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摘 要:由于山區公路橋梁施工受到多方面的因素影響,施工難度較大,所以對于公路橋梁施工管理經驗和技術水平方面的要求也不斷的提高。文章根據影響山區公路橋梁的自然因素,從施工技術要求和施工特點兩方面闡述了山區公路橋梁施工技術。
關鍵詞:自然因素;施工特點;施工技術;
1、自然因素分析
山區公路地形地質復雜。地形復雜,表現為地面高差大,變化頻繁,橫坡陡;地質復雜表現為巖溶、滑坡、不穩定斜坡、崩塌、陡崖、煤氣地層等不良地質。受此影響,路線布設時平縱橫三個方面都受到約束,一般就是平曲線多,平面半徑小,縱坡大,橋梁比例高,橫坡陡,半邊橋和高擋墻多。山區公路橋梁也相應具有上述特點,彎坡橋多,高墩大跨多,墩臺形式多,設計和施工中必須協調解決好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系。
2、公路測量
隨著全站儀在高速公路施工測量中的普及應用,實現了同時測角和量距的任務,再結合計算器就可即時計算出所測設點的坐標,出現了坐標放樣法。坐標放樣法克服了傳統方法中的求取放樣數據的麻煩工序,直接獲取放樣點的坐標就可以放樣出待測點。
全站儀在高速公路施工測量中的普及應用,大大降低了野外施工測量的工作量;但測量放樣需要大量的計算工作,只能帶著提前計算好的線路逐樁坐標、高程資料,進行外業測量工作。這樣,機動性很差,現場查找也不方便,而這些問題都能在可編程計算器上得到很好的解決。便攜式的可編程計算器(如CASIO5800P型計算器)編寫中邊樁測量放樣計算程序的運用,解決了高速公路施工現場快速、準確、靈活的測量放樣要求。
隨著我國高速公路建設的深入發展,總結和探討高速公路工程施工測量中的技術難題,對于提高公路施工質量、加快進度、節約建設資金具有重要的意義。為此,本文根據焦桐高速公路泌陽段的測量實踐討論便攜式的可編程計算器與全站儀配合在高速公路施工測量放樣中的應用及一些經驗。總結了在高速公路施工測量放樣中所遇見的一些技術難題的解決方案,以便有效地提高高速公路測量放樣工作效率。
3、公路測量中常見的問題
公路測量前的中線放樣是施工前的一項重要步驟。成功的中線放樣對公路工程標準化與規范化具有重要的意義。施工單位進場后, 由業主、設計單位、監理單進行交樁,而后使用有關部門校核的全站儀或光電測距儀配經緯儀,對導線點進核聯測。在進行導線點坐標復測計算時,以前面兩個導線點和最后兩個導線點為已知邊進行方位角閉合計算,以規范要求的允許閉合差衡量其是否閉合。根據坐標和導線長度計算導線精度,看其是否滿足相應導線等級要求的精度。同時形成量成果,在施工測量中使用經過簽字確認的坐標進行放樣。中樁放樣是以某相距近的導線點為測站,后視相鄰導線點,撥角測距放出該中樁點,觀測角和距離是這三點的坐標計算得出的。在進行水準測量時,考慮到以后路基高度,根據實地地形地貌,兼顧結構物工程,可以沿路線方向間隔二百米左設置一個施工用水準點,并對每個加密水準點位置做詳細記錄。進行測量時,要嚴格按照四等水準測量操作規程進行,使用的儀器一定要經過校核,每相鄰兩個水準點進行閉合測量。密的水準點都要進行閉合和復核,作好詳細的記錄。由于施工單位測量專業人員的實際技術力量和業務水平、工作習慣、儀器配備等不同,所以做為測量監理工師必須在開工前根據工程特點和地理環境,依據測量規范要求與施工單位統一見采取必要的措施和手段,確定首級布控方案。只有采取的措施得當,控制方法合理,才能取得較好的控制效果。
4、施工特點
山區公路和橋梁的特點決定了山區公路橋梁的技術和施工方面也具有獨特的特點,具體如下:一是橋梁占路線總長比例大,路橋相間頻繁;二是橫斷面出現半路半橋形式;三是平縱技術指標降低,甚至取規范的極值;四是所采用的施工工藝較為成熟;五是橋位周圍自然地理環境差,地面起伏大,坡度多大于45度,部分達到80度,局部形成峭壁懸崖或峽谷;六是相鄰墩柱(縱向、橫向)相對高差大,一般工程柱高最小不到1.0m,最高達4.2m;七是施工環境惡劣,橋位偏僻,交通不便;八是機械化作業程度低,勞動力密集;九是多高空作業,工程蓋梁頂至地面最大高差為達47.2m;十是上部構造多采用無支架式施工方法,如預制安裝法、懸臂現澆法等。
山區高速公路地形地質復雜,不僅有跨溝谷的橋梁,更有順斜坡。因路基設計困難而設置的長大橋梁,斜坡上滑坡引起的橋梁病害日漸增多,而且大多尚在施工中就發生,規模也比較大。因此,在施工過程中有必要采用一定的施工工藝, 一般以支擋抗滑為主,包括抗滑樁、錨索抗滑樁、擋墻等。此外,減重、反壓、截排水等工藝,具體要達到如下要求:一是滑坡治理以預防為主,治理為輔,一次根治,不留后患,宜早不宜遲,宜小不宜大的原則,把滑坡阻止在蠕滑擠壓階段。滑坡治理應優先選擇地面排水、地下排水、減重、反壓等容易實施和見效快的工程措施。滑坡治理應盡量安排在旱季,并盡可能少擾動滑體的穩定,如先作地面引水工程,支擋工程施工應分段跳槽開挖、加強支撐等。滑坡不能避讓時,首先應查清其性質和穩定狀態,分析其對橋梁工程的影響,并使橋梁工程建設盡量不破壞和影響滑坡的穩定性。施工順序上必須先處理滑坡,后施工橋梁。二是減載和反壓都是土石方工程,實施容易,可用于救急或永久工程,但應注意:減重的位置在牽引段和主滑段;反壓工程應填在抗滑段以下并保證自身穩定和滑坡不越頂滑出。三是抗滑樁由于其抗滑力大,對滑動穩定擾動小,施工方便,目前在大中型滑坡上廣泛應用,幾乎代替了抗滑擋墻。當滑坡推力過大,作為懸臂受力構件的抗滑樁不經濟時,即可根據條件采用錨索抗滑樁,錨索長度一般30~50m,還有達70~120m。抗滑樁除了單樁外,還可兩根或三根組合形成排架樁、剛架樁(如利用樁柱式橋墩抗滑即屬這種情況),還有在樁間加擋板形成樁板墻。隨著巖土施工機械和錨索防護技術的解決,框架或支墩錨索在滑坡治理中得到廣泛應用。四是鑒于橋梁結構物特別是高等級公路的重要性,目前對于滑坡橋位設計,基本上采取是先治理滑坡再建橋,避免橋梁滑動的風險。在一些低等級和小規模滑坡中方可利用橋梁墩臺抗滑。橋位滑坡處治安全系數應視橋梁規模或重要性分別對待,一般情況,建議特大橋、大橋、中橋、小橋分別采用1.25 、1.20 、1.15 、1.10 , 特殊情況可適當提高或降低,但最低不應小于1.05 。
5、施工技術
5.1 灌注樁基礎
在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時,應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度。同時,在灌注過程中,特別是潮汐地壓和有承壓力地下水地區,應注意保持孔內水頭。目的是防止孔壁坍塌。在鉆機開鉆前,鉆孔內水壓力與孔壁外的水壓力處于平衡狀態,其臨界面為孔徑外壁。開鉆后,隨著鉆進深度的增加或在潮汐地壓及有承壓力地下水地區水位高漲,若鉆孔內水頭不足,孔臂內外水壓力失去平衡,最終結果將會導致孔臂的坍塌。采用正、反循環鉆孔(含潛水鉆)均應采用減壓鉆進,即鉆機的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力,而孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和(扣除浮力)的18%。因為減壓鉆進可使鉆桿在整個鉆進過程中維持豎直狀態,使鉆進回轉平衡,避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現象。
5.2 混凝土及鋼筋混凝土工程
混凝土的澆筑應連續進行,如因故必須間斷時,其間斷時間應小于前層混凝土的初凝時間或能重塑的時間。當需要超過時應預留施工縫。施工縫的位置應在混凝土澆筑之前確定,宜留置在結構受剪力和彎矩較小且便于施工的部位。重要部位及有抗震要求的混凝土結構或鋼筋混凝土結構,應在施工縫處補插錨固鋼筋。施工縫為料面時應澆筑成或鑿成臺階狀。因為施工縫的抗剪強度較差,重要部位和有抗震要求的施工縫應插埋錨固鋼筋,以增強其抗剪強度。斜面澆筑成或鑿成臺階狀以防止滑移,增強抗剪力。
5.3 預應力混凝土工程
預應力筋由多根鋼絲或鋼絞線組成時,同束內應采用強度相等的預應力鋼材。編束時,應逐根理順,綁扎牢固,防止互相纏繞。鋼筋的冷拉工藝采用控制應力或控制冷拉率的方法,可防止鋼絲或鋼絞線在穿孔、張拉時由于互相纏繞紊亂而導致的受力不均勻現象。當受力不均勻時,將使有的鋼絲達不到張拉控制應力,而有的則可能被拉斷,造成預應力損失。
預應力筋的張拉順序應符合設計要求,當設計未規定時,可采取分批、分階段對稱張拉。這就從受力角度要求后張法多根(束)預應力筋張拉時,應使張拉的合力作用線處在構件核心截面以內,防止構件截面產生過大的偏心受壓和邊緣拉力。對稱張拉可避免或減小偏心力矩。因此, 張拉宜分批、分階段、對稱地進行。另一方面,按控制應力先張拉的預應力筋會因后批預應力筋張拉時所產生的混凝土彈性壓縮而引起應力損失。分批、分階段對稱張拉,綜合考慮張拉力的影響,可減小預應力損失。
5.4 鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋
澆筑分段工作縫,必須設在彎矩零點附近。連續梁結構中,在跨中為正彎矩截面, 在支座處為負彎矩截面,從正彎矩到負彎矩的變化過程中,存在一個零彎矩的截面,稱為反彎點第一次澆筑到第二孔的第一個反彎點處,以后每次都把工作縫設在此處。在轉換體系前,應按照設計要求張拉一部分塊件底部的預應力束,應在懸臂梁端設置向下的預拱度,防止梁上部已張拉的明槽預應力鋼材上漂,以保證轉換體系前后拼裝、張拉各階段的安全。從受力情況分析,預應力連續梁在用懸臂拼裝時,梁頂部是承受負彎矩,因此,預應力筋都布置在梁截面上部,兩個懸臂在跨中合龍以后,跨中附近變為正彎矩,即該部位梁截面下部成為受拉狀態,梁上部截面變換成受壓狀態。因此必須在合龍前采取措施,防止原在梁截面上部張拉的預應力筋拉應力松馳,保證體系轉換前后各施工階段的安全。
6、結束語
山區地形的特別給施工也帶來了相應的困難,所以作為一名施工人員,就應該不斷加強自己在施工技術特點方面的學習與積累,在工作中應不斷的總結經驗,提出見解,并運用到實際工作中,對山區公路橋梁建設貢獻自己的力量。
雷正陽
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