山区高速公路桥梁施工技术及其特点
2013-04-29闻民臣
闻民臣
摘 要:近年来,我国对西部建设的深入贯彻实施,带动了西部的经济高速发展,随之也出现了大量的山区高速公路。由于山区地形特殊、地质情况复杂,桥隧在高速公路中出现的比率大大增加,甚至有些占到高速公路总里程的80%。因此,在山区高速公路的修建中,科学的设计桥梁部分,采用合理的施工技术就是及其重要的一环。现结合工程实例介绍了我国山区高速公路桥梁施工技术及其特点。
关键词:山区高速公路;桥梁施工;施工技术
随着我国“西部大开发”战略的深入贯彻实施,越来越多的山区高速公路已经出现在西部建设中。山区地形地貌复杂,水文地质条件特殊,各种灾害频繁发生,因此作为高速公路重要组成部分的桥隧在公路建设中发挥着巨大的作用。在实际的工程中,必须精确掌握桥梁的施工技术要点,熟悉当地的施工情况,选择合理的施工技术,保证工程能够安全有序的进行。下面讲结合某山区公路实例,详细讲解山区高速公路桥梁施工技术及其特点。
1 山区高速公路桥梁的特点
山区情况错综复杂,受此影响,山区高速公路的修建就显得格外谨慎。由于山区的地形特殊,因此山区的高速公路桥梁一般以高墩大跨的弯坡桥为主,墩台形式较多,在设计时也应该注意考虑实际情况,尽量使桥梁各细部构件与当地的实际情况相适应;由于山区水文地质情况复杂,因此在设计时要统筹安排好挡墙、交通设施、排水设施等与桥梁各细部结构的关系;山区高速公路桥梁在长期反复的汽车制动力作用下,有点滑移的味道,使得梁体受力不平衡而使梁体开裂,因此桥梁多采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。
2 山区高速公路桥梁施工及其特点
2.1 山区高速公路桥梁施工特点
2.1.1 施工周期长,安全系数低
高墩柱混凝土的浇筑高度一般为4~6米,然后某些特殊情况导致了高墩柱要浇筑到20米以上,对于这些高墩柱通常浇筑次数在4次以上,有甚者能达到10多次。这就造成了施工时间的拖滞,此次山区公路桥梁施工中,由于收到地形、天气以及设备的影响,有的高墩柱的施工工期竟达6个多月。再者,由于经常进行高空施工,使得工程的安全系数较低。
2.1.2 模板和机械设备的投入大
在这次山区高速公路施工中,模版的施工是自成体系的。因为总工期的时间有限,而单根高墩柱可能受到各种情况的影响而工期较长,这就要求各个墩柱必须同时施工、平行作业,在施工时,每根墩柱配备的模板不能低于6m的高度。这样一来,模板的需求量就较大。再者,山区高速公路的修建通需要大吨位的吊车,高墩柱数量众多、分布较散,这就对吊车的需求量大大增加。
2.1.3 计量支付周期长,资金周转压力大。
此山区高速公路的计量十分麻烦、很耗时间,按照业主的规定,计量的原则是,必须整根墩柱完成且该墩柱最后一次混凝土的龄期达到28d才有计量资格。但是在公路施工中,高墩柱数量众多、单个施工周期长,大量未完工墩柱不能计量,这就使得施工方资金不能及时回收。进入施工中后期,又得准备桥梁上构梁预制场地的建设,需要更多的资金投入。这些环节就要求承包商必须有足够的资金来保证施工的正常进行。
2.2 山区高速公路桥梁施工技术
2.2.1 桥梁下部结构施工方法
经过对该公路所经地形和地质情况的详细考察,最终确定承台、墩(台)身的施工方法。由于并没有深水的情况出现,此工程可运用简易板围堰后开挖基坑的方法进行施工;而由于众多高顿的存在,决定采用滑升模板的方法进行墩(台)身的施工,这种方法可以很精确的控制结构物外形的尺寸,保证施工正常进行和施工安全。
2.2.2 桥梁上部结构施工方法
对于大多数桥梁而言,桥梁上部结构施工的方法主要是预制安装和现浇两大类。由于考虑到桥身特点、施工工期、施工成本以及当地实际情况等诸多因素,决定采用预制安装法进行施工,具体采用悬臂拼装的方式就行桥梁上部结构的施工。在施工时,先将梁体进行分段预制,用其它架设机械安装好墩顶处的块件;接下来将预制好的块件以桥墩为对称点,沿着桥梁方向进行起吊、安装;然后进行预应力筋的张拉,可使悬臂不断接长,最终和龙。该方法施工速度快,可以节约施工时间,不仅在山区高速公路桥梁中可以应用,在众多的其它类型的桥梁中亦得到广泛的应用。
2.2 山区高速公路桥梁施工要求
2.2.1 桥梁设计上要处理好跨径与墩高的关系
按照桥梁美学的观点,跨径与墩高的比值理想中应该是0.618~1之间,按照经济适用的观点来看,这个比例也是十分吻合的,按照此观点,此高速公路某段的桥梁跨径为40m,则理想中的墩高应该是24~40m。当然,由于地形的复杂变化,此高速公路的桥梁不可能采用统一的形式,还是要根据当地的具体情况而定,可以选择20m与40m或者30m与40m的组合跨径,也可以多做比较,从多种跨径方案中挑选出一份最合适的进行施工。
2.2.2 综合实施支挡、抗滑、减重、反压、截排水等工艺
(1)山区地形复杂,在某些原因的破坏下,加之雨季的到来,经常会发生滑坡、泥石流等现象。对于滑坡问题的处理应该以快和易操作为主,要采取有效措施尽可能快的治理滑坡问题,可以选择地面排水、减重、反压等措施。在该高速公路桥梁工程中,滑坡的治理问题被安排在夏季,这样可以较少的扰动滑体的稳定性,并采用地面排水、支挡工程施工等方法,尽量避免滑坡问题影响到桥梁工程的施工。再者,应该做好滑坡问题的预防措施,在滑坡蠕滑挤压阶段,就要采取有效措施进行防御,尽可能避免滑坡的发生;在工程施工时,也要保护当地的自然条件,避免桥梁的施工触发滑坡的发生。
(2)在以往的工程实践中,抗滑挡墙被广泛的应用,然而在此工程的施工中,结合当地实际情况,并考虑到工程实际问题,决定采用更合理的抗滑桩。相比于抗滑挡墙,抗滑桩的抗滑能力更强,施工更加方便,施工成本更低。但是,在实际施工时发现,有些滑坡的推力过大使得抗滑桩不能满足其要求,或者设置较多抗滑桩时并不经济合理,这时经过讨论,决定采用锚索长度为40m-200m不等的锚索抗滑桩。
2.2.3 高墩施工方案。
对于高墩,目前常用的方法是无支架施工的履带吊吊装模板、钢筋、混凝土法,经研讨,该方法操作简单、工效较快,正好适合于此工程的兴建。具体施工时,在每一节模板的四周设一操作平台,平台由钢筋脚架支撑并焊接在模版的竖肋上,平台的制作要求必须稳固结实,以方便施工人员的操作和保障他们的安全。使用50吨履带吊进行模版、钢筋和混凝土的吊装。当然在此山区高速公路的某些地段,地形条件特别差、机械设备无法就位,此时的墩柱施工就可以运用搭设支架法进行施工。该方法在墩柱两侧搭设钢管或者支架,将横梁和起重装置搭设在支架的顶部,这样操作简单,无需吊车配合,混凝土输送问题也可以采用高压输送泵来解决。
参考文献
[1]马惠民.山区高速公路高边坡病害防治实例[M].北京:人民交通出版社,2006.
[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[M].北京:人民交通出版社,2004.
[3]霍明.山区高速公路勘察设计指南[M].北京:人民交通出版社,2003.
[4]唐轲.润扬长江大桥悬索桥南塔架体式爬模施工技术[C].2002年全国桥梁学术会议论文[c].北京:人民交通出版社,2002.
[5]陈传德.公路建设项目管理手册[M].北京:人民交通出版社,2002.
[6]田顶立.浅谈山区高速公路桥梁的设计[J].工程与建设,2008,(1).
[7]任颖.山区高速公路桥梁设计[J].科学之友,2007,(5).
[8]李月光,张振宇.山区高架桥高墩施工技术[J].公路交通技术,2005,(3).
[9]张宏华.山区高速公路桥梁的设计方法与施工工艺分析[J].中国高新技术企业,2008.