道路桥梁施工难点与技术分析
张春雷
沈阳市于洪区公路建设有限公司 辽宁沈阳 110141
摘要:随着我国交通基础设施建设的不断推进,道路桥梁工程作为交通运输体系的重要组成部分,其施工质量与技术水平备受关注。本文旨在深入分析道路桥梁施工过程中所面临的难点问题,并针对这些难点探讨相应的施工技术,通过对工程实例的研究以及理论结合实际的方法,为提高道路桥梁施工质量与效率提供参考依据,推动我国道路桥梁建设事业的持续发展。
关键词:道路桥梁;施工难点;施工技术
一、引言
道路桥梁工程对于促进地区经济发展、加强区域联系起着至关重要的作用。在施工过程中,由于受到地理环境、工程规模、施工工艺等多种因素的影响,会面临诸多难点问题。只有深入了解这些难点,并采用科学合理的施工技术,才能确保道路桥梁工程的质量与安全,使其更好地服务于社会。
二、道路桥梁施工难点分析
(一)地质条件复杂
不同地区的地质状况差异极大,软土地基、岩石地基等情况给道路桥梁施工带来挑战。在软土地基上进行施工时,地基的承载能力不足,容易导致地基沉降、变形,影响道路桥梁的稳定性。例如在一些沿海地区,地下水位较高,土壤含水量大,土质松软,在进行桥梁基础施工时,若处理不当,会使桥墩发生不均匀沉降,导致桥梁结构出现裂缝甚至坍塌。而在岩石地基施工时,岩石的硬度、节理发育情况等会影响基础的开挖和锚固效果。坚硬的岩石增加了钻孔、爆破等施工难度,节理发育的岩石可能导致基础的整体性和稳定性下降。
(二)桥梁结构设计与施工难度大
现代桥梁结构形式日益多样化,如斜拉桥、悬索桥等,这些复杂的结构对设计和施工提出了更高要求。以斜拉桥为例,其索塔的垂直度控制、拉索的张拉精度等都直接关系到桥梁的受力性能和整体稳定性。索塔施工过程中,由于高度较高,施工误差的累积会对索塔的垂直度产生较大影响,进而影响拉索的安装和桥梁的受力。拉索的张拉过程需要精确控制拉力大小和伸长量,任何微小的偏差都可能导致桥梁结构受力不均,影响桥梁的使用寿命。此外,桥梁结构的抗震设计也是一个难点,在地震频发地区,需要确保桥梁在地震作用下能够保持结构的完整性和稳定性,这就要求在设计和施工中充分考虑地震力的影响,采取有效的抗震措施。
(三)道路桥梁防水施工问题
道路桥梁长期暴露在自然环境中,雨水的侵蚀会对其结构造成损害。防水施工是保证道路桥梁耐久性的关键环节,但在实际施工中,防水效果往往不理想。一方面,防水材料的质量参差不齐,部分劣质防水材料在使用过程中容易出现老化、开裂等问题,无法有效阻止水分渗透。另一方面,防水施工工艺不规范,如防水层的铺设厚度不均匀、搭接处密封不严等,都会影响防水效果。在道路路面防水施工中,若排水坡度设置不合理,会导致路面积水,加速路面的损坏。在桥梁防水施工中,桥面与桥墩连接处、伸缩缝等部位是防水的薄弱环节,若处理不当,水分容易渗入桥梁结构内部,腐蚀钢筋,降低桥梁的承载能力。
(四)施工安全风险高
道路桥梁施工通常在露天环境下进行,作业面广,施工人员众多,施工机械复杂,存在较高的安全风险。施工现场的交叉作业频繁,如在桥梁下部结构施工时,可能同时进行上部结构的预制和安装作业,不同工种之间的协调配合难度大,容易发生碰撞事故。施工机械的操作也存在安全隐患,大型起重机、混凝土搅拌运输车等设备在运行过程中,若操作不当或设备故障,可能引发严重的安全事故。此外,施工现场的临时用电、高处作业等环节也都存在安全风险,如电线老化、漏电保护装置失灵、高处作业人员未系安全带等,都可能导致触电、高处坠落等事故的发生。
(五)施工质量控制难度大
道路桥梁施工涉及多个环节和专业领域,从原材料的采购、运输、存储到施工过程中的各个工序,任何一个环节出现问题都可能影响工程质量。原材料质量不稳定是一个常见问题,不同批次的钢材、水泥等原材料可能存在性能差异,若在施工中不进行严格的检验和控制,会影响结构的强度和耐久性。施工过程中的质量控制也存在难点,由于施工人员的技术水平参差不齐,部分施工人员可能未严格按照施工规范和工艺要求进行操作,导致施工质量出现偏差。例如在混凝土浇筑过程中,若振捣不密实,会出现蜂窝、麻面等缺陷,影响混凝土的强度和外观质量。而且,道路桥梁工程的施工周期较长,在施工过程中可能受到天气、地质条件等因素的影响,增加了质量控制的难度。
三、道路桥梁施工技术分析
(一)地基处理技术
对于浅层软土地基,换填法是一种常用的处理方法。将地基中一定深度范围内的软土挖除,然后换填强度较高、压缩性较低的材料,如砂、碎石、灰土等。通过换填,可以提高地基的承载能力,减少地基沉降。在施工过程中,要注意控制换填材料的质量和压实度,确保换填效果。例如,在某道路工程中,采用砂垫层换填处理软土地基,砂垫层的厚度为 1.5 米,换填后地基的承载能力明显提高,满足了道路施工的要求。
深层搅拌法是利用水泥、石灰等固化剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂与地基土强制搅拌,使软土硬结,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的加固土桩体或复合地基。该方法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土等软土地基。深层搅拌法施工过程中,要严格控制固化剂的用量、搅拌深度和搅拌时间,确保加固效果。以某桥梁工程为例,采用深层搅拌桩处理地基,桩径为 0.5 米,桩长为 12 米,通过合理控制施工参数,地基的承载能力得到显著提升,桥梁基础的稳定性得到有效保障。
桩基础是一种常用的基础形式,适用于各种地质条件。根据桩的施工方法不同,可分为预制桩和灌注桩。预制桩是在工厂或施工现场预制,然后采用锤击、静压等方法将桩沉入地基中。灌注桩是在施工现场通过钻孔、挖孔等方式成孔,然后灌注混凝土形成桩体。桩基础能够将上部结构的荷载传递到深层地基中,提高地基的承载能力和稳定性。在桥梁施工中,桩基础的应用较为广泛。例如,在一座跨江大桥的建设中,采用了大直径钻孔灌注桩作为基础,桩径达到 2.5 米,桩长超过 80 米,有效地承担了桥梁的巨大荷载。
(二)桥梁结构施工技术
混凝土浇筑是桥梁结构施工中的关键环节。在浇筑前,要对原材料进行严格检验,确保混凝土的配合比符合设计要求。在浇筑过程中,要控制好浇筑速度、高度和振捣质量,防止出现冷缝、蜂窝、麻面等缺陷。对于大体积混凝土浇筑,要采取温控措施,防止混凝土因内外温差过大而产生裂缝。例如,在某大型桥梁箱梁混凝土浇筑施工中,采用分层分段浇筑的方法,每层浇筑厚度控制在 30 厘米左右,同时采用插入式振捣器进行振捣,确保混凝土振捣密实。为了控制混凝土的温度,在混凝土中埋设了冷却水管,通过循环水降低混凝土内部温度,有效防止了裂缝的产生。
预应力技术在桥梁结构中应用广泛,能够提高桥梁的承载能力和抗裂性能。预应力施工包括预应力筋的张拉和锚固。在张拉过程中,要严格控制张拉应力和伸长量,确保预应力施加准确。同时,要注意预应力筋的防腐保护,防止预应力筋锈蚀。以某预应力混凝土连续梁桥为例,采用后张法施工,在混凝土达到设计强度后,对预应力筋进行张拉,张拉过程中通过应力控制和伸长量校核双控的方法,确保了预应力的施加精度。张拉完成后,及时对预应力筋进行锚固和封锚处理,保证了预应力的长期有效性。
桥梁架设是将预制好的桥梁构件安装到设计位置的过程。根据桥梁的结构形式、跨度和施工现场条件的不同,可采用不同的架设方法,如架桥机架设法、悬臂拼装法、顶推法等。架桥机架设法适用于常规跨度的桥梁架设,具有施工速度快、安全性高的优点。悬臂拼装法适用于大跨度桥梁的施工,通过逐段拼装悬臂梁段,最终形成完整的桥梁结构。顶推法是将桥梁梁体在桥头逐段浇筑或拼装,然后通过水平千斤顶等设备将梁体向前顶推,直至到达设计位置。例如,在某高速公路桥梁施工中,采用架桥机架设预制 T 梁,架桥机的最大起吊重量为 100 吨,能够满足 T 梁的架设要求,施工效率高,保证了工程进度。
(三)道路桥梁防水施工技术
选择质量可靠的防水材料是保证防水效果的关键。常用的防水材料有卷材、涂料、密封材料等。在道路桥梁防水施工中,要根据工程的具体情况选择合适的防水材料。高聚物SBS沥青防水卷材,该卷材具有良好的耐高温、耐低温性能和抗穿刺性能。在施工时,要确保卷材的铺贴平整、牢固,搭接宽度符合要求,并用喷枪将卷材与基层热熔粘结,确保防水效果。在桥梁防水施工中,可采用聚氨酯防水涂料,该涂料具有良好的柔韧性和粘结性,能够适应桥梁结构的变形。在施工时,要按照规定的厚度进行涂刷,一般分 2-3 遍涂刷,每遍涂刷间隔时间根据涂料的干燥时间确定,确保涂层均匀、无漏刷。
合理设置排水系统能够及时排除道路桥梁表面积水,减少水分对结构的侵蚀。道路路面排水可通过设置路拱、边沟、雨水口等方式实现。路拱坡度一般根据路面类型和当地降雨量确定,通常在 1.5%-3% 之间,以保证路面排水顺畅。边沟的尺寸和坡度要根据汇水面积和流量进行设计,确保能够及时排除路面雨水。雨水口的布置间距要合理,一般在 20-50 米之间,以保证能够有效收集路面雨水。在桥梁排水方面,要在桥面设置纵横坡,将桥面雨水引至排水管道。排水管道的管径和坡度要满足排水要求,同时要设置伸缩缝和泄水管,防止雨水积聚在桥面和桥体结构内部。例如,在某城市桥梁设计中,桥面纵坡为 2%,横坡为 1.5%,排水管道采用直径为 300 毫米的 PVC 管,泄水管每隔 5 米设置一个,有效地解决了桥面排水问题。
(四)施工安全管理技术
在道路桥梁施工前,要对施工现场的安全风险进行全面评估,识别潜在的安全隐患。通过分析施工工艺、施工环境、施工设备等因素,确定可能发生的安全事故类型和风险等级。例如,在桥梁高空作业施工中,通过风险评估确定高处坠落是主要的安全风险,风险等级为高。针对评估出的安全风险,要制定相应的预警机制,利用传感器、监控系统等技术手段,对施工现场的安全状况进行实时监测。当监测数据超过预警阈值时,及时发出警报,提醒施工人员采取相应的安全措施。例如,在桥梁塔吊作业中,通过安装重量传感器和角度传感器,实时监测塔吊的吊重和起重臂角度,当吊重超过额定值或起重臂角度超出安全范围时,系统自动发出警报,防止塔吊倾翻事故的发生。
施工现场要设置完善的安全防护设施,保障施工人员的人身安全。在高处作业区域,要设置防护栏杆、安全网等防护设施。防护栏杆的高度一般不低于 1.2 米,横杆间距不大于 0.6 米,立杆间距不大于 2 米,确保能够有效防止人员坠落。安全网要选用符合国家标准的产品,张挂严密,防止物体坠落伤人。在施工现场的出入口、通道口等部位,要设置安全警示标志,提醒施工人员注意安全。对于施工机械,要配备必要的安全防护装置,如起重机的限位器、制动器,混凝土搅拌机的防护罩等,确保施工机械的安全运行。例如,在某道路桥梁施工现场,在所有高处作业平台周边都设置了牢固的防护栏杆和安全网,在通道口设置了明显的安全警示标志,有效减少了安全事故的发生。
(五)施工质量控制技术
加强原材料的质量控制是保证道路桥梁施工质量的基础。在原材料采购过程中,要选择信誉良好的供应商,对原材料的质量进行严格检验。对于钢材、水泥等主要原材料,要检查其出厂质量证明文件、检验报告等资料,并按规定进行抽样复试。例如,对于钢筋的检验,要检验其屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标,确保钢筋的质量符合设计要求。在原材料存储过程中,要采取合理的存储措施,防止原材料受潮、变质。例如,水泥要存储在干燥、通风的仓库内,防止受潮结块。对于不同批次的原材料,要进行标识和隔离,避免混用。
在施工过程中,要建立完善的质量控制体系,加强对各个工序的质量控制。施工单位要严格按照施工规范和工艺要求进行施工,每一道工序完成后,要进行质量检验,检验合格后方可进行下一道工序施工。例如,在混凝土浇筑前,要对模板的安装质量、钢筋的绑扎质量进行检查,确保符合设计和规范要求。在混凝土浇筑过程中,要对混凝土的坍落度、浇筑温度等参数进行实时监测,确保混凝土的施工质量。对于关键工序和重要部位,要设置质量控制点,进行重点监控。例如,在桥梁基础灌注桩施工中,将钢筋笼的下放、混凝土的灌注等环节作为质量控制点,安排专人进行旁站监督,确保施工质量。同时,要加强对施工人员的培训和管理,提高施工人员的质量意识和操作技能,确保施工质量。
四、结论
道路桥梁施工过程中面临着地质条件复杂、桥梁结构设计与施工难度大、防水施工问题、施工安全风险高以及施工质量控制难度大等诸多难点。通过采用科学合理的地基处理技术、桥梁结构施工技术、防水施工技术、施工安全管理技术和施工质量控制技术,能够有效地解决这些难点问题,提高道路桥梁施工质量与效率,确保道路桥梁工程的安全与稳定。在未来的道路桥梁建设中,还需要不断加强技术创新和管理创新,进一步提升我国道路桥梁施工的整体水平,为我国交通事业的发展做出更大的贡献。
参考文献
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