高原公路多年凍土區橋涵設計與施工

■曹俊武 ■青海交通職業技術學院，青海 西寧 810000

目前，我國公路建設已經得到了快速的發展，但在研究凍土地區的橋涵設計以及對它的施工要求仍存在一些問題，所以我們在研究涵洞試驗的過程當中對其設計理論以及施工方法提出了一些新的想法。在多年凍土地區進行橋涵的施工作業時，首先必須要做好橋梁的基礎施工，一般可以應用插入樁或者是灌注樁的方法，由于這兩種方法在操作時相對簡便，并且干擾小，有助于快速回凍等優點。因為橋涵工程在完工后的一段時間內會經常出現破壞等問題，所以在進行施工時應避免大氣熱的介入，可以應用低溫或是具有耐久性較強的混凝土進行保護。

1 橋涵的主要形式

(1)我國的多年凍土地區由于它有著非常廣泛的面積，并且涵洞的數量也非常多，這也就突顯了一個問題，那就是地質條件會存在很大的差異性，由此可見，施工橋涵的關鍵因素就是對它的設計問題。在近些年以來，由于我們多見的橋涵病害具有很多的屬性，所以在選用材料時必須要應用那些具有較強變形能力的結構，從而可以滿足設計的要求。從另一方面我們也可以看出，在多年的凍土地區，其自然環境是相對較為惡劣的，并且屬高寒地區，所以在施工橋涵的過程當中必須要減少勞動強度，更多的要應用機械化設備，把預制進行集中的拼裝化處理，所以，我們在橋涵施工時可以應用拼裝式的混凝土結構，從而可以達到設計的要求。在目前條件下，由于我國對這種橋涵結構已經積極的進行分析研究了，同時也應用在了一些設計施工當中，得到了良好的效果，也積累了一定的經驗.其中我們所應用的波紋管涵洞所表現出來的特點就是非常的具有柔性，可以應用在變形較大的地基當中，結構簡單，它所破壞的范圍也是較小的，并且施工也非常的簡便，但是如果應用這種結構時，在進行回填作業時的要求會相對的較困難，如果當地基發生下沉時，它就會導致排水功能的阻礙，如果要是把它埋入地下處理，由于長期會受到水以及土壤的侵蝕從而導致發生損壞現象，會存在一定的風險。

(2)由于在凍土地區一般很少建設橋梁結構的工程，所以從以往來看，并沒有全面的了解凍土地區的地形結構，橋涵施工是否可以適應凍脹以及發生融沉的問題，所以我們在對其進行設計時，最好應用簡支梁橋跨的結構，所以在施工以前必須要合理的確定橋涵的主要形式，施工的工期、造價以及它是否具有良好的耐久性等方面，都要進行全面的探究。我們在設計橋梁孔跨式樣時，必須要了解橋涵的性能是否會受到凍土的限制，確定樁的深度，所以我們可以看了，只有較少的橋墩才能減少樁數，同時也可以減少對凍土的擾動性，有利于方便施工，也可以保護環境，可以達到預期的效果。

2 設計橋涵的支架

我們在應用簡支梁施工設計時，由于它會長期的受到惡劣環境條件的影響，造成變應力的持續惡化，從而是這就會導致混凝土的強度受損，降低了它的安全性，如果是在溫度極低的條件下出現凍裂現象時，就極易產生損傷，安全得不到保障。

(1)地橋涵施工時，我們可以應用后張法的設計進行施工，由于混凝土梁管道會有壓漿的現象，所以再和簡支梁共同作用時會產生一定的關系，對此，我們經過長期的試驗探析出如果是應用壓漿技術進而可以有效的提高橋梁的耐久性，并且這種效果是非常明顯的。由于壓漿漿液所存在的水灰比是非常小的，所以它可以降低水的收縮力以及它的密度，再由管道進行真空處理后，這也會促使漿體進行不斷的流動，并且填回空隙當中，當全部抽出水泥漿中氣泡時，這也就提高了漿體的密實度，由此我們可以看出，在應用這種此工藝時它可以保障管道達到一定的密實度，也可以避免發生凍裂病害，提高橋涵的耐久性。

(2)如果我們應用一般的支梁支座時，由于施工量會較大，并且在養護方面也存在一定的困難，所以在最新研制支座當中，我們可以應用圓柱式的鋼支座，它具有良好的密封性，并且它的高度也較低，所以它的受力是非常好的，經深入的分析研究我們可以看出這種支座可以達到免維護的效果。

3 施工方法

如果在凍土地區進行涵洞的施工時，由于工程會較為分散，并且數量較大、所以在施工時我們為了可以降低對凍土的破壞，可以把涵洞作為施工基礎，再通過預制拼裝的設計方法，這樣不但可以減少勞動強度，也可以大范圍的應用機械設備，對環境也起到了一個保護的作用。

(1)從我國凍土地區的環境條件可以看出，一年當中只有暖和寒季兩種季節，所以如果要進行施工作業時，其條件就會受到很大的限制，如果是在寒季進行施工，那么不利于施工人員的因素就較多，所以暖季是最為適宜的，但是我們也可以看出，施工條件受限所以就必須要根據涵洞地基的具體情況而定，必須要選擇土質干燥，地段良好的月份進行施工作業，一般情況下，如果地表是較為濕潤和松軟的，那么在選擇地段時應在含冰量大的范圍之內，這就應該選擇在兩個季節相互交替的時間進行作業，由于在這個時期的地表沼澤化，地下冰也較厚，便于施工。然而，不管是選用哪種方法，都必須要降低暴露基坑的時間，有效合理的安排涵洞施工的具體時間，從而提高施工質量。

(2)由于高原地區的環境相對是較為惡劣的，所以在凍土地區的凍融會發生季節的交替現象，從而也就導致了在地表水中含有一定量的酸離子，并且在骨料當中也會存在一些堿性的物質，同時給局部地區造成了磨蝕的問題。由于一般的混凝土是沒有辦法達到長期的耐久性效果，所以，我們在長期的研究分析當中表明，必須應用的混凝土要具有低溫早強的作用，從而才能提高改善它的耐久性，施工當中也可結合高原地區的氣候條件，再應用了一些力學性能以及物理作用的影響下，只有應用高性能的混凝土才能提高它的孔結構，同時也可以加強它的抗凍性，以及改善它的循環次數。

(3)我們在設計橋涵時，由于在橋址的位置一般都是含冰量較高的凍土，所以它不具有良好的地質條件，如果應用墩群樁基礎作為基礎進行施工，那么它就無法忍受凍脹力所帶來的病害。此外，因為橋梁的高度會很低，所以承臺也無法滿足置在地面上，這就會提高工程的造價，對此，在橋涵設計時我們就必須要計算準確，從而達到施工要求。

4 結束語

由于在施工橋涵時，它的材料、結構以及在工藝方面都是較為便利的，同時也具有了良好的耐久性，所以這種結構是經常出現在施工當中的，但是必要不斷的提高它的結構特點，就要從它的結構以及材料、工藝技術、基礎類型等多個方面更為深入的分析研究，從而達到橋涵施工設計的要求以及確保它的質量安全。

［1］吳少海.青藏鐵路多年凍土區橋梁設計特點［J］.中國鐵路.2002(9).

［2］章金釗.高原多年凍土地區涵洞工程研究［J］.公路.2000(2).

［3］辛學忠.青藏鐵路橋梁結構形式和提高耐久性措施分析研究［J］橋梁建設.2003(2).