì)環(huán)境中,鉆孔技術是一種不符合技術和安全要求的技術,其后果是對建筑工人的使用構成重大影響[6]。
因此,深砂地區(qū)的施工過程需要高度重視,以減低工程出現(xiàn)故障的風險,從而提高施工的安全性。①由于砂體較深,所以很難實現(xiàn)垂直,地下地址條件相對不穩(wěn)定,且樁長越長,保證其垂直阻力就越困難,因此坑內(nèi)無法填充混凝土,導致樁強度降低。②由于成孔引起的特殊地質(zhì)條件,容易產(chǎn)生大量的泥漿雜質(zhì)等奇異現(xiàn)象,無法保證樁身的受力。針對這些困難,在嚴格控制污泥和材料的純度的同時,必須采取有效的污泥質(zhì)量控制措施,遵守泥漿使用條件,方可施工。
綜上所述,在當前的社會發(fā)展中,我國的交通業(yè)迎來了發(fā)展的高速時期,對現(xiàn)代社會形態(tài)產(chǎn)生了巨大的影響,在這種情況下,道路橋梁的建設正在加強。只有這樣,才能提高我國公路橋梁建設的總體水平,有效保障公路橋梁的安全穩(wěn)定,避免隨之而來的安全問題,從而導致信任危機和安全事件的出現(xiàn)。在施工過程中,綜合應用和監(jiān)控施工技術,工作人員必須全方位管理,從質(zhì)量意識、責任意識和安全意識出發(fā),在任何情況下都不能放棄細節(jié)管理,有效地保障公路橋梁建設質(zhì)量,推動公路事業(yè)的發(fā)展,有效促進國民經(jīng)濟建設。