浅谈高海拔地区连续刚构桥施工技术研究

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月7期   作者:何家军
[导读] 当前,我国经济发展的速度逐渐加快,交通运输需求也出现了严格化的趋势。

        何家军
        云南建投第五建设有限公司  云南 昆明 650000
        摘要:当前,我国经济发展的速度逐渐加快,交通运输需求也出现了严格化的趋势。在这种背景条件下,高海拔地区的桥梁建设开始受到各方面的重视。高海拔地区本身自然环境较为恶劣,对桥梁建设的影响因素较为复杂,因此可能会导致各式各样的问题出现。为了解决这些问题,应当重视相关施工技术的应用,确保其能够得到有效处理,降低出现不良情况的概率,为后续的进一步施工打下坚实基础。本文首先分析高海拔地区连续钢构桥建设经常出现的技术难点,随后深入研究相关施工技术方法,以供参考。
        关键词:高海拔地区;连续钢构桥;施工技术
        引言:在高海拔地区桥梁建设的过程中,施工团队可能会遇到各种不良环境因素,导致建设效果受到负面影响。因此,需要重视相关施工技术的应用,确保连续钢构桥施工能够达到最佳建设目标,为高海拔地区的交通运输打下坚实基础,实现理想的经济发展效果。
        1 高海拔地区连续钢构桥面临的技术难点
        1.1温度较低
        高海拔地区由于地理区域的影响原因,环境温度相对于普通平原地区可能会出现较大的差异,如图1所示。如果环境温度过低,连续钢构桥建设便可能会面临各式各样的负面因素。例如,当前连续钢构桥普遍采用预应力混凝土方式进行建设。如果环境温度低于混凝土应用的极限范围,便有可能导致凝结的问题出现[1]。同时,温度也会影响机械设备的使用效果,如果没有采取相关保温措施,便会导致建设进度停滞,不利于未来的进一步施工。
        
        图1高海拔地区温度较低
        1.2地震频率大,烈度高
        在高海拔地区,地层普遍处于稳定性不足的状态。部分区域由于山体特性的基础原因,经常会出现频繁地震的现象。同时,这些地震受到地层挤压的影响,烈度相对较高,容易对连续钢构桥产生不可逆转的损害。因此,需要重视高海拔地区的地震问题,确保其能够得到有效预防与解决,降低出现不良情况的概率。
        1.3施工监控较为困难
        在高海拔地区进行连续钢构桥施工的过程中,由于环境因素以及诸多影响条件的限制,施工监控的难度相对于平原地区较高,容易出现不良问题。在这种情况下,如果桥梁施工监控无法有效进行,便可能会降低建设的基础质量,不利于后续的进一步应用。因此,需要重视监控困难的问题,确保能够应用相关技术进行解决,降低出现不良情况的概率。
        2 高海拔地区连续钢构桥的施工技术探究
        2.1悬臂施工保温技术
        2.1.1钢筋工程
        在高海拔地区进行连续钢构桥施工的过程中,昼夜温差非常大,应当重视对温度条件的控制,确保保温措施能够得到有效落实,避免对整体建设效果造成影响。在施工过程中,钢筋工程经常会受到低温条件的影响。例如,在极端低温状态下,钢筋的基础力学性能表现会发生转变,屈服点与抗拉强度会上升,但伸长与抗冲击效果会受到削弱,导致整体脆性程度增加。因此,为了确保连续钢构桥钢筋施工能够达到理想标准,需要尽可能保证焊接工作在室内进行,避免室外焊接出现异常情况。如果条件受限无法在室内进行焊接,则需要保证室外的环境温度大于-20℃,并避免在风力超过3级的条件下进行焊接,提高整体处理效果[2]。
        2.1.2预应力工程
        在高海拔地区连续钢构桥预应力施工阶段,需要保证筋体张拉的环境温度高于-15℃。如果温度过低,则需要采取加热措施,避免筋体出现负面问题。在张拉处理阶段,应当根据环境温度状态进行配套的校验。为了保证管道压浆效果能够达到最佳标准,还需要在开始进行压浆处理前应用蒸汽进行预热,并及时清除内部存在的杂物。通过这种方式,保证内部温度能够大于10℃。必要情况下,还需要在梁顶区域覆盖棉被,并粘贴保温应用材料,避免温度过低影响内部的处理效果。
        2.1.3混凝土拌和站保温
        在连续钢构桥高海拔建设的条件下,应用混凝土材料需要注重对拌和站进行保温处理。通常情况下,这一阶段包括拌和楼体保温、蓄水池区域保温、原材料保温、砂石料保温、上料口输送带保温等多个部分。拌和楼保温处理的过程中,需要首先应用彩钢复合板材料进行保温棚的搭建,使内部的拌和楼能够处于封闭环境状态,避免受到低温环境的影响。同时,还可以应用暖气片设施进行供暖,提高内部搅拌的环境温度。针对搅拌机械的水箱,同样需要采取保温棉包裹的方式进行供暖,确保其能够达到理想的处理效果[3]。蓄水池区域保温过程中,建设团队可以在内部安装蒸汽管道,使混凝土拌和水源能够得到有效加热,将基础温度提高至80℃。同时,还可以在水池内部应用长尾温度计,达到实时监测温度状态的目标,避免出现低温损害问题。砂石料仓保温需要应用彩钢板进行封闭棚的搭建,并合理封堵进口区域。必要情况下,可以通过地暖通入蒸汽的方式,加入砂石料区域,使其能够免受低温环境的影响。针对上料口以及输送带进行保温的过程中,仅需采用彩钢板与篷布封闭的方式,即可达到理想的温度维持效果。
        2.1.4混凝土箱内保温
        连续钢构桥在现浇箱梁过程中,高海拔地区白天温度受阳光的照射,箱体外面问题相对较高,但箱内无法接受阳光照射,温度较低,为克服箱梁里外温差较大,带来混凝土强度里外表面差异过大,强度无法满足张拉的要求,施工时,可通过在箱内电热水器烧水,用水蒸气养护箱体里侧,两端采用篷布覆盖,确保箱体内外温差在标准范围,降低箱体混凝土内外温差过大带来的不均衡性,从而保证箱体混凝土质量。
        2.2减震施工技术
        2.2.1上部结构轻型化
        为了避免地震对高海拔地区连续钢构桥造成严重负面影响,应当采取上部结构轻型化应用技术,使整体桥梁能够免受地震的振动影响,有效提高抗震能力。产生地震的过程中,桥梁上部结构会受到较大的压力,因此需要减轻这一结构的重量级别,确保其能够达到理想的处理目标,针对连续钢构桥,施工团队可以采用钢混组合梁、轻质混凝土、空腹结构、活性粉末混凝土建设等多种方式进行处理,使上部结构的自重能够得到有效缩减,达到理想的建设目标。在施工过程中,需要采用连续钢构箱梁,使钢箱梁能够与混凝土箱梁实现最佳组合效果,尽可能降低上部结构的自重级别,达到轻型化处理的目标[4]。轻质混凝土也属于较为常用的技术方案之一,其主要通过陶粒代替碎石的方式,使整体容重能够大幅下降,进而达到缩减上部结构自重的效果,如图2所示。通过采取这些措施,可以有效减轻上部结构的重量,使连续钢构桥能够在高海拔地区的地震影响下保持基础稳定,避免受到地震损害。
        
        图2 轻质混凝土材料
        2.2.2墩型优化
        除上部结构轻型化处理方式以外,施工团队还可以针对墩型进行优化处理。常规情况下,连续钢构桥可以采用空心薄壁墩或双薄壁墩的方式进行建设。双薄壁墩的整体抗推刚度较差,因此振动周期较长,主要应用在桥墩高度较低的条件下。如果墩高超过固定数值,稳定性便会显著下降,导致施工难度大幅增加,不利于高海拔地区的建设应用。因此,需要采用空心薄壁墩的方式进行优化处理,并按照桥墩的材料类型进行划分。空心薄壁墩可以采用普通钢筋混凝土或钢管混凝土格构式的建设方法进行操作,施工团队需要根据高海拔地区的环境条件,选择恰当的处理方式,确保其能够达到理想的建设效果,为后续的进一步处理打下坚实基础。
        2.3施工监控技术
        2.3.1施工监控法
        当前,施工监控应用技术类型相对较为丰富,为了确保高海拔地区连续钢构桥能够达到理想的建设目标,施工团队应当注重相关措施的应用,确保技术方案能够贴合高海拔地区的连续钢构桥建设需求,降低出现问题的可能性,为后续的进一步监控处理打下坚实基础,如无压力状态控制、卡尔曼滤波、线性回归分析等。
        2.3.2结构分析法
        由于高海拔地区连续钢构桥的施工难度较高,因此应当注重施工监控应用方案的分析效果,确保其能够贴合建设需求。结构分析法可以通过桥梁结构成型的体系转换以及施工过程计算处理的方式,实现理想状态的结果行为控制目标。在这一过程中,结构分析方式可以针对施工流程中存在的受力状态进行分析,使其可以贴合各个阶段的理想情况,为施工团队提供中间目标状态信息。当前,较为常用的计算方式包括正装分析、倒拆分析等,从理论角度入手,为了确保施工监控能够达到最佳分析效果,施工团队应当注重设计期望情况,并基于成桥的状态,计算施工过程中桥梁应当处于的理想数据[5]。同时,在施工监控过程中,管理人员还需呀明确计算顺序的安排,确保相关施工流程能够处于正常监控之下,降低出现不良问题的概率,为后续的进一步处理打下坚实基础。
        2.3.3应力控制
        在施工监控过程中,建设团队需要注重对应力条件的控制。高海拔区域环境较为恶劣,如果没有注重施工监控活动,便有可能导致桥梁的应力状态出现问题,进而影响整体应用效果。严重情况下,甚至会引发安全事故。因此,施工团队需要在建设过程中,针对成桥的受力情况进行分析,并与设计的详细数据进行比对,明确施工监控需要关注的重点位置,并及时发现存在的不良问题。在施工过程中,为了了解应力的实际状态需要检测结构的正常情况,相关人员应当确保应力状态处于正常范围,并合理开展监控工作。如果应力监控不到位,可能会对结构状态产生不良影响。因此,需要注重应力管控工作,保证连续钢构桥在高海拔区域能够达到理想的施工监控效果,提高整体结构的稳定性与可靠性,避免环境因素对建设流程产生负面影响,提高整体应力分析与控制效果。
        结束语
        综上所述,高海拔地区连续钢构桥施工条件较为恶劣,因此需要注重相关技术的应用,确保其能够达到最佳建设效果,降低出现问题的可能性,为后续的应用打下坚实基础。
        参考文献
[1]王笔飞, 李唐军. 高原极端气候下预应力连续刚构桥梁悬臂施工技术探讨[J]. 西部交通科技, 2018, No.130(05):148-150.

[2]杨清华, 李丰, 罗欢,等. 浅谈山区连续刚构施工支架设计[J]. 施工技术, 2018, 47(S4):737-739.

[3]赵海霞. 高寒高海拔地区箱梁0+1号块混凝土冬季水化热实测分析[J]. 施工技术, 2018(3):24-26,31.

[4]陈颖. 浅谈高墩连续钢构桥边跨直线段钢管支架法施工技术[J]. 四川水泥, 2018, 000(011):113-114.

[5]李建梅. 浅析大跨度连续刚构桥施工控制关键技术[J]. 中国公路, 2019, No.554(22):116-117.
       
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