基于環(huán)保理念橋梁工程設(shè)計(jì)探討

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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(zhǎng)，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(tái)搭建、地基鉆孔、墩臺(tái)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(huì)改變所在地域的自然環(huán)境，對(duì)環(huán)境的影響主要為以下幾個(gè)方面。（1）自然環(huán)境擾動(dòng)。橋梁工程施工周期長(zhǎng)，作業(yè)面大，料場(chǎng)、施工機(jī)械存放場(chǎng)地、預(yù)制場(chǎng)、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(duì)原來生態(tài)平衡造成了很大的擾動(dòng)。（2）水環(huán)境污染。橋梁工程施工對(duì)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(zhǎng)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(wú)章，輻射出很大的噪音。施工噪音對(duì)施工人員，當(dāng)?shù)鼐用?，附近?dòng)物都造成了很大影響。（4）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(duì)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(zhǎng)。瀝青混凝土在加熱、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中等都會(huì)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(duì)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(dòng)物，植物的生長(zhǎng)發(fā)育，如果人長(zhǎng)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(huì)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?、氮氧化物、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(cè)量地質(zhì)勘察資料，對(duì)橋墩和橋臺(tái)的地勢(shì)要精準(zhǔn)測(cè)量，分析地質(zhì)情況，尤其是不良地質(zhì)。同時(shí)增強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)持力層的特性和承載力的把握。在地勢(shì)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(tái)，適應(yīng)地形，避免大填大挖對(duì)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(tái)、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(yíng)過程中出現(xiàn)滑移或下沉等問題。要合理地處理橋臺(tái)和路基的銜接情況。在山嶺重丘區(qū)，橋臺(tái)設(shè)計(jì)要根據(jù)地形情況設(shè)計(jì)為對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式和非對(duì)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(tái)設(shè)置為不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，縱向和橫向采用分級(jí)臺(tái)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(tái)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(tái)。在縱坡較陡的橋位處，宜采用一字形橋臺(tái)。在橫坡陡峭的橋位，以采用肋板式橋臺(tái)和柱式橋臺(tái)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(dòng)大小，避免剛度不協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)動(dòng)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(yáng)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(guó)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(duì)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)：

[1]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：JTGB01-2014[S].北京：人民交通出版社，2014.

[2]中華人民共和國(guó)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(duì)策研究[J].給水排水，2014（8）：33-36.

作者：米肖松 單位：中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司