城市中的高架桥是如何建造的?怎么才能让它坚固耐用呢?
在建造之前,工程师会使用专业设备对地面进行详细勘查,以及对土壤的性质、地质结构以及地下水位等因素进行全面评估,从而找到最适合建造桥墩的地基位置。
确定好位置后,工人使用螺旋钻孔机进行钻孔作业,一直钻到坚硬的基岩层。这一步骤至关重要,因为坚实的基岩层能够为整个桥墩提供稳定的支撑,确保桥梁在长期使用中不会发生不均匀沉降。
接着,通过吊车将预先制作好的钢筋框架放入孔洞内,随后用搅拌车将混凝土浇筑到钢筋框架中,完成桥柱的浇筑。钢筋框架通常在工厂中预制,以保证其质量和精度,然后运输到施工现场进行安装。混凝土浇筑过程中,工人需要严格按照配合比进行操作,确保混凝土的强度和耐久性。
接下来就是建造筏板,工人会在桥柱周围安装大量的钢筋结构,并在筏板的中心位置安装一个钢结构的桥墩,然后使用混凝土对筏板进行浇筑。由于桥墩通常较高,需要使用混凝土泵车将混凝土缓慢地输送到高处进行浇筑,其他桥墩也采用相同的方法建造。
高架桥的桥面一般采用箱梁结构,这种箱梁都是提前预制好的。制作箱梁的模具两侧装有液压千斤顶,可以灵活移动。在建造箱梁时,工人会将制作好的钢结构放置在模具上,然后进行密封处理,接着向模具内部浇筑混凝土。混凝土固化后,拆除模具,一块箱梁就制作完成了。
仔细观察箱梁会发现,上面有许多突出的长方形结构和一些孔洞,这些在架设箱梁时会派上用场。箱梁的预制过程需要严格控制混凝土的配合比和振捣质量,以确保箱梁的强度和密实度。此外,模具的精度也直接影响到箱梁的尺寸和形状,因此模具在使用前需要进行精确的校准。
这么大的箱梁是如何架设的呢?这就需要一台架桥机来完成,架桥机有 4 条腿,在架设时,最开始架桥机的前腿和后腿位于两座桥墩上。工人将箱梁运输到指定位置后,架桥机的吊装装置与箱梁对接,然后将箱梁吊装到相应位置进行组装。当一节桥梁架设完成后,架桥机的后腿移动到已架设好的桥面上进行支撑。
接着,松开后腿,将其移动到后腿旁边的位置并支撑好,后腿返回原位,操作机器使主梁向前移动,直到前腿可以支撑到另一个桥墩上。然后,后腿向前移动到相应位置,前腿也移动到另一个桥墩上并支撑好,吊装装置前移,主梁再次向前移动。直到吊装装置位于两座桥墩之间后,使用吊装装置将箱梁吊起并对接,整个过程不断循环,直至桥面全部架设完成。
在箱梁对接前,工人会在对接处涂抹一层环氧树脂材料,以确保连接的牢固性。左边箱梁的表面有凸起的长方体和圆柱,而右边箱梁对应位置则是凹陷的,这样凸起和凹陷可以完美对接。
所有箱梁对接完成后,桥面会预留一块空隙,这是工程师特意设计的,用于最后的填补。工人使用钢筋填补空隙,再浇筑混凝土。
在箱梁内部,工人通过预留的孔洞安装许多钢缆。混凝土在受压时能承受很大压力,但在受拉时容易破裂。桥面在承受压力时会受到拉伸应力,因此在箱梁内部安装钢缆,通过液压千斤顶将钢缆拉伸绷紧,然后裁剪掉多余部分。最后在预留孔道中灌注水泥浆,使钢缆与混凝土形成一个整体,从而增强桥梁的坚固性和耐用性。
两节桥面之间还会安装伸缩缝,伸缩缝中的绿色部分可以来回移动,上面的滑动块限制桥面在一定范围内移动,连接的薄板在桥面发生移动时起到缓冲和保护作用。这样一来,伸缩缝既能适应桥面的热胀冷缩,又能保证车辆行驶的平稳性。
高架桥建好之后,相关部门通常会在桥墩下面种一些爬藤植物,比如爬山虎。它们覆盖桥墩后能减轻风化侵蚀,夏天的时候还能均衡钢筋混凝土的温度,延长桥墩的使用寿命。
从桥墩的建造,到桥面的架设和加固,再到维护,每一个环节都凝聚着工程师和工人的智慧与汗水。通过精密的设计和施工,高架桥才能在城市中屹立不倒,为人们的出行提供便利。