高寒地区桥梁施工提升施工质量应用技术研究
徐茂林
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徐茂林,. 高寒地区桥梁施工提升施工质量应用技术研究[J]. 中国科学研究,202412. DOI:10.12721/ccn.2024.157326.
摘要: 现阶段,在我国高寒地区开展桥梁工程建设,对促进该区经济和社会发展具有重要意义。施工过程中,受诸多因素制约,使工程难度增大,所以,需要采取科学的控制手段,对桥梁施工中的各个关键节点进行有效的质量管理,全面控制施工安全,提高桥梁施工过程中的管理水平。
关键词: 高寒地区桥梁施工;提升施工质量;应用技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157326
基金资助:

引言

在桥梁施工过程中,由于施工环境的变化,施工质量的不稳定,施工工期紧张等因素的影响,在实际施工过程中仍面临着诸多问题与挑战。在此基础上,提出切实可行的解决办法与对策,进一步提高桥梁施工标准与质量管理标准。今后,还需进一步加强对桥梁施工技术的研究与应用,提高施工质量控制效率,完善桥梁施工标准与质量控制标准,促进我国桥梁施工的发展。

1提升桥梁施工质量控制技术应用

1.1冻土区桩基施工技术应用

在高寒地区的桥梁施工中,冻土区桩基施工技术是至关重要的一个环节。冻土环境下的土壤具有显著的季节性冻融特性,这对桩基的稳定性和持久性构成了巨大挑战。

例如,冻土的冻胀力可能导致桩基的位移,影响桥梁的结构安全。因此,需要研发和应用适合冻土环境的桩基施工技术,如采用热力学计算模型预测冻土的冻融行为,以精确控制桩基的入土深度和结构设计。

此外,可能需要采用特殊的预冻结技术,预先冻结桩基周围的土壤,减少冻胀对桩基的影响。

例如,在某高寒地区桥梁建设中,施工团队就成功应用了预冻结技术,确保了桩基在极端气候下的稳定性。同时,桩基材料的选择也至关重要,应选用具有高耐冻、耐腐蚀性能的材料,以延长桩基的使用寿命。

1.2结构防冻与保温技术应用

在高寒地区,结构防冻与保温技术是确保桥梁施工质量的关键。由于极端低温,建筑材料易受冻害,导致结构强度下降,如不采取有效措施,可能引发严重的工程安全问题。例如,混凝土在冻结过程中,内部会产生巨大的冰冻应力,长期冻融循环可使混凝土开裂,影响桥梁的耐久性。因此,研究和应用抗冻融性能优良的混凝土配方至关重要,这可能涉及使用特殊添加剂,以降低冰点,减少冰晶的生成,从而降低冻融对材料的破坏。同时,保温技术的应用也不可忽视。在设计阶段,应考虑采用保温层,以减少冷桥效应,确保桥梁主体结构在冬季能够保持相对稳定的温度。

例如,某高寒地区桥梁工程中,通过在混凝土内部设置保温材料,成功将冬季结构内部温度维持在冰点以上,显著提高了结构的抗冻能力。

此外,结合信息化技术,可以建立温度监测系统,实时获取结构内部和外部的温度数据,以便及时调整保温措施,防止温度骤变导致的结构损伤。通过模拟分析和实际数据对比,可以不断优化保温策略,实现对桥梁施工质量的精细化管理。

1.3高寒地区预应力混凝土施工技术应用

高寒地区的预应力混凝土施工技术是提升桥梁施工质量的关键环节。在高寒环境中,混凝土的凝结速度、强度发展以及耐久性都会受到严重影响。

例如,低温可能导致混凝土早期开裂,影响结构的完整性。因此,需要研究和开发适用于高寒环境的特殊混凝土配方,可能包括使用低热水泥、添加防冻剂或早强剂等,以确保在低温下混凝土仍能保持良好的工作性能和长期稳定性。

预应力施工过程中,应考虑冷缩和冻融循环对预应力损失的影响。例如,通过优化预应力筋的布置方式、采用低松弛钢丝或预应力混凝土的后张法施工,可以有效减少温度变化导致的预应力损失。同时,施工过程中应建立严格的温度监测和控制体系,以确保预应力的精确传递和保持。

此外,考虑到环境可持续性,预应力混凝土结构的设计应兼顾保温和防冻性能。可能的创新点包括开发具有自保温功能的混凝土材料,或者在结构中设置保温层,以降低冻融循环对结构的损害,延长桥梁的使用寿命。通过这些技术的综合应用,可以在保证施工质量的同时,实现环境与工程的和谐共生。

2施工材料与设备的适应性

2.1特殊工况下施工设备的改进与应用

在高寒地区桥梁施工中,特殊工况下施工设备的改进与应用显得尤为重要。由于极端低温和冻土环境,常规设备可能无法正常工作,导致施工效率降低和质量风险增加。

2.2抗冻耐寒建筑材料的选择标准

在高寒地区桥梁施工中,选择抗冻耐寒的建筑材料是确保工程质量的关键因素之一。这些材料必须具备在极端低温下保持结构稳定和耐久性的能力。选择标准通常包括材料的抗冻融循环能力、耐寒性指标以及长期冻土环境下的耐久性。

例如,混凝土的选择应考虑其抗冻等级,通常要求达到F50或以上,表示能在50次冻融循环后仍能保持其强度。此外,材料的热工性能也是重要标准,如采用低导热系数的材料,可以有效减少热量损失,防止内部结构因温度变化而产生应力。

2.3高寒地区专用混凝土配制技术

高寒地区专用混凝土配制技术是提升桥梁施工质量的关键环节。在高寒环境中,混凝土的凝结速度、强度发展以及耐久性都会受到严重影响。例如,极低的温度可能导致混凝土早期开裂,影响结构的稳定性。因此,需要研发特殊配方,以确保混凝土在恶劣环境下仍能保持良好的工作性能。这可能涉及使用低热水泥、添加防冻剂以及优化骨料级配,以降低冰冻-融化循环对混凝土结构的破坏。

例如,某研究项目中,通过调整混凝土配合比,成功将冰冻循环耐受次数提高了30%,显著提升了混凝土在冻土区的耐久性。同时,也需要借助计算机模拟和实验验证,不断优化混凝土性能,以适应高寒地区的特殊工况。

3提升施工质量的策略与建议

首先,我们需要深入研究高寒环境的特殊性,如低温对混凝土强度发展的影响,以及冻土层对地基稳定性的影响。这可能需要开发新的材料配方,如使用低热水泥或添加防冻剂,以确保混凝土在极端温度下的性能。

其次,施工过程中应采用先进的监测技术,如使用温度传感器实时监控混凝土的冷却速率,确保其在规定时间内达到足够的强度。同时,风险管理也至关重要,如,通过建立冻融循环预测模型,可以预测并预防可能的冻融破坏,如某桥梁施工中采取的类似措施。

最后,利用信息化技术进行质量管理是提升施工质量的重要手段。通过建立BIM系统,可以实现施工过程的可视化管理,及时发现并解决质量问题。同时,结合大数据分析,可以对历史项目数据进行挖掘,找出影响质量的关键因素,为未来项目提供决策支持。

4结束语

综上所述,如何兼顾环境可持续发展和施工质量平衡是高寒地区桥梁建设的关键。一方面,高海拔环境下的冻土、季节冻融等自然条件对施工材料及结构的稳定性提出了严峻的挑战,如不采取有效措施,将严重影响桥梁的服役寿命与安全。另一方面,我们也要认识到高质量建设并非意味着过度破坏环境,而是追求绿色施工技术,如使用对环境影响小的混凝土及抗冻建材,以降低碳排放与资源消耗。在管理层次上,采用信息化技术,可实现对施工过程的精确监控,及时发现和解决可能影响施工质量的问题,并定量评价环境影响,保证施工活动在满足质量要求的前提下最大限度地减少对生态环境的影响。

参考文献

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