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摘要:针对道路桥梁的特点,对公路路基施工技术进行分析;以湾塘河大桥建设工程为例,对钢桁梁架设过程中的施工关键技术进行分析。
关键词:公路路基;公路桥梁;钢桁梁架设;施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
0引言
在不同的地理环境条件下,对公路施工技术有很大影响,特别像西南地区,有着独特的地理环境,在施工时会遇到与平原公路不同的环境因素和地质因素。山区公路经过的地势陡峭,沟壑纵横,地表土层较浅,岩石风化严重,山体不稳定因素较多,因而,隧道和桥梁成为西南公路的一大特点,也是施工中的一大技术难题。
1公路路基施工技术
1.1 深路开挖技术
深路开挖采用装载机配合挖掘机作业,采用通道式纵挖法施工,即开挖时采用“分层纵挖法”自上而下分层进行,每层先从中间挖出一条通道,探明地质情况。路堑较深处,在地层分界处设置平台。开挖深度较小时,可采用推土机作业。对开挖深度较大、路堑较长路基挖方段,宜采用纵向分层开挖的方法,每层先开挖一条通道,保证施工机械和运输车辆的通行,然后将通道向两侧拓宽至路基全宽,再挖下层通道,每挖2~3m应对边坡进行修整。对挖掘机无法开挖的土层可采用浅孔爆破法或深孔松动爆破法进行施工。可以用手提式凿岩机打孔,但不宜采用大爆破,以免影响路基稳定。
1.2 软土路基施工技术
当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌或边成孔边下套管,或成孔后下套管;含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵寒,应打一孔,填一孔;当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3~4 锤;根据试验测定的密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌合均匀,并控制其含量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合;夯锤重不宜小于100kg;锤型以梨型或枣核型较合适,有利于夯实边缘土,不宜采用平头夯锤,落距一般应大于2m;如地下水位较高,应降低水位后再回填夯实。灰土要按配合比称量,搅拌要均匀,干湿要适度;每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致,施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
1.3 公路路基的填料和压实
1.3.1路基填料与路基压实
路基填料,高速公路和一级公路路面底以下0~30cm 的路床填料CBR 值应大于8,当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。
路基压实,普遍采用大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm 部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
2公路桥梁施工技术
以湾塘河大桥建设工程为例,对钢桁梁架设施工技术进行分析。湾塘河大桥为一座主跨1 088 m 的单跨双铰钢桁梁悬索桥。钢桁梁宽28 m, 高10 m, 全桥共98 个标准节间和2 个端部节间, 标准节间长10. 8 m、重约110 t ( 含平联) 。桥址两岸地势陡峭, 峡谷宽约2 000 m, 深切达600 m,桥面距谷底约370 m, 一般悬索桥主梁架设方法不适用于该桥施工。
2.1.1 钢桁梁架设施工技术难点
大桥钢桁梁架设过程中,为适应悬索结构的大位移,降低钢桁梁及吊索在安装阶段的内力,需要在钢桁梁上沿纵向设置临时铰。为便于架设过程中桥面吊机行走,临时铰不宜设置过多,经比选,沿钢桁梁纵向设置4 个临时铰。钢桁梁架设由桥塔向跨中方向推进,每个节段架设2个节间钢桁梁,1个标准安装节段i的安装流程为:(A)桥面吊机位于i- 1节段前端,依次安装i 节段2个节间的主纵桁梁,主横桁架,上、下平联杆件;(B)采用牵引提升装置, 安装i节段2个节间的4对吊索;(C)铺装i节段部分正交异性桥面板;(D)桥面吊机前移到i节段前端, 准备安装i+ 1节段,循环安装直至钢桁梁合龙。
在钢桁梁的架设过程中, 存在桥面吊机过铰、钢桁梁提升牵引及结构内力控制、临时铰合龙及合龙段合龙等技术难点,施工控制人员针对这些技术问题进行了分析与研究,在施工过程中予以重点监控。
2.1.3桥面吊机过铰
钢桁梁架设阶段结构线形、内力变化较大,为释放施工过程中由于逐段刚接法施工产生的较大结构内力, 在预测的梁段采用上弦铰接、其余部位断开的方式进行连接,全桥共设置4个临时铰。由于有4 个临时铰,部分施工階段主缆及钢桁梁线形在临时铰处存在不平顺的现象。桥面吊机本身存在约10% 的爬坡能力限制, 若在过铰前、后桥面线形出现较大变化, 将会使得桥面吊机过铰时出现不稳定状态,因此重点监控桥面吊机过铰进程。
针对吊机过铰的难点采用以下几种措施保证吊机过铰安全顺利实施。
(1) 针对铰后梁段坡度较大的情况,根据分析结果,对吊机行走轨道梁进行支垫,支垫后吊机轨道坡度在3%左右,即可保证桥面吊机行走时爬坡较小,且随梁段转动吊机轨道不会出现处于负坡状态。
(2) 过铰前吊装中央侧桥面板,观测下弦开口量变化,与计算值校核,验证理论计算的正确性,并增加铰后梁端后吊点索力,消除非弹性变形。
(3) 加强轨道锚固系统,并在吊机轨道梁前、后设置挡块并临时固定,预防吊机意外滑出。
(4) 对吊机过铰过程进行细化分析计算,在吊机行走过程中指派专人负责下弦开口量的观测,每行走1 个行程(约1m)观测1次,将测量结果与理论值及时进行校核,发现异常后立即停止后续作业,对过铰过程临时铰的下弦开口量进行了监测,计算与实测结果对比表明: 吊机由较前节间移至教后第1节间(10个行程)铰开口量共变化25 mm,计算值为23.9mm,由铰后第1节间移至前端节间开口量共变化71mm,计算值为67 mm,实测值与计算值吻合良好;吊机过铰过程中铰前节段的坡度变化为0.4%,提供的过方案较好地保证了吊机的平稳性和安全性。
3结语
公路工程施工中,路基施工稳定性十分关键,必须根据施工设计进行施工,保证路基稳定性、持久性和耐用性。山区公路施工因其地形、地势等因素影响,在施工期间应当将安全和质量放在首位来抓。在施工过程中应严格控制自然土的采取和压实工用,以减少路面的空隙率,符合相关规范要求,保证公路的施工质量。
[参考文献]
[1] 吴胜东. 润阳长江公路大桥建设(第三册:悬索桥).人民交通出版社,2006
[2] 潘世建. 厦门海沧大桥建设丛书(第四册:东航道悬索桥). 人民交通出版社,2002
[3] 刘吉士. 公路桥涵施工技术规范实施手册. 人民交通出版社,2002
[4] 彭金涛. 山区公路路线技术指标应用研究探讨. 公路交通技术,2005
关键词:公路路基;公路桥梁;钢桁梁架设;施工技术
中图分类号:X734文献标识码: A
0引言
在不同的地理环境条件下,对公路施工技术有很大影响,特别像西南地区,有着独特的地理环境,在施工时会遇到与平原公路不同的环境因素和地质因素。山区公路经过的地势陡峭,沟壑纵横,地表土层较浅,岩石风化严重,山体不稳定因素较多,因而,隧道和桥梁成为西南公路的一大特点,也是施工中的一大技术难题。
1公路路基施工技术
1.1 深路开挖技术
深路开挖采用装载机配合挖掘机作业,采用通道式纵挖法施工,即开挖时采用“分层纵挖法”自上而下分层进行,每层先从中间挖出一条通道,探明地质情况。路堑较深处,在地层分界处设置平台。开挖深度较小时,可采用推土机作业。对开挖深度较大、路堑较长路基挖方段,宜采用纵向分层开挖的方法,每层先开挖一条通道,保证施工机械和运输车辆的通行,然后将通道向两侧拓宽至路基全宽,再挖下层通道,每挖2~3m应对边坡进行修整。对挖掘机无法开挖的土层可采用浅孔爆破法或深孔松动爆破法进行施工。可以用手提式凿岩机打孔,但不宜采用大爆破,以免影响路基稳定。
1.2 软土路基施工技术
当软土地层含水量过大或过小时,采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉,以吸去部分水分,或快速成孔浇灌或边成孔边下套管,或成孔后下套管;含水率过小,应预先浸湿加固范围内土层,成孔顺序应先外圈,后里圈并间隔进行;对已成孔,应防止受水浸湿,且应当天回填夯实;为避免夯打造成缩颈堵寒,应打一孔,填一孔;当桩孔较密,土质松软,应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3~4 锤;根据试验测定的密实度要求,随填随夯,严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌合均匀,并控制其含量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合;夯锤重不宜小于100kg;锤型以梨型或枣核型较合适,有利于夯实边缘土,不宜采用平头夯锤,落距一般应大于2m;如地下水位较高,应降低水位后再回填夯实。灰土要按配合比称量,搅拌要均匀,干湿要适度;每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致,施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。
1.3 公路路基的填料和压实
1.3.1路基填料与路基压实
路基填料,高速公路和一级公路路面底以下0~30cm 的路床填料CBR 值应大于8,当路基填料达不到规定的最小强度时,应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理,并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时,也要采用高速公路和一级公路的规定值。
路基压实,普遍采用大吨位的压路机,碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm 部分的上路堤其压实度必须≥95%,对其它等级公路当铺筑高级路面时,其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外,还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
2公路桥梁施工技术
以湾塘河大桥建设工程为例,对钢桁梁架设施工技术进行分析。湾塘河大桥为一座主跨1 088 m 的单跨双铰钢桁梁悬索桥。钢桁梁宽28 m, 高10 m, 全桥共98 个标准节间和2 个端部节间, 标准节间长10. 8 m、重约110 t ( 含平联) 。桥址两岸地势陡峭, 峡谷宽约2 000 m, 深切达600 m,桥面距谷底约370 m, 一般悬索桥主梁架设方法不适用于该桥施工。
2.1.1 钢桁梁架设施工技术难点
大桥钢桁梁架设过程中,为适应悬索结构的大位移,降低钢桁梁及吊索在安装阶段的内力,需要在钢桁梁上沿纵向设置临时铰。为便于架设过程中桥面吊机行走,临时铰不宜设置过多,经比选,沿钢桁梁纵向设置4 个临时铰。钢桁梁架设由桥塔向跨中方向推进,每个节段架设2个节间钢桁梁,1个标准安装节段i的安装流程为:(A)桥面吊机位于i- 1节段前端,依次安装i 节段2个节间的主纵桁梁,主横桁架,上、下平联杆件;(B)采用牵引提升装置, 安装i节段2个节间的4对吊索;(C)铺装i节段部分正交异性桥面板;(D)桥面吊机前移到i节段前端, 准备安装i+ 1节段,循环安装直至钢桁梁合龙。
在钢桁梁的架设过程中, 存在桥面吊机过铰、钢桁梁提升牵引及结构内力控制、临时铰合龙及合龙段合龙等技术难点,施工控制人员针对这些技术问题进行了分析与研究,在施工过程中予以重点监控。
2.1.3桥面吊机过铰
钢桁梁架设阶段结构线形、内力变化较大,为释放施工过程中由于逐段刚接法施工产生的较大结构内力, 在预测的梁段采用上弦铰接、其余部位断开的方式进行连接,全桥共设置4个临时铰。由于有4 个临时铰,部分施工階段主缆及钢桁梁线形在临时铰处存在不平顺的现象。桥面吊机本身存在约10% 的爬坡能力限制, 若在过铰前、后桥面线形出现较大变化, 将会使得桥面吊机过铰时出现不稳定状态,因此重点监控桥面吊机过铰进程。
针对吊机过铰的难点采用以下几种措施保证吊机过铰安全顺利实施。
(1) 针对铰后梁段坡度较大的情况,根据分析结果,对吊机行走轨道梁进行支垫,支垫后吊机轨道坡度在3%左右,即可保证桥面吊机行走时爬坡较小,且随梁段转动吊机轨道不会出现处于负坡状态。
(2) 过铰前吊装中央侧桥面板,观测下弦开口量变化,与计算值校核,验证理论计算的正确性,并增加铰后梁端后吊点索力,消除非弹性变形。
(3) 加强轨道锚固系统,并在吊机轨道梁前、后设置挡块并临时固定,预防吊机意外滑出。
(4) 对吊机过铰过程进行细化分析计算,在吊机行走过程中指派专人负责下弦开口量的观测,每行走1 个行程(约1m)观测1次,将测量结果与理论值及时进行校核,发现异常后立即停止后续作业,对过铰过程临时铰的下弦开口量进行了监测,计算与实测结果对比表明: 吊机由较前节间移至教后第1节间(10个行程)铰开口量共变化25 mm,计算值为23.9mm,由铰后第1节间移至前端节间开口量共变化71mm,计算值为67 mm,实测值与计算值吻合良好;吊机过铰过程中铰前节段的坡度变化为0.4%,提供的过方案较好地保证了吊机的平稳性和安全性。
3结语
公路工程施工中,路基施工稳定性十分关键,必须根据施工设计进行施工,保证路基稳定性、持久性和耐用性。山区公路施工因其地形、地势等因素影响,在施工期间应当将安全和质量放在首位来抓。在施工过程中应严格控制自然土的采取和压实工用,以减少路面的空隙率,符合相关规范要求,保证公路的施工质量。
[参考文献]
[1] 吴胜东. 润阳长江公路大桥建设(第三册:悬索桥).人民交通出版社,2006
[2] 潘世建. 厦门海沧大桥建设丛书(第四册:东航道悬索桥). 人民交通出版社,2002
[3] 刘吉士. 公路桥涵施工技术规范实施手册. 人民交通出版社,2002
[4] 彭金涛. 山区公路路线技术指标应用研究探讨. 公路交通技术,2005