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摘要:在現(xiàn)代化橋梁設(shè)計(jì)中,越來越重視環(huán)保因素,提倡保護(hù)自然和生態(tài)平衡。基于此,通過介紹公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)保設(shè)計(jì)理念,指出橋梁工程所涉及的環(huán)保問題,且探討了在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取哪些措施充分體現(xiàn)環(huán)保設(shè)計(jì),望能為日后相關(guān)工作提供借鑒。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;環(huán)保;橋梁設(shè)計(jì)
1橋梁工程的環(huán)保問題
橋梁是跨越河流、海洋、峽谷、道路、鐵路或其他障礙物的建筑物,橋梁工程使用壽命長,在橋梁建設(shè)過程中,涉及到土方開挖和回填、石方爆破、施工平臺搭建、地基鉆孔、墩臺灌注、材料和構(gòu)件運(yùn)輸、吊裝等,需要大量的重型機(jī)械和大量的建筑材料。橋梁工程建設(shè)必然會改變所在地域的自然環(huán)境,對環(huán)境的影響主要為以下幾個(gè)方面。(1)自然環(huán)境擾動。橋梁工程施工周期長,作業(yè)面大,料場、施工機(jī)械存放場地、預(yù)制場、施工便道、生活區(qū)等占用大量的土地,從而破壞了植被、造成水土流失和環(huán)境污染,對原來生態(tài)平衡造成了很大的擾動。(2)水環(huán)境污染。橋梁工程施工對水環(huán)境的污染主要來源于施工過程中泥渣鉆漿污水、施工機(jī)械的含油污水和生活污水。這些污水向河流隨意排放將直接影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳睿绊懥饔蚋浇参锛八锏纳L環(huán)境。(3)聲環(huán)境污染。橋梁工程施工過程中,往往上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)中不同的工序和工作面同時(shí)展開。運(yùn)輸材料的自卸車、開挖基礎(chǔ)的裝載機(jī)和挖掘機(jī)、混凝土拌和設(shè)備、壓路機(jī)、鋼筋切割機(jī)、鉆孔的鉆機(jī)等各種機(jī)械發(fā)出的轟鳴聲,聲強(qiáng)和聲頻雜亂無章,輻射出很大的噪音。施工噪音對施工人員,當(dāng)?shù)鼐用?,附近動物都造成了很大影響。?)大氣環(huán)境污染。橋梁施工中的大氣污染主要為施工揚(yáng)塵、瀝青煙和機(jī)械廢氣。施工揚(yáng)塵主要來自基坑開挖、土地平整等土方施工,水泥、石灰、粉煤灰等粒料類材料運(yùn)輸,灰土拌和、混凝土拌和等施工過程及各種機(jī)械行駛過程。施工揚(yáng)塵對施工工人和當(dāng)?shù)鼐用竦暮粑到y(tǒng)造成較大的傷害,同時(shí)揚(yáng)塵飄落在植物上,直接影響植物的光合作用和成長。瀝青混凝土在加熱、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中等都會釋放大量的瀝青煙塵。瀝青煙塵是一種特殊的污染物質(zhì),主要由液態(tài)烴類顆粒物和氣態(tài)烴類衍生物組成,所含的多環(huán)芳烴(如苯并芘)對人體危害很大,這些物質(zhì)造成環(huán)境污染,嚴(yán)重影響人、動物,植物的生長發(fā)育,如果人長期處于瀝青煙塵污染的環(huán)境中,可引起呼吸道和皮膚等疾病,同時(shí)誘發(fā)癌癥。主要以柴油和汽油為燃料的施工機(jī)械在施工時(shí)會產(chǎn)生大量的廢氣。機(jī)械廢氣中的有害有毒物質(zhì)主要為一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸?、二氧化硫及含鉛化合物微粒及碳煙粒。
2基于環(huán)保理念的橋梁工程設(shè)計(jì)
2.1橋型設(shè)計(jì)
橋梁型式的選擇應(yīng)需充分考慮橋址處的自然環(huán)境、地形條件和地質(zhì)條件。在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前要加強(qiáng)收集和充分研究測量地質(zhì)勘察資料,對橋墩和橋臺的地勢要精準(zhǔn)測量,分析地質(zhì)情況,尤其是不良地質(zhì)。同時(shí)增強(qiáng)對基礎(chǔ)持力層的特性和承載力的把握。在地勢起伏不大的平原地區(qū),宜優(yōu)先選用連續(xù)梁和剛構(gòu)橋,視覺效果較好。在山嶺重丘區(qū),通航要求和水文狀況一般不是橋梁選型和布跨的主要控制因素,而地形和地質(zhì)情況為主要因素。山嶺重丘區(qū)橋型的設(shè)計(jì)在地質(zhì)條件合理的前提下必須滿足地形的要求,合理布設(shè)墩臺,適應(yīng)地形,避免大填大挖對自然地形環(huán)境的影響。山區(qū)橋型宜采用拱橋和斜腿剛構(gòu)等。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮橋梁在壽命周期內(nèi)的荷載情況,外界環(huán)境因素及其變化,自身承載能力和耐久性的退化,正確進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析,做好結(jié)構(gòu)計(jì)算,進(jìn)行結(jié)構(gòu)幾何要素,鋼筋配置等合理的設(shè)計(jì),保證橋梁的強(qiáng)度,耐久性和安全性。橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,應(yīng)在分析地形和地質(zhì)情況的前提下,保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與橋臺、橋墩的設(shè)計(jì)相適應(yīng)。橋梁基礎(chǔ)種類較多,常見的基礎(chǔ)形式有樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、擴(kuò)大基礎(chǔ)和管柱基礎(chǔ)等。只有正確選用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),才能避免橋體在施工過程或運(yùn)營過程中出現(xiàn)滑移或下沉等問題。要合理地處理橋臺和路基的銜接情況。在山嶺重丘區(qū),橋臺設(shè)計(jì)要根據(jù)地形情況設(shè)計(jì)為對稱的結(jié)構(gòu)形式和非對稱的結(jié)構(gòu)形式。若基礎(chǔ)的持力層滿足擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí),可將橋臺設(shè)置為不對稱的結(jié)構(gòu)形式,縱向和橫向采用分級臺階基礎(chǔ),減少開挖。當(dāng)基礎(chǔ)承載力較低,穩(wěn)定性較差時(shí),為避免大量的開挖造成邊坡失穩(wěn),宜采用部分高樁結(jié)構(gòu)的承臺基礎(chǔ)。在地形平緩、巖層變化不大的橋位,宜優(yōu)先選用“U”形橋臺。在縱坡較陡的橋位處,宜采用一字形橋臺。在橫坡陡峭的橋位,以采用肋板式橋臺和柱式橋臺相結(jié)合的形式。山嶺重丘區(qū)設(shè)計(jì)橋墩時(shí),一般采用樁柱式橋墩,基礎(chǔ)采用圓形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)孛鏅M坡陡峭時(shí),墩柱底一般不設(shè)置系梁,當(dāng)必須設(shè)置時(shí),樁基系梁也不宜全部嵌入地面以下,應(yīng)采用邊坡外側(cè)高樁。
2.3附屬設(shè)施設(shè)計(jì)
橋梁的附屬設(shè)施設(shè)計(jì)包括伸縮縫系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)不僅影響自然環(huán)境、還影響橋梁主體的耐久性,甚至引發(fā)安全事故。伸縮縫設(shè)置主要考慮主梁剛度協(xié)調(diào)及轉(zhuǎn)動大小,避免剛度不協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)動受限引起橋梁局部損害后的滲水和跳車噪音。照明設(shè)計(jì)宜優(yōu)先采用太陽能、風(fēng)能等燈具,實(shí)現(xiàn)了環(huán)保功能。排水設(shè)置不僅要考慮設(shè)置足夠多排水管的傳統(tǒng)設(shè)計(jì),還要考慮在環(huán)保約束條件下以管道排水為主、護(hù)欄側(cè)面排水為輔的復(fù)合型排水方案[3]。
3結(jié)論
目前我國橋梁建設(shè)進(jìn)度突飛猛進(jìn),但同時(shí)也帶來越來越多的環(huán)境問題,橋梁工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響將不容忽視。分析橋梁工程所涉及的環(huán)保問題,在橋梁設(shè)計(jì)階段充分考慮環(huán)境保護(hù)因素,采用必要的措施減少環(huán)境污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的意義。因此需要橋梁設(shè)計(jì)工作者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),逐步提升設(shè)計(jì)水平,促進(jìn)橋梁工程建設(shè)與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。
參考文獻(xiàn):
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[2]中華人民共和國交通運(yùn)輸部.公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范:JTGB04-2010[S].北京:人民交通出版社,2010.
[3]尹江華.環(huán)保約束下高速公路特大橋排水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)問題及對策研究[J].給水排水,2014(8):33-36.
作者:米肖松 單位:中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司