城市中的高架橋是如何建造的?怎麼才能讓它堅固耐用呢?
在建造之前,工程師會使用專業設備對地面進行詳細勘查,以及對土壤的性質、地質結構以及地下水位等因素進行全面評估,從而找到最適合建造橋墩的地基位置。
確定好位置後,工人使用螺旋鑽孔機進行鑽孔作業,一直鑽到堅硬的基岩層。這一步驟至關重要,因為堅實的基岩層能夠為整個橋墩提供穩定的支撐,確保橋樑在長期使用中不會發生不均勻沉降。
接着,通過吊車將預先製作好的鋼筋框架放入孔洞內,隨後用攪拌車將混凝土澆築到鋼筋框架中,完成橋柱的澆築。鋼筋框架通常在工廠中預製,以保證其質量和精度,然後運輸到施工現場進行安裝。混凝土澆築過程中,工人需要嚴格按照配合比進行操作,確保混凝土的強度和耐久性。
接下來就是建造筏板,工人會在橋柱周圍安裝大量的鋼筋結構,並在筏板的中心位置安裝一個鋼結構的橋墩,然後使用混凝土對筏板進行澆築。由於橋墩通常較高,需要使用混凝土泵車將混凝土緩慢地輸送到高處進行澆築,其他橋墩也採用相同的方法建造。
高架橋的橋面一般採用箱梁結構,這種箱梁都是提前預製好的。製作箱梁的模具兩側裝有液壓千斤頂,可以靈活移動。在建造箱梁時,工人會將製作好的鋼結構放置在模具上,然後進行密封處理,接着向模具內部澆築混凝土。混凝土固化後,拆除模具,一塊箱梁就製作完成了。
仔細觀察箱梁會發現,上面有許多突出的長方形結構和一些孔洞,這些在架設箱梁時會派上用場。箱梁的預製過程需要嚴格控制混凝土的配合比和振搗質量,以確保箱梁的強度和密實度。此外,模具的精度也直接影響到箱梁的尺寸和形狀,因此模具在使用前需要進行精確的校準。
這麼大的箱梁是如何架設的呢?這就需要一台架橋機來完成,架橋機有 4 條腿,在架設時,最開始架橋機的前腿和後腿位於兩座橋墩上。工人將箱梁運輸到指定位置後,架橋機的吊裝裝置與箱梁對接,然後將箱梁吊裝到相應位置進行組裝。當一節橋樑架設完成後,架橋機的後腿移動到已架設好的橋面上進行支撐。
接着,鬆開後腿,將其移動到後腿旁邊的位置並支撐好,後腿返回原位,操作機器使主梁向前移動,直到前腿可以支撐到另一個橋墩上。然後,後腿向前移動到相應位置,前腿也移動到另一個橋墩上並支撐好,吊裝裝置前移,主梁再次向前移動。直到吊裝裝置位於兩座橋墩之間後,使用吊裝裝置將箱梁吊起並對接,整個過程不斷循環,直至橋面全部架設完成。
在箱梁對接前,工人會在對接處塗抹一層環氧樹脂材料,以確保連接的牢固性。左邊箱梁的表面有凸起的長方體和圓柱,而右邊箱梁對應位置則是凹陷的,這樣凸起和凹陷可以完美對接。
所有箱梁對接完成後,橋面會預留一塊空隙,這是工程師特意設計的,用於最後的填補。工人使用鋼筋填補空隙,再澆築混凝土。
在箱梁內部,工人通過預留的孔洞安裝許多鋼纜。混凝土在受壓時能承受很大壓力,但在受拉時容易破裂。橋面在承受壓力時會受到拉伸應力,因此在箱梁內部安裝鋼纜,通過液壓千斤頂將鋼纜拉伸繃緊,然後裁剪掉多餘部分。最後在預留孔道中灌注水泥漿,使鋼纜與混凝土形成一個整體,從而增強橋樑的堅固性和耐用性。
兩節橋面之間還會安裝伸縮縫,伸縮縫中的綠色部分可以來回移動,上面的滑動塊限制橋面在一定範圍內移動,連接的薄板在橋面發生移動時起到緩衝和保護作用。這樣一來,伸縮縫既能適應橋面的熱脹冷縮,又能保證車輛行駛的平穩性。
高架橋建好之後,相關部門通常會在橋墩下面種一些爬藤植物,比如爬山虎。它們覆蓋橋墩後能減輕風化侵蝕,夏天的時候還能均衡鋼筋混凝土的溫度,延長橋墩的使用壽命。
從橋墩的建造,到橋面的架設和加固,再到維護,每一個環節都凝聚着工程師和工人的智慧與汗水。通過精密的設計和施工,高架橋才能在城市中屹立不倒,為人們的出行提供便利。