港珠澳大桥打生桩事件(大海那么深)
12月18日下午3时36分许,湖北省鄂州市王边村境内的大广高速花湖互通D匝道一段500米长的桥面(跨空匝道桥梁)侧翻,已发现4辆车辆坠落事故。截至当日下午5时,事故造成3人死亡4人受伤。
关于这种单柱式桥墩引发的桥梁事故已经屡见不鲜。包括2012年8月24日5时许,哈尔滨三环路群力高架桥洪湖路坍塌事件,以及2019年10月10日18时10分许,312国道K135处、锡港路上跨桥发生桥面侧翻事故等等。到底是桥梁设计问题,还是因为货车超载问题,责任我们不过多分析。因为一次又一次桥梁被压塌和侧翻事故,各类桥梁一次又一次映入我们眼帘之中。
中国的基建和中国制造业突飞猛进,被网友誉为世界“基建狂魔” 。我国各式各样桥梁层出不穷, 近年来在中国的江河大海上,一个又一个“世界之最”的桥梁正在如火如荼地建设,桥梁数量最多、跨度最大,中国已成为世界第一桥梁大国。代表桥梁有:钱塘江大桥、沪通长江大桥、北盘江大桥、港珠澳大桥等等。
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说起中国桥梁建设,茅以升先生是绕不开的话题。茅以升先生曾主持修建了中国人自己设计并建造的第一座现代化大型桥梁——钱塘江大桥,他采用“射水法”、“沉箱法”、“浮远法”等,解决了建桥中的一个个技术难题,钱塘江大桥既是我国桥梁建筑史上的一座里程碑,又是我国桥梁工程师的摇篮。新中国成立后,他又参与设计了武汉长江大桥等等。
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目前全球最长跨海大桥——港珠澳大桥,主体桥梁在2016年国庆节前夕正式贯通,令国人振奋。其是中国境内一座连接香港、广东珠海和澳门的桥隧工程,位于中国广东省珠江口伶仃洋海域内。港珠澳大桥长达55公里,平均海水深度37米的港珠澳大桥桥墩,总共有224根桥墩。而我们未来的台海大桥、海南岛跨海大桥、渤海烟大跨海大桥等等都面临同样的问题,大海那么深,跨海大桥的桥墩是怎么打下去的呢?
首先、我们看一下世界上最著名的十座跨海大桥分别是:中国港珠澳大桥、中国胶州湾大桥、日本濑户大桥、美国切萨皮克湾跨海大桥、中国杭州湾跨海大桥、中国东海大桥、法赫德国王大桥、中国金塘大桥、丹麦大贝尔特桥、厄勒海峡大桥。
第二、世界各国桥梁的结构
1、上部结构,极为桥垮结构;
2、下部结构,包括桥墩、桥台和基础;
3、支座;
4、附属设施,包括桥面铺装、排水防水系统、栏杆(或防撞栏杆)、伸缩缝及灯光照明等。
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其中,梁桥桥墩的主要型式有七种:
①重力式桥墩;
②钢筋泥凝土薄壁桥墩;
③V型桥墩和Y型桥墩;
④桩(柱)式桥墩;
⑤柔性排架桩墩;
⑥轻型桥墩;
⑦带破冰棱的桥墩:
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因此,桥墩成为了整个跨海大桥的重中之重,桥墩的承载力对于桥梁安全至关重要,其选址要经过非常严谨的考察,如地形、地质、水位等。而根据这些因素,每个桥墩的建造都会采取不一样的方法。那么跨海大桥的桥墩是如何打下去的呢?目前世界上一般有三个方法:即围堰法、沉箱法、打桩法。
一、围堰法
围堰法就是把墩柱区域围起来,然后把水抽干净,再让工人、机器下去挖图、打桩等等。
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二、沉箱法
沉箱法就是通过一种有顶无底的特殊沉箱结构体,先把它运送到桥墩施工地点上面,然后控制箱内压载水量,使这个特殊箱子下沉到海底,然后再输入高压空气,这样就可以阻止地下水进入沉箱内。
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三、打桩法
打桩法需要用到打桩船,在船上甲板安装打桩机,打桩机可以前俯后仰,满足打桩的需求。
上面两种方法适用于浅水区,到深水区的地方根本用不了,这个时候就可以用打桩法,我国的港珠澳大桥就是使用这种方法。
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一般打桩法又分打入桩、压入桩、旋入桩和振沉桩四种类型:
1、打入桩
打入桩是靠机具动力冲击将桩体挤入地基土中的。古代木桩都是人工打入的,而现代打入桩则采用各种专门打桩机械,如柴油锤打桩机等。
为了减少震动,尤其克服较大的沉桩阻力,先在地基桩位处钻一浅孔或较细的桩孔,然后再将桩体打入。这在打桩遇到局部硬土层或透镜体面难以穿越时常有采用。
2、压入桩
压入桩是靠专门的压桩机以静力将预制桩体压挤入地基中。压入法施工几乎不存在打入桩那样的振动与噪声等问题,但沉桩能力小于打入法,因而适用于对桩承载力要求不很高的情况,如既能建筑物基础的托换加固等。
3、旋入桩
旋入桩是在桩端处设一螺旋板,利用外部机械的扭力将其逐渐转入地基中。这种桩的桩身断面一般较小,而螺旋板相对较大,在旋入施工过程中对桩侧土体的扰动较大,因而主要靠桩端螺旋板承担桩体轴向的压力或拉力。
4、振沉桩护筒设置及桩机定位:
振沉桩即振动沉入桩,利用振动沉桩机械的上下振动作而将预制桩沉入地基中。这种施工方法基本上介于打入法与压入法之间。
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关于打桩,不得不提的是吹沙填海的技术也是打桩的一种方法。
“吹沙填海”是在一定的海域打桩后用沙袋将该海域圈围起来,再用工程船的压力泵及管线将圈外海底的泥沙和海水一起“吹”进目标圈,淤积成陆。而中国近年的吹填技术发展快,不逊日、荷等国,插入式箱筒型基础防波堤结构优势很强,挖泥船里天鲸号亚洲第一,打桩船的钻深发展更快,为跨海工程提供了便利条件。
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结束语,通过讲解,不知道大家是否了解建桥打桩的方式了呢。
原创作品,谢谢阅读。
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