公路橋梁工程建設周期長、資金投入大、技術要求高,這是橋梁建設工程的顯著特征,施工質量與養護管理水平直接關系到交通運輸安全性與可靠性。作為室外的重要交通工程,與所處的地理環境、氣候條件及地質結構有直接關系,各種因素疊加均會對施工過程與運營性能產生直接或間接影響。我國西北地區地形以高原、盆地和山地為主,交通建設中需大量修建公路橋梁,但復雜的地質條件嚴重影響到了橋梁的質量,惡劣的地質包括濕陷性黃土、鹽漬王,極端氣候包括晝夜溫差大、季節性風沙等,地質與氣候給工程施工與養護帶來了巨大的挑戰。
一、公路橋梁工程及養護管理的核心特征
(一)管理內容復雜性與多維性
和普通建筑工程相比較,公路橋梁施工對外部環境敏感度更高,受到自然影響較大。西北地區晝夜溫差達 15°C~20°C ,季節性極端溫度更是差異性較大,夏季高溫超 40% ,冬季低溫至 -25°C 以下,這樣的極端天氣會加劇混凝土結構熱脹冷縮效應,易引發開裂風險。此外,強紫外線輻射加速材料老化,風沙天氣影響施工精度,管理體系需涵蓋環境監測、工藝調整、材料適配等多個維度,管理起來較為復雜。
(二)施工時間長技術要求嚴
對公路橋梁工程施工項目來說,沒有相對固定的施工場地,甚至可能不在同一城市、同一地區,項目工作人員要頻繁更換辦公場所,工作和生活存在很多困難,極大地抑制了員工的積極性。由于施工時間長,相關人員調動頻繁,難以保持人員的穩定性。
因此,在變動人員時,重要的是要確保管理風格的一致性,這反過來又使管理復雜化。此外,施工場所不固定,流動性明顯,再加上力學等工程結構的要求,對施工工藝的要求也越來越嚴格。
(三)頻繁的施工計劃變更
公路橋梁工程施工管理不可避免地會面臨項目的施工計劃變更,而這種施工計劃變更往往是不可預測的,這是由于公路橋梁工程的施工是在露天進行的,尤其是西北地區多地惡劣的自然氣候往往會擾亂正常的計劃,施工計劃必須根據實際情況不斷變化,這就要求施工計劃必須具有很強的可行性和前瞻性。
二、公路橋梁工程施工及養護管理典型問題
(一)結構設計地域適配性的缺陷
公路橋梁設計較為復雜,需要對各個部分進行拆分設計,才能確保各個結構的合理性。進行結構設計環節時,部分企業受成本效益導向的影響,往往為了壓縮工期、減少投資,會刻意縮短設計周期,而特殊區域的具體情況沒有全面考慮。我國西北地區特殊地理氣候條件要求設計方案更加優化細致,如果考慮不周,設計不到,則往往會造成施工難題,西北地區工程設計本身也會造成設計方案存在先天不足的問題。面對濕陷性黃土區域需要針對性采用樁基穿越技術,或在鹽漬土路段考慮材料抗腐蝕設計,如果僅關注結構承載力而忽略全壽命周期性能,則不利于橋梁長期穩定使用。這類設計偏差不僅浪費設計資源,更直接導致橋梁運營數年后出現墩臺開裂、基礎沉降等結構性病害,增加后期養護管理難度與成本。此外,設計過程中缺乏對地域環境與結構體系的協同考量,未能從施工、運營到維護的全流程視角優化設計,進一步加劇了工程質量風險。
(二)伸縮縫施工質量通病
西北地區溫差較大,需要進行設計施工時考慮到伸縮縫的設計,作為橋梁應對溫度變化、荷載變形的關鍵構造,直接關系結構安全與行車舒適性。伸縮縫問題主要表現為縫端路面不平整,根源在于設計選型與施工工藝缺陷。多數項目采用普通橡膠支座設計,在西北地區極端溫差與重載交通作用下易老化龜裂,3年~5年即可能喪失彈性。異型鋼卡槽加工精度不足導致安裝偏差,混凝土澆筑時未有效防護卡槽引發漏漿堵塞,焊接作業未控制焊縫高度造成應力集中等問題,形成“剛性連接\"隱患,誘發梁體損傷或橋面破損。
(三)軟弱地基處理技術瓶頸
西北地區河谷地帶廣泛分布濕陷性黃土、鹽漬土等軟弱地層,地基處理不當易引發橋梁不均勻沉降。處理工藝單一化對深厚軟弱層(厚度 >15m )仍沿用表層換填等傳統方法,未采用樁基或復合地基技術,導致地基承載力不足;樁基施工質量波動:鉆孔灌注樁施工中,泥漿護壁控制不當易引發塌孔,混凝土澆筑不連續可能形成斷樁,而檢測環節若僅依賴施工記錄而非隨機抽測,難以發現隱蔽質量缺陷;環境風險疊加:軟弱地基與季節性降水、地震等因素相互作用,可能加劇基礎變形,威脅橋梁結構安全。
三、公路橋梁工程結構遵循的原則
影響橋梁壽命的因素較廣泛,設計時,需要了解各個影響因素,進一步解決影響因素,強化公路橋梁工程施工結構耐用性,設計時,要了解施工原則。
(一)科學性原則
一項工程必須保證科學合理,公路橋梁工程結構設計要符合科學的規律,嚴格掌控整體特點,考慮到地域、氣候、地質、環境等要素,在公路橋梁工程結構設計過程中考慮到西北地區特殊性,關系到當地的地質與氣候環境影響,以此,設計好整體的結構,把握科學性,為后期順利施工提供保障。
(二)簡單性原則
公路橋梁工程結構主要承載自身與運輸壓力,在進行結構設計時,要簡單易用,避免使用復雜設計結構,不利于施工,影響建設質量。設計過程中需要盡量保證整體簡單,使結構符合應用場景,簡單結構不是簡化結構,要在順利施工的同時,保證后期的養護方便,避免出現自身重量導致的問題,通過科學的結構設計,改變公路橋梁工程應力傳導路徑,保證橋內外兩側持久性平衡,這樣才能保證應力均勻。
(三)全過程原則
全過程則是考慮到后期施工的方便,要充分了解全過程,橋梁施工是各個工種的配合,也是技術的組合,設計時要充分考慮到下一道工序的應用。把握全過程原則意味著公路橋梁工程結構設計要為后續施工、運營與養護管理奠定良好便利,節省設計成本與施工難度,更為后期養護提供便利條件。
(四)綜合設計原則
公路橋梁工程結構設計是一個綜合的過程,不但考慮形式內容,還要考慮材料成本,通過形式內容與材料成本等的結合,提高橋梁經濟效益,實現預期設定目標。不同的橋梁對材料的需要不一樣,進行結構設計時,就需要做好綜合性考量,確保材料與結構的融合,提升整體橋梁設計質量。
四、公路橋梁工程伸縮縫施工要點
橋梁的伸縮縫寬度要做到合理設計,西北地區作為特殊環境,要把握好實際應用狀況,靈活做好設計,使公路橋梁工程伸縮縫寬度滿足當地實情。伸縮縫寬度大會縮短使用壽命。伸縮縫結構選擇是否合理,直接影響到的是公路橋梁工程質量與安全,公路橋梁工程伸縮縫施工需著重把握以下技術要點:
(一)伸縮組件采購與裝配
橋梁施工前要根據設計圖紙及技術規范的相關要求,精確選取伸縮縫的設計型號、長度及配套。西北地區溫差顯著的情況下,要了解環境特點,優先采用模數式伸縮縫,變形適應能力優于普通橡膠型產品。裝配需使用專用工具進行定位,使各組件尺寸誤差控制在 ±2mm 范圍內,杜絕漏焊、夾渣等,保證性能達標[2]。
(二)強化切割工序管控
施工時,一般使用金剛石鋸縫機進行切割,借助地質雷達探測地下管線走向分布,在設計圖中標注電纜、管道的精準位置,避免施工時破壞原有設施,切割線與管線凈距不小于 50cm 。切割時保持勻速推進,速度 ?0.5m/min 。切割中要把握好速度,觸及樁基鋼筋須即刻停止,嚴禁損傷受力鋼筋。
(三)開槽與清潔操作
開槽前要做好充分的預測,對路面結構分析,了解開槽深度,深度是設計高度 +5cm ,寬度較伸縮裝置兩側各寬 10cm 。一般情況下用風鎬開槽,先周邊施工,再進行中央施工,避免單次沖擊力過大造成混凝土崩裂。開槽后用高壓水槍沖洗槽內浮槳、碎屑,確保潔凈。
(四)伸縮縫安裝與焊接工藝
伸縮縫安裝是重要的環節,要了解安裝的質量與順序,安裝前要計算好距離,做好精準的復核,特別是對預埋鋼筋間距做好誤差檢測, ?±10mm ,對銹蝕鋼筋除銹處理,截面損失率 ?5% 。焊接時用分段跳焊工藝焊接,焊縫長 20cm~30cm ,間隔 50cm ,溫度 ?200qC ,焊接完成后再檢測,確保不低于設計值80% ,無咬邊、氣孔。
(五)混凝土澆筑與養護
一般情況下,使用C50聚丙烯纖維混凝土填充,為了保證質量,要對各道工序控制,澆筑前對槽體24小時持續做好濕潤,保證混凝土能夠牢固。澆筑完成做好覆蓋,使用土工布灑水養護 ?7 天。
(六)防護橡膠條安裝要點
伸縮縫間隙需要使用膠條封閉,一般根據寬度進行選擇,按照設計 ±2mm 科學合理選取適配橡膠型號。為了保證安裝的質量,在縫壁涂抹硅酮密封膠增強密封性,嵌入保持松緊適度,邊距與混凝土表面銜接要保證平順
五、軟弱地基處理技術
我國西北地區濕陷性黃土、鹽漬化軟弱土地較豐富,施工時這樣的地質條件遇到的較廣泛,要想保證施工建設質量,則需要處理好管種土質,通過樁基處理技術能夠有效進行地質條件的改善。
(一)強壓實礫石樁地基處理技術
壓實地基處理技術是應用較多的技術,在工程建設時起到了重要的作用,主要原理是土體加固,施工前需要做好測量,提取相關的參數,參數包括深度、性質、容積、荷載,要依據弱地基實際做好相關的調整,使礫石樁達到壓實效果。為了保證整體的質量,需要對材料做好相關的處理,提高建筑地基承載力。
(二)CFG復合樁地基處理技術
這項技術主要是將地基上部荷載力進行下部傳遞,到達地基深部,通過減震減小上部對下部的沖擊力,進一步強化整體承載能力,保證橋梁的穩定性。CFG復合樁地基處理技術主要就是水泥粉煤灰礫石樁支撐,制作時,材料需要做好處理,粉煤灰、水泥和少量要控制到位,整體看技術應用較簡單,能夠提高施工整體效率。所使用的材料也較普遍,粉煤灰滲透力較好,多用于回填地基施工中,不但能夠提高回填速度,還能夠保證壓實效果,有效避免地基混凝土結構水化熱問題的出現。另外,粉煤灰質優價廉,材料具有普遍性,使用起來也能夠大大節約企業的運輸與采購成本,要了解技術配比,粉煤灰與水泥、礫石配比要保證均勻,這樣才能提升施工質量。
(三)旋轉鉆孔樁地基處理技術
旋轉鉆孔樁地基處理技術應用范圍較多,一般情況下,在我國的西北地區更適合黏性土或砂質土地區應用,其施工應用效果良好,還有加固風化巖石的作用。技術使用時,主要是以鉆孔樁旋轉鉆進,整體操作簡單,技術并不復雜,施工成本不高,是企業首選技術之一。橋梁地基需要保證防水和穩定,這種技術的應用大大保證了橋梁性能的發揮,提高了橋梁地基強度。從現實應用場景看,旋轉鉆孔樁地基處理技術對精度要求是非常高的,一般施工空間不大,這就要求精度要好,保證樁孔位置準確性才能保證質量與安全。
六、公路橋梁工程日常養護管理
(一)進一步強化公路橋梁工程養護管理隊伍建設
橋梁關系到交通運輸的安全,要想保證養護效果,需要建立專業的隊伍,進一步提高人員養護管理意識,增強責任意識,明晰養護的內容與關鍵點,做好整體養護工作才能保證橋梁安全,提高使用壽命。
(二)優化公路橋梁工程養護管理方案
要充分把握好西北地區實情,熟悉公路橋梁施工設計圖、相關的檢測數據、實驗資料、施工記錄和原始施工資料等,根據以上內容制定養護管理方案,不斷做好動態優化調整,確保日常養護管理質量。
(三)增加對養護管理的投資
公路橋梁是地區交通運輸的重要節點,要充分保證暢通良好,日常要不斷強化養護能力,通過財政投入,加大對橋梁的管理養護力度,要充分用好各類資金,為公路橋梁工程養護管理提供充足的資金基礎,不斷延長公路橋梁工程使用壽命,為經濟發展提供保障。
結語
綜上所述,公路橋梁工程施工是一項綜合性、復雜性的工程,要了解各項施工技術,做好養護管理,掌握影響公路橋梁工程正常運行的關鍵環節、重要節點,科學養護管理,確保公路橋梁工程施工質量和安全,有效降低養護管理不善問題,為我國西北地區交通運輸發展作出突出貢獻。
參考文獻:
[1]唐暉.公路瀝青路面養護維修中的銑刨料熱再生應用[].黑龍江交通科技,2022,45(12):67-69.
[2]孫斌.瀝青路面預防性養護技術在公路養護維修中的應用].住宅與房地產,2021(06):241-242.