高原公路多年冻土区桥涵设计与施工

■曹俊武 ■青海交通职业技术学院，青海 西宁 810000

目前，我国公路建设已经得到了快速的发展，但在研究冻土地区的桥涵设计以及对它的施工要求仍存在一些问题，所以我们在研究涵洞试验的过程当中对其设计理论以及施工方法提出了一些新的想法。在多年冻土地区进行桥涵的施工作业时，首先必须要做好桥梁的基础施工，一般可以应用插入桩或者是灌注桩的方法，由于这两种方法在操作时相对简便，并且干扰小，有助于快速回冻等优点。因为桥涵工程在完工后的一段时间内会经常出现破坏等问题，所以在进行施工时应避免大气热的介入，可以应用低温或是具有耐久性较强的混凝土进行保护。

1 桥涵的主要形式

(1)我国的多年冻土地区由于它有着非常广泛的面积，并且涵洞的数量也非常多，这也就突显了一个问题，那就是地质条件会存在很大的差异性，由此可见，施工桥涵的关键因素就是对它的设计问题。在近些年以来，由于我们多见的桥涵病害具有很多的属性，所以在选用材料时必须要应用那些具有较强变形能力的结构，从而可以满足设计的要求。从另一方面我们也可以看出，在多年的冻土地区，其自然环境是相对较为恶劣的，并且属高寒地区，所以在施工桥涵的过程当中必须要减少劳动强度，更多的要应用机械化设备，把预制进行集中的拼装化处理，所以，我们在桥涵施工时可以应用拼装式的混凝土结构，从而可以达到设计的要求。在目前条件下，由于我国对这种桥涵结构已经积极的进行分析研究了，同时也应用在了一些设计施工当中，得到了良好的效果，也积累了一定的经验.其中我们所应用的波纹管涵洞所表现出来的特点就是非常的具有柔性，可以应用在变形较大的地基当中，结构简单，它所破坏的范围也是较小的，并且施工也非常的简便，但是如果应用这种结构时，在进行回填作业时的要求会相对的较困难，如果当地基发生下沉时，它就会导致排水功能的阻碍，如果要是把它埋入地下处理，由于长期会受到水以及土壤的侵蚀从而导致发生损坏现象，会存在一定的风险。

(2)由于在冻土地区一般很少建设桥梁结构的工程，所以从以往来看，并没有全面的了解冻土地区的地形结构，桥涵施工是否可以适应冻胀以及发生融沉的问题，所以我们在对其进行设计时，最好应用简支梁桥跨的结构，所以在施工以前必须要合理的确定桥涵的主要形式，施工的工期、造价以及它是否具有良好的耐久性等方面，都要进行全面的探究。我们在设计桥梁孔跨式样时，必须要了解桥涵的性能是否会受到冻土的限制，确定桩的深度，所以我们可以看了，只有较少的桥墩才能减少桩数，同时也可以减少对冻土的扰动性，有利于方便施工，也可以保护环境，可以达到预期的效果。

2 设计桥涵的支架

我们在应用简支梁施工设计时，由于它会长期的受到恶劣环境条件的影响，造成变应力的持续恶化，从而是这就会导致混凝土的强度受损，降低了它的安全性，如果是在温度极低的条件下出现冻裂现象时，就极易产生损伤，安全得不到保障。

(1)地桥涵施工时，我们可以应用后张法的设计进行施工，由于混凝土梁管道会有压浆的现象，所以再和简支梁共同作用时会产生一定的关系，对此，我们经过长期的试验探析出如果是应用压浆技术进而可以有效的提高桥梁的耐久性，并且这种效果是非常明显的。由于压浆浆液所存在的水灰比是非常小的，所以它可以降低水的收缩力以及它的密度，再由管道进行真空处理后，这也会促使浆体进行不断的流动，并且填回空隙当中，当全部抽出水泥浆中气泡时，这也就提高了浆体的密实度，由此我们可以看出，在应用这种此工艺时它可以保障管道达到一定的密实度，也可以避免发生冻裂病害，提高桥涵的耐久性。

(2)如果我们应用一般的支梁支座时，由于施工量会较大，并且在养护方面也存在一定的困难，所以在最新研制支座当中，我们可以应用圆柱式的钢支座，它具有良好的密封性，并且它的高度也较低，所以它的受力是非常好的，经深入的分析研究我们可以看出这种支座可以达到免维护的效果。

3 施工方法

如果在冻土地区进行涵洞的施工时，由于工程会较为分散，并且数量较大、所以在施工时我们为了可以降低对冻土的破坏，可以把涵洞作为施工基础，再通过预制拼装的设计方法，这样不但可以减少劳动强度，也可以大范围的应用机械设备，对环境也起到了一个保护的作用。

(1)从我国冻土地区的环境条件可以看出，一年当中只有暖和寒季两种季节，所以如果要进行施工作业时，其条件就会受到很大的限制，如果是在寒季进行施工，那么不利于施工人员的因素就较多，所以暖季是最为适宜的，但是我们也可以看出，施工条件受限所以就必须要根据涵洞地基的具体情况而定，必须要选择土质干燥，地段良好的月份进行施工作业，一般情况下，如果地表是较为湿润和松软的，那么在选择地段时应在含冰量大的范围之内，这就应该选择在两个季节相互交替的时间进行作业，由于在这个时期的地表沼泽化，地下冰也较厚，便于施工。然而，不管是选用哪种方法，都必须要降低暴露基坑的时间，有效合理的安排涵洞施工的具体时间，从而提高施工质量。

(2)由于高原地区的环境相对是较为恶劣的，所以在冻土地区的冻融会发生季节的交替现象，从而也就导致了在地表水中含有一定量的酸离子，并且在骨料当中也会存在一些碱性的物质，同时给局部地区造成了磨蚀的问题。由于一般的混凝土是没有办法达到长期的耐久性效果，所以，我们在长期的研究分析当中表明，必须应用的混凝土要具有低温早强的作用，从而才能提高改善它的耐久性，施工当中也可结合高原地区的气候条件，再应用了一些力学性能以及物理作用的影响下，只有应用高性能的混凝土才能提高它的孔结构，同时也可以加强它的抗冻性，以及改善它的循环次数。

(3)我们在设计桥涵时，由于在桥址的位置一般都是含冰量较高的冻土，所以它不具有良好的地质条件，如果应用墩群桩基础作为基础进行施工，那么它就无法忍受冻胀力所带来的病害。此外，因为桥梁的高度会很低，所以承台也无法满足置在地面上，这就会提高工程的造价，对此，在桥涵设计时我们就必须要计算准确，从而达到施工要求。

4 结束语

由于在施工桥涵时，它的材料、结构以及在工艺方面都是较为便利的，同时也具有了良好的耐久性，所以这种结构是经常出现在施工当中的，但是必要不断的提高它的结构特点，就要从它的结构以及材料、工艺技术、基础类型等多个方面更为深入的分析研究，从而达到桥涵施工设计的要求以及确保它的质量安全。

［1］吴少海.青藏铁路多年冻土区桥梁设计特点［J］.中国铁路.2002(9).

［2］章金钊.高原多年冻土地区涵洞工程研究［J］.公路.2000(2).

［3］辛学忠.青藏铁路桥梁结构形式和提高耐久性措施分析研究［J］桥梁建设.2003(2).