可持续桥梁设计、建造与维护分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 138 可持续桥梁设计、建造与维护分析 张家华 台州市城乡规划设计研究院有限公司，浙江 台州 318000 摘要：摘要：现代桥梁建设设计过程中融入可持续性理念，满足行业发展需求，降低工程建设能耗，实现桥梁建设与环境保护的和谐发展。因此，有必要做好研究分析工作，提高可持续桥梁建设质量。鉴于此，文中以可持续桥梁建设为着眼点，分析做好可持续桥梁设计、建设及维护的具体措施，全面落实桥梁可持续理念，提高桥梁建设的整体效益，充分满足社会可持续发展需求。关键词：关键词：可持续桥梁；设计；建造；维护 中图分类号：中图分类号：U412 1 可持续桥梁设计要点 可持续桥梁重在进行可持续设计，它是以经济、社会及环境三者协调可持续发展为方针的一种系统设计方法。这里以大跨度桥梁建设为例进行分析。1.1 简支空心板结构桥型的应用 在大跨度桥梁工程上层结构设计中，需要对桥梁工程建设要求、力学性能、经济可行性、施工技术条件等要素进行全面分析。简支式空心板结构施工技术水平显著提高，但这一桥梁工程跨度较小。因此，在横跨沟渠桥梁工程结构设计中，如果应用简支空心板结构桥型，可能会造成桥梁工程高宽比无法一致，桥梁美观性较差。同时，桥梁工程上层结构无法满足超高线、桥径半径较小、高墩数较多，可能会导致桥面产生较多裂缝。1.2 预制和组装多梁 T 形梁的应用 在中型桥梁工程施工中，预制和组装的多梁 T 形梁的建设成本较低，可推广应用预制的 T 型梁。T 形梁为敞开式，与箱型梁相比，梁的平衡性较差，且抗扭力不足，弯曲梁的弯矩比较大，因此，使得桥梁工程下部结构不平衡力明显增加。如果弯曲梁的曲率较小，则可将其设计为直梁，通过对法兰板宽度的调整，可使平面线性度发生较大变化，进而降低弯曲梁的扭曲程度。根据研究发现，如果静荷载和活荷载之间不平衡，就会对弧形桥直线部分产生较大影响。在桥梁工程结构设计中，应加强侧向连接，提升桥梁结构完整性和稳定性。如果桥梁工程跨度比较大，就应悬臂注入箱形梁。1.3 下部结构设计 在大跨度桥梁工程下部结构设计中，应保证其满足上部结构支撑需要，并与上部结构进行协调化设计，改善桥梁工程的美观性。通过对桥墩上部结构特点和高度进行分析，桥墩的设计形式多样，如在公路桥梁设计施工中，支柱墩的应用比较常见，结构稳定性好、施工方式便捷，且外形美观，在结构设计中，要求对高墩承载能力进行准确计算，同时需对使用性极限值进行检测。在连续梁结构设计中，邻墩之间的约束力会直接影响桥墩结构的稳定性。因此，需对桥梁工程整体结构的稳定性进行分析，确定在不同荷载的条件下桥梁工程各构件的临界荷载值。1.4 局部优化 在大跨度桥梁结构设计中，通过对桥梁局部的设计方案进行优化调整，可提高桥梁工程的整体性。在局部优化设计中，首先，需对桥梁工程钢筋梁的横截面积进行准确计算，同时根据一定比例，将钢筋梁与混凝土梁进行合并，进而提高型梁的结构性能。其次，需对主电缆功率进行优化设计，通常情况下，在斜拉桥、悬索桥结构优化设计中，应注意这一优化设计要点，这类桥梁工程一般为无电缆结构，跨度较大，因此，在结构设计中，可安装电源电缆，以提高桥梁工程的稳定性。另外，需对桥台进行优化设计，综合考虑桥梁工程的结构特点，对桥墩数量、分布位置和强度进行调整，提高桥梁工程的整体性和稳定性。1.5 上层结构优化设计 在大跨度桥梁工程结构设计中，需对上部结构进行优化设计。例如，部分桥梁工程规格较大，上层建中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 139 筑的半径较大，而其承载能力无法满足实际需要，对此，可增加承载能力结构数量，提高桥梁工程安全性。另外，在山区公路桥梁建设中，桥梁结构的直径比较大，可应用弯曲梁或 T 型梁对桥梁工程平面结构进行优化设计，从而有效减少桥梁工程结构弯曲或变形，提高桥梁的质量和稳定性。1.6 综合调查与合作 在公路桥梁工程结构设计中，设计人员应深入施工现场进行勘察分析，不能仅根据理论知识进行工程设计，要求综合考虑各种环境因素对桥梁工程设计所产生的影响，并对各种结构设计方案进行准确计算。例如，在部分桥梁工程施工中，项目建设场地的地质环境、水文条件等复杂程度比较高，对此，需对土方工程进行合理规划，同时，选用合适的施工技术，以免影响后续施工活动的顺利进行。2 可持续桥梁的建设措施 打破传统思维模式的限制，充分利用绿色施工技术，进一步提高可持续性桥梁施工质量，具体为：2.1 施工现场能源节约技术 这就需要可持续性桥梁项目的施工现场工作人员具备较强的节能意识，合理利用清洁能源，提升项目的总体效益。在可持续性桥梁工程项目施工期间，需要对临时用电的设备进行控制，做好相关的记录和管理工作，从而有效降低对能源的消耗。对于施工过程中需要使用的特殊设备，需要做好现场管理、检修与保养工作，降低故障的发生，更好地发挥机械设备的功能。若施工期间出现植被破坏、土地侵蚀等问题，应及时叫停施工，告知相关部门作出整改，以此保证生态环境平衡和谐。地质水文勘察也是绿色可持续性桥梁工程不可忽视的一环，需要施工单位提高重视，在施工前期做好现场勘察工作，准确掌握施工区域的各项要素，根据潜在隐患问题制定有效的应对措施，防止出现地下水污染等情况。2.2 扬尘控制技术 在实际可持续性桥梁工程项目施工中，扬尘问题不可避免，为降低扬尘对周围环境的影响，需要科学应用扬尘控制技术，降低扬尘带来的负面影响。墙体的拆除是扬尘的主要来源，如果在工程具体施工中，自身拆除的力度过大，墙体或其他部位就容易受到损伤，盲目拆和乱拆也会导致扬尘的大量出现。在开展拆除作业前，需要做好水泥、粉尘和杂物的清理工作，从而减少粉尘的出现，降低扬尘的影响。针对土壤腐蚀现象，应分析影响土壤腐蚀的主要原因，及时处理可持续性桥梁垃圾和废弃物，如油漆、蓄电池等，集中回收统一处理，减少有毒有害物质影响土壤环境。对于土壤流失、松动现象，应通过花草植物种植等方式，改善土质条件，以此保护生态环境。在进行可持续性桥梁垃圾、有毒有害物质运输、处理期间，施工单位需要按照我国的法规政策规范进行，不得随意操作。在工程项目完工后，需要恢复处理可持续性桥梁空地的绿化环境，整治土壤破坏、流失等情况，提高土壤质量。2.3 噪音控制技术 在可持续性桥梁工程项目施工阶段，噪音不可避免，这些噪音不仅会影响现场施工人员的健康，还会给周边的居民和环境带来不利影响。因此在开展施工工作的过程中，需要结合实际情况，对噪声进行合理控制，有效降低噪声带来的污染。对于噪声的控制，需要重视采用源头处理的方法，根据不同类型的施工项目，需要提前做好噪音控制的工作方案。比如尽量选择噪音较小的施工设备，在满足施工需要的基础上，降低噪音的影响，提升噪声的控制效果，推动我国可持续性桥梁工程施工的绿色发展。可持续性桥梁工程建设期间极易出现土壤腐蚀、土壤流失等问题，不但影响工程建设质量，还会影响环保效果，需要施工单位根据实际情况，建立相关的施工质量管理制度，通过搭建沉淀池、化粪池等，保护现场土质条件，确保不会溢出。2.4 施工阶段的生态保护技术 因此需要合理应用生态保护技术，全面贯彻落实绿色理念，扩大可持续性桥梁工程项目的综合效益。具体需要做好以下几个方面的工作：根据施工项目的具体情况制定完善的生态保护方案，并按照工区和生活区的差异，细化生态保护措施，优化项目施工方案设计，尽量减少施工对环境造成的不利影响。需要全面做好施工区域的废水处理工作，禁止随意排放废水，降低废水对环境造成的影响。土方处置需要在完成施工作业后，利用原土进行回填处理。加中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 140 大对有毒有害废弃物的管理力度，应全部分类并统一归纳至特殊场所，通过设置不同功能回收容器，有效处理各类可持续性桥梁废弃垃圾。封闭式的垃圾容器应合理设置在施工现场、办公区域、生活区域等，便于各类可持续性桥梁垃圾的集中收纳、分类处理及有效排放。无论是生活垃圾还是可持续性桥梁垃圾，都要定期装袋清运处理，建立垃圾处理台账，准确记录留存可持续性桥梁垃圾的交接情况，为可持续性桥梁垃圾的回收再利用等提供便捷。3 可持续桥梁的维护策略 3.1 重视后期质量管理 在开展可持续桥梁质量管理工作中，针对质量控制的目标一定要明确，并根据需要制定科学且合理的质量控制措施，针对质量管理的各项制度进行细化和落实。在具体施工中根据需要建立施工质量责任制，针对每个班组负责的内容、需要达到的要求进行明确，保证其按照严格的质量控制要求开展工作。同时，加强对施工材料的质量管理，查验其合格证、出厂证明等等，对于质量不符合要求的材料一定要打回原厂，概不使用。在每道工序施工完后还要派专业人员进行检查、测试，保证其质量，如此才能有效预防路基塌陷、裂缝等问题发生。最后，定期或不定期派遣管理人员对施工现场进行巡视，检查操作，对于质量问题及时排查和发现，确保工程质量。相关部门需要提升管理门槛，注重考核从业人员的综合素质。在人才的培养方面，需要建立完善的培养机制，通过培训和再教育的方式提高工作人员的养护能力和技术水平。还要重视提升工作人员的道德素质和责任意识。在培训活动完成之后需要及时做好考核工作，全面调动员工的积极性。3.2 完善养护制度 完善的技术标准和行为规范能够为可持续桥梁养护工作的顺利开展提供依据，从而提升管理效果。对此，需要制定严格的绿化养护技术标准和方法，明确目标，做好落实工作。除了技术层面的标准制定之外，还需要进一步完善管理制度，实现标准化养护，提升对可持续桥梁养护的理水平。才能按照养护周期以及要求对养护任务进行详细划分和安排，将可持续桥梁养护工作合理落实到各部门和员工工作中。以便当养护工作出现较严重的失误或者异常情况时能够在第一时间找到致错原因和具体的解决措施，能根据实际情况将损失控制到最小，保证可持续桥梁养护的质量，避免因为养护不到位等原因对可持续桥梁质量以及人民生命安全造成威胁。为更好实现可持续桥梁养护目标，需针对养护装备的管控和检测工作制定合理的养护和管控标准，以及各类养护检测制度，帮助工作人员对养护操作的各个环节进行科学引导。3.3 做好桥梁裂缝处理 3.3.1 裂缝修复填充技术 裂缝修复填充技术应用时，需要根据裂缝宽度采取相应处理措施，避免受到外界因素影响出现结构性病害，影响到高架快速路的正常使用。同时，这一技术主要用于修补小型裂缝，其宽度1.27，选择专业灌封胶。如果裂缝0.6，需要适当扩缝；当裂缝1.27 时，需要对裂缝进行处理。具体养护时为了保证修复质量，要选择合适密封胶与工艺，切实发挥裂缝修复的作用，降低次生病害产生的可能。3.3.2 微表处理技术应用 微表处理技术耗时短、成本低且污染性，可以快速完成路面修补、填缝及密封，避免影响到路面的抗滑性。其技术原理为：利用改性稀浆封层车直接在原公路表层铺设一层混合物，完成对裂缝的修复。但这一技术也有缺点，就是噪声较大，会影响到周边居民生活与出行。借助科学仪器和设备等对施工现场路面进行全面分析，针对需要养护的路面整体情况进行了解和掌握，然后根据高架快速路实际损坏程度以及现有材料、工具等为其创设最为合适的养护计划。比如，养护人员可以先利用骨料、乳液和水等各类改性沥青物质混合，并将其温度控制在 10 摄氏度之间，在高架快速路表面铺设一层厚度大约在 510mm 之间的改性混凝土，确保整个高架快速路养护更加科学和合理。3.3.3 现场热再生技术 通过对路面加热与耙松，将混合料均匀铺设在路面，随后均匀喷洒再生剂，搅拌均匀混合料后进行摊铺碾压。沥青混合料摊铺前，检查基层污染情况，清理表面杂物，合格后才能进行铺设。沥青摊铺时需要控制好温度，路面初压时温度为 140左右，避免补漏问题，需要及时关注处理作业的基本情况，为碾压工作的顺利竣工打下基础。此外，摊铺过程中要保持连中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 141 续，其间不能中断，及时补充摊铺用料。整个过程中一次成型、缓慢进行，设定好速度后不能随意调整。摊铺时设备匀速前进，省却人工整修，当遇到复杂路况（十字路口、交叉路口等）时，需要施工人员找补、调整混合料等。4 结论 总之，现代桥梁建设设计过程中融入可持续性理念，满足行业发展需求，降低工程建设能耗，实现桥梁建设与环境保护的和谐发展。这就需要从业者考虑实际情况，制定科学合理的方案，打破传统思维模式的限制，进一步提高桥梁建设质量，增强其建设效益。参考文献 1郑超.桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策J.交通世界,2017(27):72-73.2蒋亚真,陈轩.对城市桥梁的人性化设计与可持续发 展 的 研 究 探 讨 J.城 市 道 桥 与 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