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高寒地区连续梁桥施工技术分析

罗理森
  
安家(建筑与工程)
2022年20期
中路高科交通检测检验认证有限公司四川分公司 四川省 成都市 青羊区 610031

摘要:高寒地区受海拔影响,有着独特的气候状态,这里气候寒冷,氧气稀薄,土质坚硬。在高寒冻土地区进行连续梁桥施工面临着巨大挑战。本文将根据青藏高原高寒地区桥梁施工经验,对高寒地区的连续梁桥施工技术进行分析。

关键词:高寒地区;冻土;连续梁桥

引言

随着我国基础设施建设事业近些年蓬勃发展,在建设交通强国的总要求下,对青藏高原等高寒地区的公路桥梁建设日渐频繁。而高寒地区具有的高压低氧严寒特征,为公路桥梁建造带来了极大的难度。鉴于此,探究高寒地区的连续梁桥施工技术,也是时下我国桥梁企业所重点要研究的课题领域。

1.高寒地区土质的工程特征

(1)冻胀性

土体收到水分温度影响会发生整体体积大小的膨胀以及收缩。在高寒地区的土体,由于受到高寒地区温度湿度影响,体积发生了一定程度的膨胀,我们将其称为土体的冻胀。土所处深度、密度、含水率、土的种类、颗粒大小等因素都会直接对高寒地区土体冻胀性的大小产生重要影响。 高寒地区多年冻土的冻胀性,对工程结构物的影响非常巨大,不能轻易忽视,特别是对于桥梁工程。

(2) 冻胀力

由于土中含有一定程度的水分,水在温度达到冰点以下会产生冻结。特别是在地下这样的一个相对封闭的环境之中,土体中的水分,在冻结的时候会产生体积变化,会产生由于体积扩张而造成的内应力,高寒地区的土体发生冻结,土颗粒间隙中所含水由液态变为固态从而造成土的颗粒彼此产生相对位移,引起冻胀,产生了冻胀力。土的敏感性、水的影响、外界温度和作用时间都将直接影响土的冻胀,三个影响因素缺一不可。

(3)融沉性

高寒地区土体如果受到外界的影响产生融化,同时伴随着空气水的消散,整个土体由于受到自身的重量影响,土会产生体积缩小,会发生下沉,即为冻土融沉性。冻土发生融沉现象,不但是因为孔隙中水的数量减少造成的孔隙比变化,同时也与土的成分构成息息相关。

2.连续梁桥结构特点

梁桥,以一种以梁的受弯进行承重的桥梁。桥梁连续梁桥,是一种超静定体系的梁桥,它由两个或者两个以上的连续梁构成。由于连续梁桥的受力特点,刚度大,整体性能好,具有良好的承载能力和安全性能, 它的接缝少、刚度好、 车辆行驶舒适,但是对桥梁基础要求较高。中等跨径桥梁往往多采用这种形式,尤其是预应力混凝土连续梁桥。

3.高寒地区连续梁桥建设面临问题

随着土埋置深度,高寒地区的冻土性质也不尽相同。冻胀力作用于埋入冻土之中的桥梁基础的表面,当工程结构物的自身的重量和我们所加载的荷载与土所提供的承载力失衡时,将在冻胀力的作用下产生冻胀变形,严重影响桥梁基础施工,由于冻胀土基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力,进而影响整个桥梁结构物的安全。

随着气温的变化,以及高寒地区工程建筑施工过程中会产生混凝土水化热等其他热量,会导致存在一定程度的升温,会给高寒地区的冻土承载力的稳定性带来相当程度的扰动,破坏在原来气温条件下所有的稳定冻结状态,导致原有土的承载力降低,直接影响桥梁施工。

高寒地区气候条件恶劣,对于施工机械设备的正常运行有一定程度的影响,部分器械可能在这种特殊条件下无法正常工作。同时由于气温低氧含量低,工人在施工过程中可能会发生身体不适以及其他病症。

高寒地区都有自己特殊的自然环境,具有独特的生态条件,在这种条件下进行大型的建筑工程施工会对原有生态环境造成一定程度的扰动,同时高寒地区的野生动物某些不可预测的行为会影响施工进度。

4.高寒地区连续梁桥施工技术措施

(1)在连续梁桥施工开始之前,我们必须要对当地的地质地貌、全年气候变化、冻土的土质基本条件进行详细的勘察设计,科学设置测量控制桩,测量控制桩的埋置位置和深度都必须要科学合理。在稳定地段合理控制桩的密度。提前对当前地区的冻土施工影响土层进行采样,控制样本容量,对土的基本力学性质随着温度的变化进行必要的试验,编制详尽科学的前期勘察报告。

(2)必须充分考虑当地的环境条件,避免在全年整体气温最低的时候进行开工,尽全力规避恶劣环境所带来的负面影响。高度重视环境条件变化,在进行高寒地区连续梁桥施工前,应该结合当地全年的气温降水变化,合理规划施工,对开工时间以及整体工期进行合理的安排,对基础,桥墩、上部结构等分部工程的施工时间进行科学规划。在保证建筑质量的同时也要保证尽快完工,连续梁桥的施工设计整体思路必须充分考虑保护高寒地区的多年冻土。

(3)充分考虑冻胀力的影响,充分考虑高寒地区冻土最大冻结深度和上限,在桩基础施工的过程中,选用合理的施工技术,合理设计桩基础的设计类型,考虑好桩的埋置深度。在桩的施工过程中,选用合适的施工办法,确保桩基础的施工能够达到预定设计指标。

(4)在进行桥梁基础施工时,必须充分考虑水的影响,冻土层中,水的分布非常复杂,且受到温度变化影响较大,。多年冻土地区的地表以及地层水严重影响施工质量,严格按照施工方案进行防排水.在修筑防排水系统时应该考虑到,防排水系统的开挖造成了地表的破坏,外界温度的扩散将直接影响冻土层。

(5)根据桥梁的等级、交通量以及设计承载,合理设计桥梁承台、桥墩、上部结构确切尺寸,选用符合标准的建筑材料。要充分考虑混凝土在高寒地区特殊条件下的养生条件,选用抗寒、早强、高耐久度的高性能混凝土,选用合适的添加剂,考虑混凝土与内部预应力钢筋在低温条件下的结合。

(6)要对混凝土施工以及养生过程的防冻采取一定措施,避免出现因受冻产生的剥落以及养生不足。一般来讲钢筋混凝土会随着冰冻的膨胀力产生一定的内部变形,必须提前考虑,采取一定的防冻措施,比如我们可以采用在混凝土表面涂抹一定厚度的保温材料作为防冻措施,值得注意的是要充分考虑涂抹位置、面积和厚度。做好施工过程中的应急预案,一旦发生影响施工继续进行的突发状况,能够及时根据预案要求,开展应急措施,避免影响施工进度。

(7)根据高寒地区的气候条件和连续梁桥的设计规模,选用数量、型号都能够满足施工条件的配套机械设备。机械设备要能够保证在高寒地域条件下正常工作,同时还需要保证工作效率能够满足施工进度施工进度所要求的工作强度。对机械设备的排班以及维修养护应该严格执行低温地区标准,因为很多施工的机械设备会在高寒地区恶劣的使用条件下,不能正常工作发生损坏,影响施工的正常进行,所以必须要做好机械设备的保温工作,同时还要配备足够的维修维护工具和备用替换件。

(8)落实各项环保措施。一是体现在减少对于冻土土层的扰动,二是施工过程中废弃材料、建筑施工垃圾的规范处置,三是减轻对当地的野生植被以及野生动物影响。高寒地区桥梁施工。采用合理的措施控制施工对于外界扰动,尽量不对当地的生态环境造成造成非常大的负面影响,是高寒地区施工的一个重点。

结语

国家的发展战略直接促进了基础设施建设事业蓬勃发展,未来我国对高寒地区的交通建设投入还将继续加大。高寒地区的恶劣条件对桥梁的施工带来了巨大的挑战,通过采用合理设计,严密落实各施工环节,采取适当的技术措施,对人员、材料、机械设备进行合理安排,保证施工进度与质量,在实践中不断的探索,为我国交通建设建设事业积累丰富的施工经验。

参考文献

[1]《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004

[2]于居洲.高原高寒多年冻土区的桥梁施工技术[J].冰川冻土, 2006, 28(4):596~601

[3]李志荣. 青藏铁路高原高寒多年冻土区桥梁施工技术[J]. 工程地质学报,2004,12(z1):361~367

作者简介:姓名:罗理森,性别:男 ,出生年月日:1993年6月27日,贯籍:四川巴中,民族:汉,学历:大专,研究方向:道路桥梁工程技术

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