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1.1建筑材料、机器设备以及劳动力费用的成本控制
道桥工程中的造价成本一大部分都用在了建筑材料、机械设备和劳动力费用上面,道桥施工建设对原材料和专业的机械设备要求较大,而且原材料和机械设备本身花费的成本就比较高,在总的造价管理中占有很大的比例,因此在道桥施工过程中要把这两项作为重点造价管理。机器在使用当中需要花费一定的费用进行维修保养,在反复的运输过程中又增加了劳动力成本支出,三者存在着内在的联系性,所以要实现对造价管理的有效控制,就要尽最大化的减少劳动力的使用,提高机器的使用率。
1.2工程建设的变化导致的成本变化控制
任何一种施工工程,出现工程变化都是正常的现象,在道桥施工中也是如此,施工的变化必然会引发成本的增加,对工程的造价管理带来影响,因此,在工程发生变化时,要根据实际情况,从大局出发全面分析,详细记录工程变化所产生的费用,为工程的后期施工中工程造价管理奠定基础。
1.3施工质量和进程的控制
道桥施工工程由于其自身的特点,对于质量方面和工程期限方面都有很高的要求,众所周知,工程期限和工程质量一般很难兼得,两者容易产生冲突,而不管是工程质量的缺陷还是工程期限的延长都必然会导致工程费用的增加,使工程造价失去控制。从道桥施工的特点出发,要想最大化的在工程期限的要求下提高施工质量,就要加大对于工程施工各个阶段的造价管理,降低返工重建的可能性,确保在预先规定的期限内高质高量的完成施工任务,减少不必要的支出,使工程的造价管理得到有效的控制。
2影响道桥工程造价管理的因素
2.1方案设计
道桥工程建设的源头是工程的投资决策,对于工程的造价管理有着很重要的影响,尤其是对于建设的标准化水平确定、施工地点的选择以及施工设备的选择等,这些都对工程的造价管理有直接性的联系,投资决策阶段对工程造价的影响最高可以达到80%—90%,因此,要控制工程成本,最为关键的就是加强项目投资决策阶段的管理,然而,加强投资决策的管理,最首要的就是工程方案的设计是否科学合理,工程方案的设计是工程造价管理最为关键的环节。
2.2建筑安装的工程费用
道桥建设成本是指道桥工程建设中,使其达到设计方案所要求的花费的总的费用,其具体的造价主要由建筑安装的工程费、设备的购置费、其他相关费用三者构成,建筑安装工程费用是其他各项费用的基础,以国家或地区的相关法律法规来进行费率的计取,对于道桥工程的成本影响是随着建筑安装工程费用的变化而变化的,在道桥的总成本中所占的比例比较固定,因此,控制道桥建设的成本,就要以建筑安装工程费用为重点。
2.3相关法律法规的影响
道桥工程建设在现代社会中发挥着很大的作用,成为了经济发展必不可少的投资项目,在其总的建设成本结构中,利润、税率等都与国家或当地的相关法规政策有关系,特别是在一些地域面积狭小,但经济水平较高的地区,对于道桥建设的规范性文件逐渐增多,并随着经济的进步,对于相关的税费也会不断增加,这些对于工程建设的造价管理都或多或少的产生着影响。
2.4工程施工技术方面
工程施工包括工程在建设中的施工组织、施工方式、施工管理等方面。各个施工单位之间管理体制的不同,使得工程的技术水平也不一样,有高水平的工程施工技术才能正确的理解工程施工图的含义,从而制定正确的施工方案,确保工程施工的健康运行。在施工过程中,工程的实际地理环境比图纸更为直观,会与前期勘察时的状况产生矛盾,从而引起施工方案的修改,增加了费用支出,也可能是某些政策的需要,这些状况对于工程的造价管理都有着深刻的影响。
3道桥建设中各阶段工程造价管理存在的问题
3.1设计阶段存在的造价管理问题
设计阶段对于整个道桥建设来说有着重要的导向作用。而我国现在很多道桥建设部门往往注重的是工程的施工技术、施工进度以及质量安全方面,忽视了设计阶段的重要性。
3.2招投标阶段存在的造价管理问题
一个合适的承包商对于道桥工程建设的管理水平和施工质量有着重要的推动作用,可以采用先进的设备和技术来降低各个环节的造价,就目前我国的招投标市场来看,企业在招投标过程中受到的行政干预较大,没有形成行之有效的招投标机制管理体系,主观性因素的干扰比较大,很难确保招投标工作的顺利进行,增加了不必要的费用支出。
3.3施工阶段存在的造价管理问题
纵观我国近些年来的工程建设,每一个工程项目在最后进行造价分析时基本上都会或多或少的超出工程的预算,这与设备的维修、市场的供求以及工程进度方面都有很大关系。很多施工人员在意识上对于造价管理仍然处于模糊的状态,工作上存在着随意性,也没有专门的监督监管部门进行监督审查,使得工程各阶段造价管理处于懒散状态。
3.4完工阶段存在的造价管理问题
完工阶段是道桥工程建设的最后一个环节,也是工程结束的标志,这样很容易造成工程管理者对这一环节的造价管理分析,有的甚至认为没有必要,而实际上,这一阶段的造价管理活动是对工程总成本的核算检查,也是对工程预算的分析归纳,现在很多的道桥工程对于完工阶段的造价管理只是应付的状态,没有真正的落实。
4加强道桥工程各阶段造价管理的对策
4.1设计阶段
在设计阶段,要根据实际制定出最科学最合适的施工方案,满足道桥工程建设的各项要求,细化设计程序,采用限额设计制度,对各项费用的支出有明确的规划,对造价管理进行适当控制,在初步设计的控制中,要把投资估算和可行性研究报告两方面作为控制的依据,减少工程建设中不必要的变化。
4.2招投标阶段
对道桥工程中招投标的管理要从形式、制度、内容、类型等方面入手,按照法定的程序进行决策。以公开化、透明化的方式挑选出最适合的承包单位,不能有过多的主观因素干扰。标底方面,可以采用实物法,改变过去统一的收费标准和定额对于费用的估算的限制,根据工程所处的具体地质条件,综合多方面的因素来估算出费用,这种对于标底编制的方法也是较为先进的方法,对造价管理有很大帮助。
4.3施工阶段
施工阶段是道桥工程比较复杂的阶段,也是极其重要的阶段。首先,要严格核查原材料的价格以及需求量,尽可能的节约成本,杜绝浪费标准化施工;其次,完善权责制度体系,在工程建设中要明确规划各个项目负责人的责任范围,指导员工规范化施工,实施奖惩制度;再者,要加强对于工程建设中人工成本的管理,合理利用人工成本,对员工进行激励,优化人力资源的配置。
4.4完工阶段
道桥工程在最后的完工阶段,要按照相关的施工标准对工程进行细致严格的检查,确保工程的整体质量,做好对于各项费用的审核,明确每一笔资金的流动动向,保证完工阶段造价管理的合理性科学性。
5结语
关键词:合同道桥工程费控制
一、熟悉合同
合同文件包括合同协议书,中标通知书,投标书问题澄清,投标文件,合同专用条款,合同通用条款,招标文件、补遗书、标前会会议纪要及问题答复,技术规范,图纸,已报价的工程量清单,组成合同的其他文件。监理工程师在工作之前就应该熟悉合同,并做到:
1.熟悉合同专用条款、通用条款、投标书问题澄清记录、标前会议纪要等,明确业主及承包商各自的义务、责任及风险,制定出确认补偿事件的程序、具体要求及对这类事件的支付。
2.明确从投资的角度履行合同应该做的全部事前工作,如测量新路面的原始地面标高,清点新路范围内的树木及电线杆的数量等等。
3.对合同中自相矛盾之处要能及时发现。如在本合同中,技术规范要求支座钢板包含在支座中计量,而工程量清单中却要求支座钢板单独计量这种重复计量情况必须加以澄清。
4.明确新增单价的计量原则。在审核本工程的新增单价时,我们的依据是:(1)合同标书问题要澄清(承包商承诺按相应章节项目单价及报价下浮率下浮)。(2)合同专用条款(按定额计算)。(3)合同的工程量清单(税金单独计量)。
5.熟悉招标文件中技术规范部分,明确各分部工程的计量项目及每一项工程量的计量方法。如依据招标文件中规定,支座垫石应包括在支座计量中,显然承包商把它作为新增项目重新报价,这是不符合合同条款的。又如,承包商在进度付款申请中,排水管的工程量以检查井之间的距离计算,而文件中明确说明检查井内侧墙面之间的距离计算,即其工程量应扣除检查井的内径长度。再如:承台挖方工程量的计量,文件规定按原地面标高不放坡垂直挖到承台底计算长方体,而承包商则按设计后路面标高放坡挖到承台底计量台体工程量,显然这又是不符合合同规定。
二、谨慎地审批施工组织设计及施工计划
可以说,承包商是依据审批的施工组织设计及施工计划来安排施工并据此取得其合同价款的。如果监理工程师同意其这样施工,则在按此种施工组织设计及施工计划进行的施工过程中,就要求业主能及时履行义务,否则就会引起承包商的索赔。如承包商在安排工期时前紧后松,考虑到业主可能不能及时解决拆迁问题,承包商可能提出索赔工期并为保证工期而提出后序工作的赶工费。所以我们在审批时指出应采用合理工期,并尽可能先把应做的工作完成好,同时依据关键线路及合理工期,倒排工期以确定业主应履行义务的期限,并说明承包商可能提出的所有索赔。又如施工单位在组织桩基施工时,看到桩基位置上有大量拆迁问题没有解决,因而不管桩的长短,一律采用重锤桩机(合同以桩长计算综合单价),且在施工组织计中写明是用两台桩机按桩号顺序施工。监理如果同意这个施工组织设计及计划安排,则在以后工作中必然引起承包商对如下几个问题的索赔:因不可能按顺序施工而发生机械场内不合理的二次运输,最后不得不多进桩机来加快进度,从而产生“不合理”的桩机进出场费,桩机一多管理费又增加;因电表负荷增大而产生电表增容费;因泥浆池的使用率低而使其制作费提高;因拆迁而产生的施工机械停工损耗费,及考虑到此综合单价可能还会因为工程量变更过大(超过15%),而引起单价调整,等等。据此,我们从保证安全施工的前提下,提出20米以下的桩可改用人工挖孔。这样就防止钻孔桩因地质复杂而使桩抗渗较大浪费混凝土及机械施工成本过高的缺点,这既不损害承包商的利益,却维护了业主的利益,为国家节约了一大笔物质财富。通过成本分析,就此一项即为业主节约50多万元,节约混凝土400多立方。
三、优化方案
优化方案如同向海绵取水,只要去挤总是有会有的。如在本工程中,我们监理了几个标段,其中有的标段有多余土方,有的标段又要向外取土,觉察到此点后,我们向业主建议由监理把握,让该路上的土方能自我消化;又如依据原设计要求打掉一段旧渠箱改做新渠箱,后来我们在现场发现,旧渠箱没有受到什么破坏,外观良好,且能满足使用要求,我们建议进行质量论证,后来设计变更成为接顺旧渠箱。
四、完善图纸
提供完善的图纸是业主的责任,可实际上常出现图纸不完善的情况,对于不完善的图纸发现越早,业主损失越小。就拿我们监理的这座高架来说,它中间三跨仅是纵向箱梁设计有85米的预应力,其翼板(并无预应力存在)与普通箱梁翼板形状尺寸无差别,可在图纸会审时我们发现其钢筋用量却相差四倍,在我们提出后,设计人员及时做出变更。如果钢筋已全部安装之后发现,则业主无疑要为它所提供的这种图纸付出代价。同样在这座桥中,原设计中桥引道的排水没有接入道路排水,幸好在路面施工前我们把问题提出。
五、掌握好进度、质量、投资的最佳切合点
在保证总工期的条件下,我们尽力为关键线路上的每一道工序提供合理工期,并提醒业主对拆迁付款等事项及时履行义务。若业主有片面要求,我们就站在专家的角度提出意见。如有一次,业主强调赶工期,而要求先通半幅路面,可是这半幅路面存在较多地下拆迁问题,若做临时路面,将引起大量浪费,而且此时又是雨季,要不影响质量,必然要增加大量的投资。这时我们把可能造成的浪费用向业主反映,业主经过权衡,最后还是决定取消先通半副路的要求。
六、补偿事件要计量准确
补偿事件发生后,计量易产生偏差。为了使计量准确合理,我们尽可能用具体的原始尺寸,如长、宽、高,避免使用面积、体积等模糊数据,并要求附上形象直观的大样图。在情况允许时要求业主参与,一起确定工程量,力争做到公开透明。在可能条件下,还采用事后抽检,如土方换填后,抽一两点下挖,以复核其换填深度。
1.1荷载作用的影响
荷载是引起混凝土桥梁裂缝主要原因,且不同阶段表现有所区别。在设计阶段,假设的结构受力满足不了实际情况,造成计算模型的不合理,会直接影响内力与配筋的计算,致使钢筋配置不当;在施工阶段,由于管理不严,不加限制地乱堆、乱放施工机具、材料,在未充分了解预制构件的结构受力特点之前,有意地偏离设计图纸施工,擅自调换施工顺序,改变结构受力模型等是造成在施工阶段产生混凝土桥梁裂缝的主要原因;在使用阶段裂缝的产生是最难预计的。这一阶段产生裂缝的原因比较客观,但它具有一定的自然性,且是随机的:例如超标的重型车辆过桥,受车辆、船舶的接触和大力撞击,发生大风、大雪、地展、爆炸等,这些都超出了人力的控制范围。
1.2热胀冷缩
众所周知,热胀冷缩是物体的基本的特性,混凝土也不例外。混凝土会随着环境和结构内部温度的变化而发生形变。环境对混凝土温度的影响最为显著,它包括三个方面:一是年温差,四季温度的改变,对桥梁的纵向位移变化产生影响;二是桥身主体受太阳曝晒后,温度会急剧升高,从而导致温度梯度分布非线性,由于自身约束力加强,导致局部的拉应力较大,出现裂缝;三是突降大雨、冷空气侵袭、日落等恶劣天气会导致桥梁混凝土结构外表面温度突然下降,而内部的温度变化缓慢,由此造成拉应力变化而出现裂缝。
1.3混凝土收缩
造成桥梁裂缝的最普遍的原因是混凝土收缩。由于在混凝土浇筑施工后的四五个小时左右,其自身会发生剧烈的水化反应,从而形成分子链。此时,伴随而来的泌水和水分急剧蒸发现象出现,外加骨料在自身重力下沉,最终形成混凝土的收缩;在混凝土凝固以后,表层水分损失比内部快,从而导致内外收缩不均匀,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,使得表面混凝土承受拉力,当这种拉力超过其抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。
2混凝土桥梁施工常见的问题的处理措施
2.1控制温度
预防桥梁产生裂缝的措施包括多个方面,除了施工人员按照要求合理规范施工以外,温度控制是预防桥梁产生裂缝的主要手段。在拌合混凝土时应用水将碎石冷却;也可以在混凝土中埋设水管,注入冷水进行内部降温;严格控制混凝土的入模温度也是相当重要的,而一年当中最适宜桥梁的大体积混凝土浇筑的是春秋两季,如果必须在夏季施工,浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接暴晒,适当减少厚度,同时应采取有效措施降低入模温度,方便利用浇筑层面散热。
2.2控制拆模时间
拆模时必须避免混凝土表面产生急剧的温度梯度,当气温骤降时要进行表面保温;当混凝土温度高于气温时应适当延缓拆模时间,否则会容易引起混凝土表面的早期裂缝。过早拆模,在表面会引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象,再加上水化热应力以及混凝土的干缩,拉应力的数值会过大,裂缝很可能产生。如果必须在早期拆模,则应及时在表面覆盖一层轻型保温材料,以防止混凝土表面产生过大的拉应力。
2.3调整各材料用量比例
要降低混凝土粘稠度,可以通过适当调整混凝土水灰比、砂率、胶结材料用量以及外加剂的组份来实现,改善混凝土的粘稠性,从而提高混凝土质量。另外还应控制新拌混凝土的和易性,一旦混凝土离析泌水,必须严格控制振捣时间适时进行复振。
2.4充分利用温度记录仪
在整个浇筑过程,必须对内部温度进行监控,但是人工很难达到这个要求,所以,我们引进了现场计算机与CS-3型的温度记录仪进行数据采集,通过信息手段进行混凝土温度监控,管理人员通过B/S的形式借助浏览器查阅结果,由Web服务器读取数据库服务器的数据并生成需要的图表返回给客户端。这是一种多行业通行性较强的监控模式,对混凝土桥梁的施工具有重大的意义。总而言之,消除桥梁常见问题的前提条件是桥梁施工管理。我们必须在各个阶段严格把关,首先在施工前加强原材料的检验、试验工作;接下来,在施工过程中要将计量、监测工作落到实处,严格按照方案及交底的要求指导施工,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,定时检查记录,重视浇筑过程中可能出现的冷缝,并采取措施加以防范。在桥梁的建造过程中,必须严格按照施工方案来操作,加强插筋位置的振捣、抹压、养护,同时加强初凝前的抹压,以便消除初期裂缝,并可提高混凝土的抗拉强度。综上所述,混凝土桥梁施工中常见的问题有以上几点,采取相应的技术措施来控制,是每一个工程技术人员应该遵循的原则。
3结束语
为了对GPS高程拟合精度进行客观的评论,需要对所有的GPS点进行水准联测,在全网上均匀分布起算点,选择其他点作为检核点。在内符合精度方面,根据参与拟合计算已知点高程异常与拟合出高程异常求拟合残差;在外符合精度方面,根据检核点高程异常与拟合出高程异常间差值,计算GPS高程拟合的外符合精度M;GPS水准精度评定,根据检核点与已知点距离L计算检核点拟合残差限值评定GPS拟合高程达到的精度。
2数据介绍
隧道主要应用GPS进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说,由于需要进行拟合处理,在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例,采用20个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析,根据需要数据前四位省略,见表1所示。在数据类别方面,根据GPS高程拟合原理,可以将其分为起算数据、检核数据。其中,起算数据中的点一方面包含大地高,另一方面包含正常高,同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高,高程异常通过应用拟合模型进行计算,进一步获得正常高。本文中将11个数据点作为起算数据,9个数据点作为检核数据,具体分配方案为起算数据13个,分别为1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20点,检核数据9个,分别为2、4、8、10、12、13、15、17、19。
3数据解算结果及分析
分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合,三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些,两种方法得到拟合结果值与已知各点高程异常值关系如图1。当多跨桥梁长度、隧道长度分别小于3000m、6000m时,通过移动曲面拟合法可以满足精度要求。对于三次样条曲线拟合,在应用过程中,需要注意X分量、Y分量对拟合结果产生的影响,在某些情况下,三次样条拟合出高程异常面会出现失真现象。对于多跨桥梁、隧道来说,当其长度分别超过3000m、6000m时,在这种情况下,通过移动曲面拟合法获取高程数据,在精度方面早已不能满足要求。对测区内一块宽1000m,长5000m区域采用三次样条拟合法和移动曲面拟合法进行高程异常拟合,结果如图2所示。通过对比分析两种拟合方法所得结果及拟合图形,同时结合三次样条和移动曲面拟合原理,可知三次样条拟合法存在一定的局限性,三次样条法拟合法与X分量或者Y分量密切相关,拟合结果受X分量、Y分量的影响,进而影响拟合结果的可靠性。
4结论
是建筑工程中不能严格监督施工技术的质量。主要表现在因监管不严,普遍存在偷工减料的施工现象。目前国内在道路工程质量、数量及成本之间存在的矛盾比较突出。在工程管理规模不断扩大时,在生产中质量没有严格遵循标准,导致产生豆腐渣工程进而对广大群众的生命安全构成威胁。无法根据预定计划完成路桥建设施工。因路桥工程具有相对较大的施工难度及复杂的建设任务,难以控制桥梁建设进度。施工所处的地形、地质条件及无法预知的问题等都对成本控制与工程管理产生十分严重的影响。四是因路桥建设中存在较多的不确定问题,使工程设计多次进行变更,导致工程施工不稳定。路桥施工对于设计变更而言将产生很多不可预知的不利后果。
2路桥施工管理的优化
一是钢筋是路桥支撑的重要核心物资,但易于产生锈蚀等情况,这将对其使用年限产生较大危害,对于人们出行安全具有直接影响。所以,选择应用建筑材料应提高应有的重视程度。涂层钢筋由于比普通钢筋增加了一层防腐涂层,质量相对比较过硬。此外还能采用电化学防护方法。施工单位培训施工人员后,再将该技术进行推广应用。另外,对已产生腐蚀的钢筋可采用喷砂法进行修复。二是混凝土是路桥建设基础,在工程施工时应用较多。对于影响路桥质量的一个重要因素就是混凝土等级与施工技术,最常见的就是在路桥中产生裂缝。主要是因混凝土不合理使用或混凝土没有达到质量标准而引起,为使应用的混凝土质量不断提高,准确配比水泥与水灰比例,应对混凝土选择适宜的强度等级。及时优化搅拌和振捣混凝土技术,使混凝土融合更佳,进而使其使用寿命得到延长。应对工程建设工期进行准确计算,确保建设周期规范合理。为避免混凝土在高温天气中产生过硬情况,可适宜添加掺合剂与外加剂。这一措施简便可行能使混凝土强度及利用率明显提高,工程成本明显降低。三是路桥施工与管理与施工人员之间具有比较紧密的关系,需不断提高施工人员专业知识储备,以便于熟练把握各施工环节。而且施工人员综合素质也应进一步提高,多接触其它一些知识,只有提高专业技术水平,才可满足施工所需。四是路桥工程管理技术应不断提高,始终将路桥质量提高与安全作为首要条件。设施健全完善的质量责任体系对于路桥质量的提高具有决定性作用,不可忽视路桥建设施工各环节中的质量问题。针对施工人员应制定比较详细明确的个人岗位责任制,时刻强调各种切实可行的安全措施。施工前,应处理好施工各环节可能存在的质量及安全隐患,施工时应根据安全管理机构制定的各项措施进行严格实施。五是加强对路桥施工各环节的过程管理。应依据路桥施工实际制定相对比较妥善的模拟方案,该方案应详细到各施工环节详细情况及可随时产生的各种问题。为避免产生各类不可预见的问题,有针对性地制定相应解决方案。而且在路桥工程施工的重要环节与关键施工顺序方面也应加强研究探讨。对于重点路桥工程的施工进度,应不断加强施工力度并提高施工速度。不可放松验收监理部门的工作,工程质量验收的完善也是非常重要的一项内容。六是在路桥工程施工中,需要将众多的大型施工机械配合人力作业进行,只有使各种大型机械的优势得到充分发挥,对施工现场统一组织、计划及协调,才能有效利用时间,按预期计划得以完成。施工前应认真仔细检查机械设备,保证施工机械与施工人员的安全。日常对这些机械设备进行全面保养,应备有数量足够、经验丰富、工种齐全的维修技术力量,以免在路桥建设中发生故障而影响工期。建立专人技术负责制,确保机械设备存放、管理与及时应用,使其在路桥施工建设中发挥重要作用。
3结束语
首先,处理地基。在挖基坑的时候,要想防止挖掘过度就要提前做好规划,掌握好比例,要不就会发生地基下沉的问题,这些问题一旦出现就会严重的影响到后续的建设工作,使得项目的品质受到很大的干扰。在挖掘的时候要清理好基底,而且平整得当、在挖掘工作结束之后要测试其受力能力,如果达标才可以开展后续的建设工作。其次,捆扎钢筋。此项工作要按照图纸的规定来开展,要明确钢筋的类型和总数尺寸等等,还应该做好测量工作,要保证整个时期都有专门的监管者,以此来确保项目的品质不受干扰。还要选择合理的焊接措施。捆扎好之后要适当的填充,通常填充砂浆和土壤,这样做的目的是提升器稳定性。再次,控制好模板。在进行模板建设工作时,要做好模板加工工作,而且要使用定型模,使用脚手架来辅助。模块要采用截面设计的形式,钢管采用脚手架形成斜向支撑,在具体工作的时候要认真的掌控好该项内容,否则就会干扰项目的品质。最后,做好混凝土施工工作。在此时期,要在基底处和模板有效对接,为了防止渗漏通常用砂浆来围堵。同时此举还能避免场地发生塌陷。在具体的工作时,要结合材料的特点做好保护工作,避免其破损。在拆除模板之后,要进行台身的维护工作,要在其表层遮盖一层塑料薄膜,同时还要确保它的边角和表层不受撞击,确保平整。
2桥梁涵洞隧道施工技术
2.1桥梁涵洞隧道明洞施工技术
(1)材料方面的规定。通常规定泥沙以及水等材料的品质要合乎相关的规定。在气温较低的区域要做好抗冻测试工作。对于防水的材料还要测试它的防水能力。
(2)工艺方面的要求。在开展工作之前的时候要认真的测绘放样,要掌控好基槽的挖掘力度。洞1:3段及基槽开挖支护:洞口明挖可采用敞口放坡法施工。基底物探及承载力试:使用地质雷达对基底进行探测,并用重型动力触探仪对基底进行承载力试验。仰拱混凝土:基底承载力满足设计要求后应及时浇注仰拱混凝土。
2.2钢支撑施工技术
第一,材料品质方面的规定。要保证支撑使用的材料的品质良好,通常支撑是集中制造的,在场地中直接安放。而且在用之前的时候要对其调直处理,还要清理污渍。第二,工艺方面的规定。要认真的检测断面。对挖掘平面检测,假如出现过度挖掘或是挖掘力度不够的情况,就要对挖掘平面再次处理,确保挖掘平面合乎规定。在其达标之后就要尽快的喷射混凝土。同时还要明确钢架的方位。
3结束语
1.1导流标准及导流流量
由于本工程施工工期较短,围堰高度较低,淹没基坑对总工期影响较小,经济损失较少,根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004),将本工程施工导流建筑物的级别确定为5级。当导流建筑物采用土石结构时,其洪水重现期为5~10年,当导流建筑物采用混凝土或浆砌石结构时,其洪水重现期为3~5年。根据本工程特点及施工进度安排,围堰使用时间为一个枯水期,围堰高度相对较低,导流时段较短。本工程施工围堰选用土石结构,相应导流标准采用5年一遇重现期洪水。本流域位于欧亚大陆东部中纬度地带,大陆性气候明显。工程所在区域多年平均降水量为566.1mm,降水量年际变化大,年内分配不均,主要集中在6~9月,占全年降水量的79.9%,最大年降水量为941.5mm(1977年),最小年降水量为299.9mm(1989年)。结合水文资料分析,确定导流时段为10月~次年5月。本工程施工导流涉及的河道有2条,分别为永定新河和新引河。根据河道水文资料和河道主要功能的不同,具体分析确定河道的导流流量。永定新河是天津市一级重要行洪河道,是人工开挖河道,沿河汇入的河流和排水河道都有闸门控制,本流域洪水由暴雨形成,洪水与暴雨发生的时间相一致,大多在7、8两个月。按照屈家店闸下泄流量系列,据此分析计算确定永定新河5年一遇洪水重现期流量为117m3/s,施工洪水位为1.60m。新引河也是人工开挖河道,主要是一条输调水河道,每年春季均要承担引滦向海河补水的任务,输水流量20m3/s,每次补水时间20d左右。分析新引河屈家店(闸下)水文站2008~2010年的逐日水位观测数据,2008年最高水位1.502m,最低水位-0.058m,平均水位0.812m。2009年最高水位1.412m,最低水位-0.278m,平均水位0.702m。2010年最高水位1.762m,最低水位-0.148m,平均水位0.812m。因此,本次新引河施工导流流量采用新引河输水流量20m3/s。由2008~2010年逐日水位观测数据可知,3年期间河道相应的水位值变化较小(最高水位1.412~1.762m,最低水位-0.278~-0.058m,平均水位0.702~0.812m),由于新引河均在非汛期输水,最高水位发生在本工程施工期。因此施工期围堰挡水水位取1.762m较为安全,相应围堰工程量增加较少,既经济又安全。
1.2导流方式
桩号3+100处漫水桥所处位置永定新河侧河床宽约194m,新引河侧河床宽约124m,具备分期围堰施工导流条件,而滩地较窄,宽约8m,无法利用滩地布置导流明渠,若布置导流明渠,则需拆除和恢复现有河道堤防。
1.3导流建筑物设计
本工程位于天津市北辰区境内,区域经济社会发展速度较快,工程建设项目较多,且老旧建筑的拆除工程相对较多,因此区域内建筑渣土的产量比较大,渣料料源比较丰富,而土料相对比较缺乏。本次导流建筑物的设计应既考虑本工程的具体特点及要求,又能充分利用周边现有资源条件。本工程施工围堰采用的是土石混合围堰型式,围堰填筑料利用区域内产生的建筑渣土。永定新河侧施工围堰采用土石混合围堰型式,纵向施工围堰为一、二期共用。围堰按枯水期5年一遇重现期洪水、导流流量117m3/s设计。根据水力计算,施工围堰挡水水位为1.6m,堰顶高程为2.2m,围堰最大堰高5.2m,围堰顶宽4.0m,边坡1∶3.0。一期上游围堰靠近双街泵站排水出口,为防止泵站排水对围堰堰体造成冲刷,采用编织袋土及彩条布对该区域围堰迎水侧进行防护。新引河侧施工围堰采用土石混合围堰型式,纵向施工围堰为一、二期共用。围堰按新引河输水期水位1.762m、导流流量20m3/s设计。根据水力计算,施工围堰挡水水位为1.762m,堰顶高程为2.3m。一期横向施工围堰最大堰高为4.8m,围堰顶宽4.0m,边坡1∶2.5。二期横向施工围堰最大堰高为3.5m,围堰顶宽均为4.0m,边坡1∶2.0。纵向施工围堰最大堰高为3.5m,围堰顶宽4.0m,边坡1∶2.0。本工程施工导流采用分期围堰导流方式,根据工程结构要求及特点,结合现场施工条件,共分2期围堰。本工程纵向围堰位置的选择首先能保证在一期围堰束窄河床后,剩余河道过水断面能够满足导流流量的过流要求,并避免在导流期间对河道造成冲刷。其次,尽量增大一期围堰围护的宽度,以节省导流工程量,加快工程进度。第三,最好不占压联接墩位置,避免在施工联接墩时产生深基坑问题。经水力计算,确定了本工程纵向围堰的位置,分期围堰采用矩形方式布置,纵向围堰为一期围堰和二期围堰共用。
2总结
道路桥梁施工工程的整体项目较为巨大,在施工管理方面极易出现各种各样的问题。在目前的桥梁施工中由于施工难度不同,有些桥梁工程在进度控制方面存在着一定问题,无法按时完工的现象已经较为普遍。我国的桥梁施工需要克服多种多样的问题,还有一些不确定因素对于桥梁施工也具有一定影响。在施工过程中资源的不合理配置以及施工整体质量并不符合相应标准的问题依旧存在,这些问题都严重阻碍着桥梁整体的施工质量。桥梁质量的保证可以说是整个施工实施过程的核心所在,如果施工管理不达标,监管力量薄弱,那么将会浪费众多的人力、物力与财力,同时还会对人们的生命财产造成不可估量的损失,甚至有时会影响到国家建设相关部门的整体公信度。因此,相关部门应当针对桥梁施工的难点与重点进行剖析,保证桥梁整体的施工质量。桥梁施工建设在管理方面的难点主要有:
1.1无法准确地控制好工程施工的进度目前,桥梁施工建设过程中经常会出现延期完工的现象,即使有时在缩短工期的情况下依然会出现不能按时完工的问题。我国桥梁施工的任务较为繁重,而且地质等问题较为复杂,这些都为当前的桥梁施工管理造成一定的难度,因此很难在固定的工期内合格地完成相应的桥梁建设工程。
1.2资金无法得到合理的使用,浪费现象难以控制资源的合理化配置是整个工程正常施工的保证,在施工阶段要想真正地完成建设工程,务必要优化建设材料的采集工作,以最低的成本换取合格的施工材料,由此才可能保证桥梁建设的收益。但是我国的桥梁工程在施工中很难做到资源的合理化配置,有时会出现材料的浪费,继而增加了工程整体的成本,这也是施工管理中的一大难点。
1.3质量监管很难面面俱到我国的桥梁工程施工建设的数量与日俱增,这就为施工管理部门带来了一定的难度与挑战,管理者的任务也随之加剧。管理内容的不断增多,管理者自身的管理素质不达标,二者形成鲜明的矛盾,从而使得桥梁施工在管理上无法面面俱到,很难实现符合标准化的施工监管,导致偷工减料以及质量不达标的问题产生。
1.4频繁地变更桥梁施工设计,使得工程整体出现不稳定的因素在桥梁建设施工时,经常会面临着各类复杂的问题,相关的设计与管理者会根据相应的问题变更之前的设计,这样在某种程度上很难满足之前的设计理念,而且在变更设计时也会面临着很大的困难与挑战。由此就会导致整个桥梁施工的过程中会存在着一定的不稳定因素,使得整个工程的质量得不到应有的保障。
2应对桥梁施工管理的难点应采取的对策
2.1保证整体质量,健全质量责任体系桥梁建设要想真正地保证整体的质量,就必须及时地建立起一套健全的、完善的桥梁建设责任体系,通过体系可以有效地对整个施工过程进行约束。在施工中如果发现不符合工程整体质量的问题,要对其实行责任问责制,绝不纵容相应问题的产生,而且要按照固定的审查流程对其进行合理合法的审查。在桥梁施工现场,管理部门务必要对参与工程项目的建设人员制定岗位职责方案,以桥梁项目最高管理者为核心组成领导班子,以负责工程整体安全的负责人为主组成项目安全管理机构,制定出科学的安全管理措施,而且还要在施工之前对整体施工的危险指数做出合科学的评估。管理者要在施工过程中不时地提醒施工人员,要在完成工程的同时将安全生产放在第一位,严格地按照桥梁安全质量标准进行相应的建设与施工。
2.2在施工过程中,建立起管理激励机制如何才能够在标准的工期内,保质保量地完成桥梁建设工程,施工人员是最为关键的因素,施工的管理者一定要重视施工者的施工情况。要想提高施工进度,保证施工整体质量,管理者务必要提高施工人员的施工积极性,管理者可以创设一定的奖罚制度。奖励制度可以对那些在施工过程中认真工作、积极施工,能够有效地、及时地完成相应任务量的人员进行嘉奖,以此来鼓励施工人员能够向优秀者学习,继而提高自己的工作效率,按时完工。对于那些擅离职守,工作积极性不高,而且不按照规定进行施工的人员进行一定的惩罚,由此可以产生一定的威慑力,继而保证桥梁整体施工的质量。
2.3对桥梁施工建设实行全过程化管理对此,相关管理者要对每一阶段的施工制定出相应的工作计划,结合实际的施工情况,决定施工的工序与施工的主要线路,将这些关键程序当作整个工程中的重点工程,重点对其进行施工。除此之外,应当在桥梁建设过程中设立施工实验室,配备相应的机械设备与专业实验人员,通过实验得出相关数据从而更好地完成桥梁的施工工程。最后,要想从整体上保证桥梁的质量还可以充分地发挥出工程验收监理部门自身的能力,对整个工程进行竣工验收,保证桥梁的整体质量。
3结语
1 路线设计 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 线形设计一般原则 ............................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 平面线形要素的组合类型 ................................................................ 错误!未定义书签。
1.3 平面设计方法 .................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 平曲线设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.4.1 平曲线要素计算 ......................................................................... 错误!未定义书签。
1.4.2 逐桩坐标计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。
1.5 纵断面设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.5.1 竖曲线设计 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计 .......................................................................................................................... 1
1.6.1 路基宽度的确定 ........................................................................................................... 1
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定 ....................................................................................... 1
1.6.3 超高与加宽 ................................................................................................................... 1
2 路基路面设计 ............................................................................................................................. 2
2.1 一般路基设计 ...................................................................................................................... 2
2.1.1 路基的类型和构造 ....................................................................................................... 2
2.1.2 设计依据 ....................................................................................................................... 2
2.1.3 路基填土与压实 ........................................................................................................... 2
2.2 软基处理 .............................................................................................................................. 3
2.3 路基防护 .............................................................................................................................. 4
2.4 支挡结构设计 ...................................................................................................................... 4
2.5 路面结构设计 ...................................................................................................................... 6
2.5.1. 路面结构组成 ............................................................................................................. 6
2.5.2 路面类型 ....................................................................................................................... 6
2.5.3 沥青路面设计 ............................................................................................................... 7
2.5.4 水泥路面设计 ............................................................................................................... 8
2.5.5 路面比选 ....................................................................................................................... 9
2.6 路基土石方数量计算及调配 ............................................................................................ 10
2.6.1 横断面面积计算 ......................................................................................................... 10
2.6.2 土石方数量计算 ......................................................................................................... 11
2.6.3 路基土石方调配 ......................................................................................................... 11
3 排水设计 ................................................................................................................................... 15
3.1 公路排水设计的内容 ........................................................................................................ 15
3.2 设计依据 ............................................................................................................................ 15
3.3 路基排水设计 .................................................................................................................... 15
3.3.1 地表排水设备的类型 ................................................................................................. 15
3.3.2 边沟设计 ..................................................................................................................... 15
3.3.3 排水沟设计 ................................................................................................................. 16
3.4 路面排水设计 .................................................................................................................... 16
3.4.1 路面表面排水 ............................................................................................................. 16
3.5 涵洞设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
3.5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 ................. 错误!未定义书签。
3.5.2 涵洞选用原则 ............................................................................. 错误!未定义书签。
3.5.3 涵洞拟定 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 致谢 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计
公路的横断面,是指公路中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。
公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大经济效益与社会效益。
道路横断面的布置及几何尺寸应能满通、环境、城市面貌等要求,横断面设计应满足以下一些要求:
(1)设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求。
(2)设计时应兼顾当地农田基本建设的需要,尽可能与之相配合,不得任意减、并农
田排灌沟渠。
(3)路基穿过耕种地区,为了节约用地,如当地石料方便,可修建石砌边坡。
(4)沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。
1.6.1 路基宽度的确定
路基宽度是指公路路幅顶面的宽度,即两路肩外缘之间的宽度,公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。
根据规范,二级公路采用单幅路形式,行车道宽2×3.5m,硬路肩宽度:2×0.75m,土路肩宽度:2×0.75m。路基宽:7+1.5+1.5=10m,路拱坡度2%。
布置如下图4-1所示: 土
路
肩硬路肩行车道行车道硬路肩土路肩
图4-1 路基设计简图
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定
由《公路路基设计规范》,结合实际的工程地质条件综合考虑:路堤边坡坡度取为1:
1.5~1:1.75;路堑边坡取为1:0.5~1:0.75。
1.6.3 超高与加宽
2 路基路面设计
公路路基是路面的基础,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。
2.1 一般路基设计
2.1.1 路基的类型和构造
(1)路堤
路基设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。
(2)路堑
路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线,一般坡度取1:0.5和1:0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。
(3)半挖半填路基
半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点,上述对路堤和路堑的要求均应满足。
2.1.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路工程技术标准》
2.1.3 路基填土与压实
(1)填土的选择
路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施
工技术有关。在填土时应综合考虑,据《路基设计规范》可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表:
路基压实度及填料要求表
(2)不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应
自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土,
不能非成层使用,以免在填方内形成水囊。
(3)路基压实与压实度
路堤填土需分层压实,使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量
有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求,上层和下层的压实度应高些,中间层可低些。
据《路基设计规范》,高速公路路基压实度应满足下表:
路基压实度(重型)要求表
软土地基,通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,
造成路面严重破坏,处理好路基,是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物,由于它分布较广,使用要求较高,因而对地基提出了较高的要求。
本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承载力很好,地质也良好。对于有淤泥层的地段,由于深度都在3m以内,一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土,石渣等,其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。
对于地质条件差,且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段,边坡采用护面墙进行防护。
2.3 路基防护
路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施,是路基设计的主要项目之一。
路基的防护的方法,一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。
(1)路堤边坡防护
路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡,具体尺寸见图纸《路堤方格网植草防护图》。
(2)路堑边坡防护
路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堑高度大于3米均采用人字形骨架植草护坡。
2.4 支挡结构设计
(1)挡土墙的用途
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。
(2)挡土墙的类型及适用范围
挡土墙类型分类方法较多,一般以挡土墙的结构形式分类为主,常见的挡土墙形式有:重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置,挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。
路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方,可以防止路基边坡或基底滑动,确保路基稳定,同时可以收缩填土坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积,以及保护临近线路已有的重要建筑物。
路堑挡土墙设置在堑坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡,同时可减少挖方数量,降低边坡高度。
(3)本路段挡土墙设置
在路段K0+960~K1+100右侧,为收缩坡脚、加强路基的稳定性,设置挡土墙长140m,高2~4m,具体布置及构造见《挡土墙布置图》和《挡土墙构造图》。
(4)挡土墙排水设施
挡土墙的排水处理是否得当,对岩石或土坡的稳定性影响很大,直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水,主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此,可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土,以减少雨水和地面水下渗,必要时应加设铺砌,采取封闭处理。为防止地表水渗入地基,可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水,主要是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。设计中采用10×10cm的方形孔,间距为2m。最下一排泄水孔的底部距地面30cm。
沉降缝和伸缩缝:为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝,须设置伸缩缝。
通常,把沉降缝和伸缩缝结合在一起,统称为变形缝。设计中,沿墙身10m设置一道变形缝,缝宽20mm,缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋,塞入深度不应小于15cm。
(5)挡土墙施工注意事项
①施工前应做好地面排水工作,保持基坑干燥;
②基坑开挖后,若发现地基与设计情况有出入,应按实际情况调整设计;
③墙趾部分的基坑,在基础施工完后应及时回填夯实,并做成不小于4%外倾斜坡,以免积水下渗,影响墙身的稳定;
④浆砌挡土墙的砂浆水灰比必须符合要求,灰浆应填塞饱满,浆砌挡土墙应错缝砌筑,填缝必须紧密,不得做成水平通缝,墙趾台阶转折处,不得做成竖直通缝;
⑤墙体应达设计强度的75%以上,方可回填墙后填料;
⑥回填前,应确定填料的最佳含水量和最大干密度,根据碾压机具和填料性质,分层
填筑压实,压实度应满足设计要求;
⑦墙后回填必须均匀摊铺平整,并设不小于3%的横坡,利于排水。墙背1.0m范围内,不得有大型机械行驶或作业,防止碰坏墙体,并用小型压实机碾压,分层厚度不得超过0.2m。
⑧墙后地面坡度陡于1:5时,应先处理填方基底(如铲除草皮,开挖台阶等)再填土,以免顺原地面滑动。
2.5 路面结构设计
2.5.1. 路面结构组成
⑴面层
面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次,并为车辆提供行驶表面,直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。因此,面层应具有足够的结构强度,抗变形能力,较好的水稳定性和温度稳定性,而且应当耐磨,不透水;其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成;其上层可为磨耗层,其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有:水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。
⑵基层
基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度,具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时,可设为两层,分别称为上基层和底基层,并选用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有:各种结合稳定土、天然砂砾,各种碎石和砾石、片石,各种工业废渣等。
⑶垫层
垫层介于土基与基层之间,将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形,阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的材料有:砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。
2.5.2 路面类型
按面层所用的材料来分,有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长,能适应较繁重的交通量,一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。
2.5.3 沥青路面设计
2.5.3.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 34.9 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 30.9 (0.01mm); H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉); H( 4 )= 17.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,干燥状态下取二灰土厚度H( 4 )=18cm。
② 中湿状态
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 37.1 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 32.7 (0.01mm); H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉);H( 4 )= 19.5 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,中湿状态下取二灰土厚度H( 4 )=20cm。
⑼确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18 cm
---------------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 20 cm
---------------------------------------
土基
2.5.4 水泥路面设计
2.5.4.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
其中,小汽车的前后轴都小于两吨,在路面设计中因其轴载太小无需考虑。
确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 15cm
----------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18cm
----------------------------------
土基
2.5.5 路面比选
两种路面的优缺点对比分析
(1)沥青路面的优缺点
优点:
①沥青路面由于车轮与路面两级减振,因此行车舒适性好、噪音小;
②柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强;
③沥青路面修复速度快,碾压后即可通车。
缺点:
①压实的混合料空隙率大,耐水性差,宜产生水损坏,一个雨季就可能造成路面大量破损;
②沥青材料的温度稳定性差,脆点到软化点之间的温度区间偏小,包不住天然高低温度,冬季易脆裂,夏季易软化;
③沥青是有机高分子材料,耐老化性差,使用数年后,将产生老化龟裂破坏; ④平整度的保持性差,不仅沉降会带来平整度劣化,而且材料软化会形成车辙。
(2)水泥混凝土路面的优缺点
优点:
①水稳定性较高,在暴雨及短期浸水条件下,路面可照常通行;
②温度稳定性高,无车辙现象;
③水泥混凝土是无机胶凝材料,主要水化产物水化硅酸钙既是其强度的主要来源,既耐老化,又无污染。但在更长时期,会与所有岩石一样,产生风化现象,水泥石风化与沥青老化相比,时间长10倍以上,不构成工程问题;
④平整度的保持期长;
⑤在相同技术和工艺水平下,水泥路面大修前的使用年限长。
缺点:
① 在相同平整度条件下,由于刚性路面不减振,因此行车舒适性不及沥青路面;噪音较大,我国对低噪音水泥路面尚未开展研究和应用;
②在路基、地基变形或不均匀沉降条件下,易形成脱空,附加应力很大,极易产生断裂破坏,对路基稳定性要求高,对不均匀沉降的适应性差。
③水泥路面强度高、硬度大,即使断板后也难于清除,修复难度大,新浇筑面板的养护期较长。
鉴于沥青路面对公路周围的土地、地下水等会造成污染,造价要高于水泥路面;而修建水泥路面能促进当地经济的发展,带动当地经济发展,也提升当地水泥的质量和知名度,所以选择修建水泥路面。
2.6 路基土石方数量计算及调配
路基土石方是公路工程的一项主要工程量,在公路设计和路线方案比较中,路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时,还需要确定分段和全线的路基上石方数量。
地面形状是很复杂的,填挖方不是简单的几何体,所以其计算只能是近似的,计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求,在保证使用的前提下力求简化。
2.6.1 横断面面积计算
路基填挖的断面积,是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积,高于地面线者为填,低于地面线者为挖,两者应分别计算,下面介绍几种常用的面积计算方法。
①积距法:适用于不规则图形面积计算
把横断面图划分成若干条等宽的小条,累加每一小条中心处的高度,再乘以条宽即为该图形的面积。
将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块,每个小条块的近似面积为: Fi=bhi
则横断面面积:
当b=1m时,则F在数值上就等于各小小条块平均高度之和Σhi。
要求得Σhi的值,可以用卡规逐一量取各条块高度的累积值。当面积较大卡规张度不
够用时,也可用米厘方格纸折成窄条代替卡规量取积距,用积距法计算面积简单、迅速。若地面线较顺直,也可以增大b的数值,若要进一步提高精度,可增加测量次数最后取其平均值。
②坐标法
已知断面图上各转折点坐标(xi,yi),则断面面积为:
A = [∑(xi yi+1-xi+1yi ) ] 1/2
坐标法的精度较高,适宜于用计算机计算。
计算横断面面积还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。
2.6.2 土石方数量计算
若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为:
V=(A1+A2) L 2
式中:V——体积,即土石方数量(m3);
F1、F2——分别为相邻两断面的面积(m2);
L——相邻断面之间的距离(m)。
此法计算简易,较为常用,一般称之为“平均断面法”。
土石方数量计算应注意的问题:
(1)填挖方数量分别计算,(填挖方面积分别计算);
(2)土石方应分别计算,(土石面积分别计算);
(3)换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量,同时还应计算填方工程量;
(4)路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积,(填方扣除、挖方增加);
(5)路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积,小桥及涵洞可不予考虑。
2.6.3 路基土石方调配
土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向:以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所“取”,挖方有所“用”,避免不必要的路外借土和弃上,以减少占用耕地和降低公路造价。
填方土源:附近挖方利用
借土
挖方去向:调往附近填方
弃土
(一)土石方调配原则
(1)就近利用,以减少运量:在半填半挖断面中,应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡,然后再作纵向调配,以减少总的运输量。
(2)不跨沟调运:土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响,一般大沟不作跨越调运。
(3)高向低调运:应注意施工的可能与方便,尽可能避免和减少上坡运土;位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。
(4)经济合理性: 应进行远运利用与附近借土的经济比较(移挖作填与借土费用的比较)。
远运利用的费用:运输费用、装卸费等
借土费用:开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费
为使调配合理,必须根据地形情况和施工条件,选用适当的运输方式,确定合理的经济运距,用以分析工程用土是调运还是外借。
土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题,但这不是唯一的指标,还要综合考虑弃方或借方占地,赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些:运输费用可能稍高一些,但如能少占地,少影响农业生产,这样,对整体来说也未必是不经济的。
(5)不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配,以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。
(6)土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量,妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点,并综合考虑借土还田,整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地,在可能条件下宜将弃土平整为可耕地,防止乱弃乱堆,或堵塞河流,损坏农田。
(二)土石方调配方法
土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等,目前生产上多采用土石方计算表调配法,该法不需绘制累积曲线图与调配图,直接可在土石方表上进行调配,其优点是方法简捷,调配清晰,精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是:
(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的,调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁,供调配时参考。
(2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡,明确利用、填缺与挖余数量。
(3)在作纵向调配前,应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距,供土石方调配时参考。
(4)根据填缺挖余分布情况,结合路线纵坡和自然条件,本着技术经济和支农的原则,具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用,并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。
(5)经过纵向调配,如果仍有填缺或挖余,则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点,然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。
(6)土石方调配后,应按下式进行复核检查:
横向调运十纵向调运十借方=填方
横向调运十纵向调运十弃方=挖方
挖方十借方=填方十弃方
以上检查一般是逐页进行复核的,如有跨页调配,须将其数量考虑在内,通过复核可以发现调配与计算过程有无错误,经核证无误后,即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等,为编制施工预算提供上石方工程数量。
(三)关于调配计算的几个问题
(1)经济运距
填方用土来源,一是路上纵向调运,二是就近路外借土。一般情况调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长,以致运价超过了在填方附近借土所需的费用时,移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此,采取“调”还是“借”有个限度距离问题,这个限度距离即所谓“经济运距”,其值按下式计算:
经济运距 L经 = B+ L免 T
式中:B——借土单价(元/m3);
T——远运运费单价(元/m3·km);
L兔——免费运距(km)。
由上可知,经济运距是确定借土或调运的限界,当调运距离小于经济运距时,采取纵向调运是经济的,反之,则可考虑就近借土。
(2)平均运距
土方调配的运距,是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见,这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算,称平均运距。
在纵向调配时,当其平均运距超过定额规定的免费运距,应按其超运运距计算土石方运量。
(3)运量
土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位:m3·km
在生产中,工程定额是将平均运距每10m划为一个运输单位,称之为“级”,20m为两个运输单位,称为二级,余类推,在土方计算表内可用符号①、②表示,不足10m时,仍按一级计算或四舍五人。于是:
总运量=调配(土石方)方数×n
式中:n——平均运距单位(级),其值为:
n = (L - L免)/ A
其中:L ——平均运距;
L免——免费运距。
在土石方调配中,所有挖方无论是“弃”或“调”,都应予以计价。但对于填方则不然,要根据用土来源来决定是否计价。如果是路外借土,那当然要计价,倘若是移挖作填调配利用,则不应再计价,否则形成双重计价。因此计价土石方必须通过土石方调配表来确定其数量为:
计价土石方数量=挖方数量十借方数量
一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量,一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。
具体计算及调配见《路基土石方数量计算及调配表》
3 排水设计
3.1 公路排水设计的内容
公路排水设计可划分为四部分:
(1)横向穿越路界排水——由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水;
(2)路界表面排水——指公路用地范围内的表面排水,包括路面排水、中间带排水、
坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等;
(3)路面结构内部排水——通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构(面层、基层
和垫层)内部,或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干;
(4)地下排水——危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。
3.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路排水设计规范》
《公路工程技术标准》
3.3 路基排水设计
3.3.1 地表排水设备的类型
(1)边沟:设置在挖方路基的路肩外侧,或低路堤的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
(2)排水沟:用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。
3.3.2 边沟设计
挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤,在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠,称之为边沟,其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。边沟内侧边坡坡度按土质类别采用1:1.0~1:1.5;梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时,边沟应采用沟底最小纵坡坡度,并缩短边沟出水口的间距。
边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置,引排到路基范围外,使之不冲刷路堤坡脚。
(1)设计流量的确定采用公式
Q=16.67qF (3-1)
式中:Q——设计流量 m3;
q——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度 ,min;
——径流系数;
F——汇水面积 ,km2。
3.3.3 排水沟设计
排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流,以形成整个排水系统。排水沟的平面布置,取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置,必须结合地形自然条件,因势利导,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽量采用较大半径(10~20m以上),徐缓改变方向,保证水流舒畅;纵面上控制最大和最小纵坡,以1%~3%为宜,纵坡大于3%,需要加固,大于7%,则应改用急流槽。
(1)排水沟断面形式:
排水沟一般为梯形断面,其大小应根据流量确定,深度与宽度不小0.5米。排水沟边坡视土质而异,一般在1:1-1:1.5。
排水沟沟底纵坡不小于0.5%,在特殊情况下允许减小到0.2%。
(2)排水沟的平面线形:
排水沟应尽量采用直线,如必须转弯时,其半径不小于10-20米,排水沟的长度根据实际需要而定,通常在500米以内。
(3)排水沟与水道的衔接。
排水沟采用梯形断面,h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。水文水力计算同边沟,在此不另行计算。
3.4 路面排水设计
路面排水由路面横坡、路肩纵坡、拦水带或路肩矩形边沟,路肩排水沟、泄水口和急流槽等组成。路面排水设施的设计,按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度(mm)。路面排水设计重现期规定:高速公路3—5年,一级公路2—3年,二级公路1—2年。
3.4.1 路面表面排水
路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响安全。
当路基横断面为路堑时,横向排流的表面水汇集于边沟内。当路基横断面为路堤时,可采用两种方式排除路面表面水:
全球定位系统(GPS)是美国第二代卫星定位系统。GPS接收机是由由24领卫星组成,其中包括21颗工作卫星和2颗备用卫星,并均匀的分布在6个近似圆形的轨道上。各个轨道平面之间的倾角为55,平均运行周期为11小时58分。一般情况下能同时观测到6颗卫星,最多时可到9颗卫星。GPS定位原理类似于传统的后方交会原理。如果已知空间GPS卫星的具置。如果仅需确定测站点的三维坐标则GPS接收机只需要继续接收3颗GPS卫星发射出的卫星信号。也就是取得卫星到测站点的几何直线距离,就可以根据后房交会的原理确定测站点的三维坐标。但实际中因为造价或工程费用的原因,GPS接收机中的时钟精度是有限的,同时与GPS时间相比有较大的偏差,所以就需要将这一时间作为待定的参数,将其与待定空间参数结合并就解,因此最少需要4颗全站仪卫星。
2GPS在道路桥梁工程测量中的应用
近年来,随着GPS定位技术的不断发展与完善,道路工程测量技术发生了革命性的变革,GPS技术为道路工程测量提供了崭新的技术方法和手段。以GPS技术为依据的高速度、高效率、高精度的GPS相关技术,正逐渐取代传统的用于道路工程测量中的测角、测距、测高程为主体的地面测量定位技术。与此同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间,定位方法已从传统的静态扩展到动态,定位服务领域已从传统的导航和测量领域扩展到当今国民经济建设的广阔领域。当今,我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,例如:GPS技术已普遍应用到国家大地水准网、城市高程控制网、道路工程控制网的建立与改造中,同时在石油勘探、通信线路、高速公路、地下铁路、建筑变形、隧道贯通、大坝监测、地震的形变监测等也已广泛的使用全站仪定位-GPS技术。同时随着GPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的不断发展,单点定位精度不断提高,GPS技术不仅在工程方面应用广泛,在导航、石油物探点定位、运载工具实时监控、地质勘查剖面测量等领域将有更加广泛和优越的应用前景。
2.1GPS在道路建设工程控制网中的应用道路工程控制网是道路工程建设、管理和维护的基础,其精度要求与道路工程项目的性质及规模关系密切。常规的方法多采用边角控制网进行布设。而利用GPS定位的方法建立道路工程控制网,具有点位选择限制少,作业时问短,工程费用低及成果精度高等特点。且GPS定位方法可用于建立道路工程首级控制网,及变形监测控制网、工程勘探、道路施工控制网及隧道等地下工程控制网的布设等等。为保证工程的精度GPS定位方法通常采用载波相位静态差分技术。以保证工程数据精度能够达到毫米级别。
2.2GPS在工程变形监测中的应用变形监测技术主要应用于监测大桥、高层建筑等建筑物及构筑物的地基沉降、位移及其整体的倾斜状况等。变形监测工作的特点是被监测建筑物的尺寸比较大,监测环境复杂且对监测技术的要求比较高。传统常规的监测技术是应用水准测量的方法,监测地基的沉降情况。传统技术是应用小角度测量方法。投点法及视准线法监测地基的沉降位移和及整体的倾斜状况。当今GPS技术也可应用在变形监测领域,通常我们通过建立高兴度的GPS监测网,得到毫米级季度的嘴对平面位移与相对竖直监测数据,然后通过利用全站仪进行监测对比。实践表明GPS技术可以完全取代高精度的边交网控制测量,且精度相对较高。因此在有条件的情况下,利用GPS控制网更加方便快捷。
3GPS技术应用在道路桥梁工程测量的优点
3.1GPS技术用途广泛:GPS技术可应用于国民经济多个领域。在工程测量领域里,GPS定位系统可应用于大地测量、地壳板块运动监测、工程施工、道路桥梁建设等领域,可以应用于建立各种工程监测网及进行各种繁琐的工程测量等。进行各种工程测繁等。自动变形监测系统、工程施工的自动控制系统是未来GPS技术的在工程测量中的研究方向之一。
3.2利用GPS技术在进行线路测量时不受天气状况的影响GPS测量技术采用的是卫星定位原理,可以再任何的时间地点连续的进行观测工作,且可以在视线不佳的天气或夜间进行观测不受天气状况的影响。该优点是传统的光学测量仪器无法比拟的。
3.3GPS技术定位精度高利用GPS进行测量其精度较传统方法要提高很多。其中、短距离精度可达毫米级。其中大型建筑物、构筑物变形监测如果采用特殊的观测手段方法和适当数据处理模型和软件后。其平面精度可达到亚毫米级。
3.4GPS技术应用到工程测量中工作效率高GPS技术对测量的数据具有存储功能,通过计算机连接和绘图软件可以直接将测量的数据结构生成平面图和断面图,从而大大减小了绘图的工作量,提高了工作效率。实践表明,GPS应用在道桥工程测量中可大大提高工作效率,简化传统的测量程序,从而大大的缩短了测量时间。利用GPS控制网进行选点其灵活度高,布网方便,基本不受通视、网形的限制,特别是在地形复杂、通视困难的测区,利用GPS技术其优越性更加明显。
4结束语
1.全球定位系统等电脑辅助设技能的应用
将网络技能应用于道路与桥梁勘查工作,可以有效的降低地质勘探工作难度,提高勘查工作效率。如全球定位系统、遥感系统等,可以通过计算机辅助完成相关勘查工作。可以针对道桥航摄区域全球定位系统空中定位技能、数字地面模型与路线设计方案叠加技能、电脑图像解译技能以及数据信息管理等关键技能开展研究。
2.研究道路与桥梁通行流量
网络技能的应用,使得我国的道路桥梁工程的国道主干线设计工作,实现了集成网络系统的设计研究,这一系统能够对交通通行流量、车型、及规模进行统计,对这些关键技术项目的研究能够实现交通流参数的科学采集与处理。这一网络化集成系统的开发能够对不同道路的路段与变通流运行特点,通过模拟进行形象化的分析,这一技术的应用提高了道路桥梁工程的现代化水平
二、道路设计中交通地理信息系统的应用
1.电子地图的使用:由静态的地图像动态地图的一个转变,对于老的管理方法可以说是新的改革,信息量大了,而且更方便的了管理,使人一眼便能看懂。对于相关的交通部门来说,对以后管理工作的开展有很大促进作用,对于人民群众来说,更像是一个活的指路者。
2.公路网规划手段更加强大:目前基于GIS-T的交通规划模型软件已经开发成功并进入商业化应用阶段,这些软件包括全部的GIS软件功能,其应用模型与GIS集成为一体,它使交通规划的手段更加强大。
3.道路设计和养护:GIS-T为道路工程的计算机辅助设计
CAD提供了强大的数字化地理平台,正是基于此,CAD已有早期的平面二维设计跨入了三维设计,进入了可视化设计时代,这是CAD领域的突破性发展。GIS-T还与路面管理系统、桥梁管理系统等公路养护管理系统相关连,借助先进的路面和桥梁检测设备和数据搜集手段,使道路养护管理更加科学合理,经济高效。
三、道路与桥梁工程施工中网络技能的应用
道路与桥梁工程建设是一项非常复杂的工作,从道桥设计到施工都涉及到诸多领域的技术,需要各个学科相互交流,同是参与道桥建设的施工队伍及人员也很复杂,只能使用科学的方法对工程进行管理,才能够有效的提高施工质量,但是实际的工程管理难度很大。网络技能的应用可以对道路桥梁进行信息化管理,使权责更加分明,更加具体。通过网络技术编制相应的的管理模型,将总的管理目标进行分解,从而实现分层逐级管理。各个层次的网络计划可以构成一个总体网络,实现对各层次计划的有效控制。各级网络之间可以通过相互的支撑和连接来实现施工计划的整体化和结构化,通过一定的系统化程序来实现施工计划管理网络的构建,这对总体计划目标的实现及各层次网络的目标实现具有重要作用。
四、网络技能在道路与桥梁工程养护、管理方面的应用
通过网络技术可以实现对道路桥梁地图的全面实体查询,当道桥出现使用问题或故障时,通过网络地图就可以准确的获取发生问题的准确位置,以及到到具置的行车路线,此外,还可以通过网络技能获取相应道路的基本信息资料,从而更好的完成道桥的维修及养护工作。在交通数据信息的采集及整理工作中,网络技术也具有其它技术不可比拟的优势,它能够以图表的形式,形象的展示道桥的具体资料,为决策层提供更为准确的判断资料。通过现代的高科技检测技术以及公路养护管理系统的综合运用,能够实现道路与桥梁养护的高效管理。此外,通过相应的网络查询可以使企业选择最优的运输路径,发挥出网络地图系统的最大优点,同时,运输类单位还可通过网络运营系统对客流量及运载量等进行实时的统计和预报,从而使运输路线行车更加顺畅,更有利于运输计划的开展。相关的运输管理部门也能够通过网络技术还对交通运输情况进行监督,对交通流量及危险货物运输等进行全方面的高效监督。
五、结语
1.1施工船舶
1.1.1移动导向架定位船的选择导向架定位船由“天威号”700t全回转起重船进行改装,主要用于钢管桩沉桩过程的定位和纠偏,其主钩辅助立桩并负责吊持冲击锤复打,同时振动锤和冲击锤系统也存放于该船甲板上。导向架焊接固定在“天威号”定位船的左舷,主体结构为钢质桁架结构,长15.3m、宽14.85m、高18.65m,分为上下两层,两层之间距离为12m,分别布置3组液压抱桩器,上下层的液压抱桩器垂向同心,保证钢桩打设精度。
1.1.2浮吊选型本工程所有钢管桩中,最大吊重197.6t,最大吊高87.7m,选用“起重27号”1600t双主钩浮吊进行吊装入位以及吊持冲击锤复打,其有效吊重1600t,有效吊高95m,有效吊距43m,均可满足施工要求。
1.2打桩锤选型
根据对68个墩位逐墩进行沉桩阻力计算分析,初打采用2台APE400液压振动锤联动振沉,当液压振动锤初打不能振沉至设计标高时,采用MHU800S液压冲击锤复打至设计标高。
2施工工艺及方法施工工艺流程。
2.1沉桩实时定位系统
移动导向架沉桩实时定位系统由硬件和软件两个部分组成。其中:硬件设备包括:在定位船及导向架上布置3台GPS接收、3台激光扫描仪、2台倾角传感器,软件系统包括:数据传输系统、计算机控制系统及打桩软件系统。系统通过GPS(RTK)确定绝对位置功能及激光扫描仪确定相对位置功能,依靠船体参数项进行衔接完成桩平面位置确定,通过不同高度的激光扫描仪扫描的桩心坐标及2台扫描仪的高差获得桩垂直度数据,具备以下功能:
1)实时显示船位状态,当前桩位偏差指示和垂直度显示;
2)当前桩与已完成多桩间距显示;
3)任意两个高程面桩心坐标显示;
4)CAD图形和EXCEL数据文件导入和记录文件导出功能;
5)项目的新建、保存、关闭,系统参数的设定、修改、保存功能。
2.2平面位置定位
1)初定位:3台GPS(RTK)实时坐标可以确定船的位置和方向,通过导向架中间一组抱桩器中心位置坐标和船体实时扭角完成一次定位。每个墩台定位船驻位2次,每次完成在同一列的3根桩的初定位,初定位时要求与设计坐标偏差小于5cm。
2)下桩后定位:初定位完成后开始入桩,工程桩进入抱桩器,扫描仪即获得数据,桩位实际坐标由扫描仪实时测量获得,首先将抱桩器抱紧,使桩与定位船形成整体性,根据沉桩实时定位系统显示数据指导定位船位置的微调来调整桩的平面偏位。第1根桩在绝对位置和垂直度均满足设计要求的情况下下桩,从开始下桩到沉桩结束过程中沉桩实时定位系统全程监控,遇情况随时进行调整。第1根桩完成后的其余5根桩在满足绝对位置和垂直度要求情况下,必须要考虑相对位置偏差,沉桩实时定位系统根据激光扫描仪扫描的数据提供桩相对位置偏差数据表,根据数据情况指导桩位调整,有效保障绝对位置和相对位置都满足设计要求。
2.3垂直度调整
桩垂直度的获取依靠激光扫描仪扫描数据完成,3台扫描仪分别布置在导向架上下两层,“激光扫描仪3”确定出3根桩上部的桩中心坐标,“激光扫描仪1”和“激光扫描仪2”可以确定出3根桩的下部桩中心坐标,根据同一根桩上下两个平面的差距和2个扫描仪的高差,可以通过软件系统实时计算出每根桩的垂直度,并根据显示值进行两个方向的垂直度调整,顺船向通过抱桩器调整,横船向通过调节定位船左右水仓的压载水调整。
2.4高程控制
沉桩实时定位系统高程控制是在激光扫描仪下方安装3个红外激光头,分别指向3个桩中心位置,桩入抱桩器时红外光点打在桩上,通过前期调平工作,使激光束与船体平面保持平行,激光点高程变化与GPS高程同步,打桩时通过桩架上安装的视频监控装置对红外点指示的桩刻度线进行观测,将指示刻度线读数输入打桩软件中,软件通过与桩顶刻度数反算,即可完成桩顶高程的控制。
2.5沉桩
“起重27号”副钩吊起放在定位船甲板上的2台APE-400液压振动锤联动锤组,移至钢管桩正上方缓慢下落,使锤组的液压夹具夹住钢管桩顶部,开启振动锤,对钢管桩进行振沉,直至振沉至设计标高。振沉过程中,实时监控系统发现桩身垂直度偏差过大时,采取延长留振时间、交替上拔和振沉等方式,使土体充分液化,确保钢管桩垂直下沉。振沉过程中遇到地质较硬,振动锤振沉困难情况,则停锤并移开振动锤组,更换“天威号”吊持MHU800S液压冲击锤进行复打至设计标高。
3施工质量分析
本工程408根桩全部采用移动导向架沉桩施工工艺施工,虽然有个别墩位因地质不均,造成一次沉桩质量超标,但通过拔出后再次重复振沉的方式,使408根桩的最终沉桩合格率均达到了100%。以沉桩过程最为困难的50号墩为例,通过采取留振、拔出后往复振沉的方式,使6根桩的最终成桩质量均满足平面偏差不大于10cm、垂直度不大于1/250的高标准设计要求。
4结语
【关键词】道路桥梁;钢筋问题;成因;防治措施
引 言:为了使道路桥梁施工质量得到保证,必须要加强对施工的管理、克服各种条件的制约。道路桥梁一般都为钢筋混凝土结构,钢筋则是一座桥梁的骨架,起到非常重要的作用。由此可见道路桥梁的施工过程中,钢筋质量具有重要意义。下面介绍了一些道路桥梁施工中钢筋的主要问题。
一、关于道桥施工中钢筋工程问题的具体表现
由于历史和客观的原因,钢筋工程会出现各种质量上的问题,例如:钢筋质量不高、规格不适当、钢筋锈蚀等,这些问题会直接影响到道桥钢混凝土构件的质量,也会进一步影响到道桥工程的施工进程、使用功能和使用寿命,是道桥施工不可回避的重要问题。要抓住导致问题的关键因素,踏实工作,力争彻底地消除影响钢筋工程的质量隐患,确保钢筋工程的顺利实施,促进企业的发展和壮大。
现实施工中因各种因素引起的钢筋工程质量问题有很多,文章按照行为主体的不同划分为:设计方面导致的钢筋工程问题、施工方面导致的钢筋工程问题、管理方面导致的钢筋工程问题和自然环境方面导致的问题,具体分析如下:
(一)关于设计方面所导致的钢筋工程问题
钢筋作为钢筋混凝土构建中的主要材料,在结构中的作用是非常重要的。再设计方案上面,一定要规范设计图纸。要做好相关的调查,这样可以更加有利于设计的精确度。一定要规范操作流程,以免质量受到影响。
由于在道桥工程设计时对实际施工情况预测不准或者是照搬先前设计,这导致混凝土构件中钢筋数量不足,构件难于承受压力、剪力和应力,从而对道桥工程带来质量隐患。例如:钢筋、钢拱架数量不足,出现这种情况的主要原因是由于设计钢筋间距和设计数量矛盾,一般发生在钢筋混凝土构件中,按照间距施工,由于设计间距计算的根数与钢筋表中给定的钢筋根数不一致,而造成间距合格,数量不足,使得混凝土构件的强度达不到应有的设计标准。
(二)在具体施工方面导致的钢筋工程问题
在具体施工的过程中,受力钢筋在构建中的位置也很重要。有些时候会因为一些实施单位中存在一些问题,人员的配置对于施工也有相当大的影响。要求规范具体的施工步骤,分工明确,权责分明。使施工质量达到标准,不要出现一些质量问题,如钢筋间距不均匀、钢筋的质量不合格,链接的质量不合格的问题。这些问题都会严重影响到桥梁建设的质量与安全性。
(三)管理对于钢筋工程问题的重要性
钢筋问题是道路桥梁施工中重要的一部分,不可或缺的。管理要根据有关法律法规和监管合同以及其他相关合同对道路或桥梁工程的施工中的钢筋问题行全面的监督和管理。管理需要对钢筋的质量、工程的进度、相关信息的管理,以及对工程项目与各方面进行组织协调。管理对于事故的防御和质量的保障起着决定性的作用。必须坚持做好这项工作,才可以保障质量。
主要是对钢筋加工与安装质量控制重视程度不够,施工单位自检体系未有效运行,现场技术、质量管理不严,未严格按照经监理工程师批准的方案施工;监理单位未严格执行监理程序,工序把关不严;承包人与作业班组劳务协作矛盾,薪酬太低,或工资不保证,职工有逆反情绪,近年该问题较为普遍,成为企业自检体系有效运行及实施监理工作的最大障碍。
(四)自然环境方面对施工的影响
地形因素与自然环境对于道路桥梁建设的影响也非常大。崎岖的山谷更是施工较难的地形。地表不平,地势较为复杂,铺装层的密度和强度全都不同。四季天气的变化也给施工带来了很大的难度。雨季地表土质疏松,大大降低了结构的稳定性。将会使地表变形,甚至无法施工,会造成沉陷、沥青骨料表面解吸。地表积水与地下水通过路面并长期存留在空隙中间,长时间的浸泡和清洗会将钢筋混凝土照成腐蚀,这样就会出现特别大的质量隐患。
二、有关于道桥施工中钢筋工程问题与防治
(一) 要建立质量控制系统
应按照施工技术规范、标准、规程及有关文件,制定钢筋工程质量控制体系,明确质量控制目标及治理措施,明确各级管理人员的责、权、利,齐抓共管,努力提高管理水平,确保实现质量控制体系的有效性。
严格控制和强化施工管理,是严把工序检验关,对于在施工中检查发现或分项工程工序检验存在的不合格工程,应坚决予以返工,必要时责令停工整改,并分析原因,追查责任,制定切实可行措施予以杜绝。
(二)要学会分阶段强化施工管理
首先,施工准备阶段,施工、管理和监理人员应该熟悉设计文件,熟悉每种钢筋的设计规格、数量、尺寸、形状及安装位置、保护层厚度,和与其它钢筋、预应力钢筋的位置关系。钢筋施工的钢筋必须要规定的加工地点进行加工,钢筋等主材必须是合同规定的料源场(厂)。其次,施工期间的监理应加强首件工程管理。在每个分项工程开工前,建议先申报施工首件工程,首件工程验收合格,总结经验成熟后,方开始大面积的工程施工,对于工程质量的提高有较好的意义。
(三)必须认真做好钢筋工程的设计工作
在设计阶段应重点对施工地段进行技术、地质和水文等方面的详细调研,全面掌握施工地段的各方面特点,有针对性地做好道桥工程的设计工作,促进钢筋工程设计方面问题的解决。
(四)对于施工现场的控制
钢筋间距不匀、位置不准确以及保护层合格率低、甚至漏筋的治理是现场施工中经常出现的两个典型的问题,应该推行施工标准化,施工中必须进行严格的放样、划线,按线操作,按尺寸施工就可以有效防治上述现象的发生。
(五)要对然因素有效控制
要想避免问题的发生就要对自然因素进行有效的控制,加强现场工作的指导和监督。钢筋尽量避免暴漏在外,尽量使用一些新材质,避免雨水的侵蚀。要对钢筋做恰当的防锈处理。
三、结束语
要强化施工人员的质量优化意识,提高为人民服务的意识,要提高道路桥梁的耐久性。提高科学化监管的能力,明确科学技术在道路桥梁建设的重要性。工艺要细致化,抓住重要问题。对于施工的每一个步骤和细节都要坚持做到最好,把好质量关。钢筋的问题其实是可以预防并消除的,可以通过优化量管理体系、加强对于施工单位及过程的监督来保证质量。要提高原材料的质量,要严格遵守工程与技术的规范性。控制道路桥梁建设质量问题的出现。提高施工人员的知识水平,同时提高每一位检测工程师的技术水平,使其以饱满的热情全身心投入到工作中,使质量得到保证。这样才能更好的适合国家的发展需求。
参考文献:
[1] 焦小龙.钢筋加工质量通病分析及预防措施[J].山西建筑,2010.
【摘 要】本文经过多年经验,阐述了道路桥梁的钻孔灌注桩质量控制、施工故障处理及混凝土桥梁裂缝的成因及处理方法。
【关键词】道路桥梁 ;钻孔灌注桩 ; 质量控制 ; 混凝土桥梁裂缝 ; 处理办法
【关键词】道路桥梁 ;钻孔灌注桩 ; 质量控制 ; 混凝土桥梁裂缝 ; 处理办法
Abstract: After many years of experience, this paper described the quality control of roads and bridges bored pile, the construction of fault handling and concrete bridges cracks causes, as well as the treatment.Key words: roads and bridges; bored pile; quality control; cracks in concrete bridge; approach
Abstract: After many years of experience, this paper described the quality control of roads and bridges bored pile, the construction of fault handling and concrete bridges cracks causes, as well as the treatment.Key words: roads and bridges; bored pile; quality control; cracks in concrete bridge; approach
中图分类号TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
中图分类号TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、道路桥梁的钻孔灌注桩质量控制
一、道路桥梁的钻孔灌注桩质量控制
在高速公路有12标段,坳边中桥桩基是钻孔灌注桩,桩径Φl200,属摩擦桩,在5#墩架梁时发现桩基墩台偏位约30cm,由于该桥属软土地基段,桩基6条桩全部产生位移,此需要变更处理,处理方法将摩擦桩改为4条支承桩。在l1#桥台桩基桩径Φ1500,1#桩、2#桩台帽施工时发现向后偏移40cm,原因是施工测量人员出数错误而造成桩位偏移,因此需要变更处理;处理方法:在原桩基前增加两根同等直径和长度桩基。在桥梁施工时发现桩头钢筋外露,采用混凝土加固包筋处理。通过以上工程施工中及质量处理,对钻孔灌注桩质量控制及施工故障处理的一些处理方法及意见如下:
在高速公路有12标段,坳边中桥桩基是钻孔灌注桩,桩径Φl200,属摩擦桩,在5#墩架梁时发现桩基墩台偏位约30cm,由于该桥属软土地基段,桩基6条桩全部产生位移,此需要变更处理,处理方法将摩擦桩改为4条支承桩。在l1#桥台桩基桩径Φ1500,1#桩、2#桩台帽施工时发现向后偏移40cm,原因是施工测量人员出数错误而造成桩位偏移,因此需要变更处理;处理方法:在原桩基前增加两根同等直径和长度桩基。在桥梁施工时发现桩头钢筋外露,采用混凝土加固包筋处理。通过以上工程施工中及质量处理,对钻孔灌注桩质量控制及施工故障处理的一些处理方法及意见如下:
1、建立质量保证体系
1、建立质量保证体系
钻孔灌注桩施工质量控制依据下列文件进行:①合同文件;②设计图纸,及技术要求;③《公路桥梁施工技术规范》。当某一技术指标在上述各文件中相互不一致时,要确定一种作为工程的执行标准,一般来说,应优先考虑合同文件的规定。
钻孔灌注桩施工质量控制依据下列文件进行:①合同文件;②设计图纸,及技术要求;③《公路桥梁施工技术规范》。当某一技术指标在上述各文件中相互不一致时,要确定一种作为工程的执行标准,一般来说,应优先考虑合同文件的规定。
钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:①成桩过程各项指标,包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求;②预留混凝土试块强度满足规范要求;③桩身完整、匀质,连续性好,无夹泥、断桩等缺陷;④桩极限承载力满足规范规定的验收指标。
钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:①成桩过程各项指标,包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求;②预留混凝土试块强度满足规范要求;③桩身完整、匀质,连续性好,无夹泥、断桩等缺陷;④桩极限承载力满足规范规定的验收指标。
2、钻孔灌注桩的质量监控
2、钻孔灌注桩的质量监控
1)成孔过程质量监理程序
1)成孔过程质量监理程序
①检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认;②钻进时检查地质情况是否与设计相符,与柱状图进行对比,检查是否入岩,并对入岩深度及时签认;③终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;④清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。
①检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录签认;②钻进时检查地质情况是否与设计相符,与柱状图进行对比,检查是否入岩,并对入岩深度及时签认;③终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;④清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。
2)成孔过程关键点质量控制
2)成孔过程关键点质量控制
(1)孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,有关规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过lOOmm、磨擦桩为300mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,究其原因,主要是由于泥浆性能不符合要求,影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度,若泥浆过稀,则携渣能力不够,若泥浆过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重以1.1~1.2、粘度为18~25S为宜。钻孔结束后,施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来;二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和粘度,且清孔的速度要慢。钻孑L完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤积。
(1)孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,有关规范规定,水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过lOOmm、磨擦桩为300mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,究其原因,主要是由于泥浆性能不符合要求,影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度,若泥浆过稀,则携渣能力不够,若泥浆过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定,如地下水位较高,容易坍塌,泥浆比重、粘度可大些,但不宜过大,比重以1.1~1.2、粘度为18~25S为宜。钻孔结束后,施工单位在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来;二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和粘度,且清孔的速度要慢。钻孑L完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤积。
(2)扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的,缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。缩径会减少桩的竖向承载力,而扩径会增加成本,必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现,应检查钻机是否固定、平稳,要求减压钻进,防止钻头摆动或偏位,在成孔过程中还应要求徐徐钻进,以便形成良好的孔壁,要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位,确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力,成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下混凝土,尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时问;为避免缩径的出现,钻孔前监理人员应详细了解地质资料,判别有无遇水膨胀等不良地质条件的土层,如有应要求施工单位采用失水率
二、桥梁裂缝的成因及处理办法
二、桥梁裂缝的成因及处理办法
混凝土因其取材广泛、价格低廉,抗压强度高、可浇注成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺点是:抗位能力差,容易开裂。混凝土裂缝不可避免,但它的有害程度可以控制,有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱, 耐久性降低,危害结构的正常使用,必须加以控制。
混凝土因其取材广泛、价格低廉,抗压强度高、可浇注成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低,成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺点是:抗位能力差,容易开裂。混凝土裂缝不可避免,但它的有害程度可以控制,有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,使混凝土的强度和刚度受到削弱, 耐久性降低,危害结构的正常使用,必须加以控制。
由于长年累月的车流量比较大,桥梁下游采砂量过大,造成河床下降,桩基露根现象比较严重,造成桥中车道交界处分离产生一条长约lOm纵向裂缝。
由于长年累月的车流量比较大,桥梁下游采砂量过大,造成河床下降,桩基露根现象比较严重,造成桥中车道交界处分离产生一条长约lOm纵向裂缝。
1、桥梁裂缝种类、成因
1、桥梁裂缝种类、成因
混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多,有时多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
混凝土结构裂缝的成因复杂、繁多,有时多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素。混凝土桥梁裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
(1)荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
(1)荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,主要有直接裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝;次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。
(2)温度变化引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特性是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。呕蚝下!R鹞露缺浠饕蛩赜校耗晡虏睢⑷照铡⒅枞唤滴隆⑺取⒄羝せ蚨臼┕ご胧┎坏钡取
(3)收缩引起的裂缝。在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。
(3)收缩引起的裂缝。在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。
(4)地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大:地在冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。
(4)地基变形引起的裂缝。由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大:地在冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。
(5)钢筋锈蚀引起的裂缝。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
(5)钢筋锈蚀引起的裂缝。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度(当然保护层亦不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度);施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
2、对混凝土桥梁裂缝的处理建议
2、对混凝土桥梁裂缝的处理建议
(1)表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补(木工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
(1)表面处理法:包括表面涂抹和表面贴补法,表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的裂缝,不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补(木工膜或其它防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
(2)灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
(2)灌浆法:此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
(3)结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。
(3)结构补强法:因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。
(4)混凝土裂缝处理效果的检查:包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。
(4)混凝土裂缝处理效果的检查:包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。
由上述可知,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的环节。
由上述可知,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题,也是相当重要的环节。
随着桥梁工程的不断发展,进一步提高工程质量水平,确保建设工程的安全可靠,保证人民的生命财产安全,加强工程质量监督管理已成为全社会的要求和呼声。
关键词:道路桥梁;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A
引言
道路是国民经济的重要命脉,由于其特有的灵活性和优越性,发挥着其他运输方式不可替代的作用。近年来,对桥梁的施工技术要求越来越严格,由于施工队伍在技术方面的差异,道路桥梁在施工技术上都存在着不同程度的问题。我们就一些常见问题加以讨论,希望对提高工程质量有所帮助。
一、我国公路桥梁的发展现状
公路桥梁不仅在交通运输事业中占重要地位,而且在发展国民经济,加强全国各族人民的团结,促进文化交流和巩固国防等方面的作用也不容忽视。随着科技的进步,工业化水平的提高,桥梁工作者更加热衷于桥梁建设的研究。现代高速公路上迂回交叉的立交桥、高架桥和城市高架道路,几十公里长的海湾、海峡大桥,新发展的城郊高速铁路桥与轻轨运输高架桥等都是现代桥梁的新生产物。世界各国著名城市的大桥,是现在科技水平的标志,也是作为城市人们的骄傲。桥梁建筑从单纯简单的交通线上的实体工程的角色,而演变为作为一个国家科学技术、综合国力的综合体现。
二、施工技术现状
自改革开放以来,我国的桥梁建设取的成就有目共睹。桥粱建设的总体实力不断增强增强,水平普遍提高,但地区、单位之间发展不均衡。桥梁建设过程中还存在许多不足之处。
1、公路桥梁施工中常见的质量问题分析
(1)桥梁工程中的材料问题。桥梁建设中使用的钢筋质量的好坏不仅会关系到道路桥梁的功能的发挥和使用寿命,甚者还会危及人们的人身安全。在公路桥梁工程施工过程中,造成钢筋锈蚀的主要原因有:钢筋原材料的质量问题、使用环境因素、施工中的管理不善等。
(2)公路桥梁的裂缝现象。很多公路桥梁常会出现裂缝现象,这样既影响到美观也带来了安全隐患。造成原因有:原材料质量的问题;混凝土使用不合理,如工作人员不重视混凝土强度等级、混凝土存放不当,如过度曝露、长期在湿潮环境中等;一些施工人员不按科学配合比处理混凝土、不重视必要的养护,导致出现干裂的现象。
(3)桥梁铺装层松散脱落问题。桥梁铺装层松散脱落问题对车辆的顺利通行有重要意义。其问题集中体现在工作管理人员施工工序控制不严、走工作流程、单纯注重表面质量;缺乏对桥面铺装层的妥善保养的意识,不能按维修周期进行维修,此外,我国交通繁重和运货超载现象的日益严重,都加重了桥梁铺装层的负荷。
(4)工作人员的素质需要提高。一些施工人员工作态度不认真、技术不扎实还会常出现眼高手低的现象对桥梁施工的质量问题也至关重要。
2、常见桥梁结构的问题
桥梁结构中主要有钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。钢筋混凝土结构是用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩,在混凝土中会引起拉应力,由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15 毫米/ 米)和混凝土的收缩,容易出现裂缝,此外,当温度高于200 毅C钢筋混凝土结构不宜使用。预应力混凝土结构是在荷载作用之前对结构构件施加压力,使截面产生预压应力以全部或部分抵消由荷载引起的拉应力的混凝土结构。预应力混凝土具有抗裂能力强、抗渗性能好、硬度大、抗剪能力和抗疲劳性能好的特点,但生产工艺复杂,技术要求高,成本高。
三、提高道路桥梁施工技术的有效策略
1、道路桥梁施工中的混凝土技术
(1)混凝土搅拌。搅拌主要是为了确保钢纤维混凝土在混凝土基体中能够均匀分布的重要手段。因此,在钢纤维混凝土的路桥梁表面施工中应采取机械搅拌手段,一般选取反锥式或者强制式搅拌机。为了确保钢纤维混凝土能够均匀搅拌,投料应按照一定顺序:水泥- 粗集料- 钢纤维,其中纤维应分三次分别投入,并干拌均匀后再加水,一般搅拌时间为2-3 分钟。
(2)浇筑和振捣。在浇筑钢纤维混凝土时,要保证浇筑是连续进行的而且浇筑的接头不显眼。为确保钢纤维的二维布置,适合选用平板振动设备。如果选用振捣棒时,钢纤维最好呈竖直的条状排列,可保证钢纤维边角的混凝土密实,有利于抵抗板体的温度应力、收缩应力以及符合应力的传递。
2、道路桥梁过渡段的施工技术
(1)合理选择路堤填料。在建筑台北路提前,要有目的性的选择建筑路段填料,对可能充当填料的土壤类型进行对比,主要对以下内容进行对比:一对土质的塑料和液限进行检测;二不同类型的土质,在相同的压实机下,受力相同的压实度,这时要增加土壤压实变数和土壤厚度之间的关系,通过检测了解各种土壤的材质,对比出最适合作为填料的土壤;三从经济利益方面讲,建议就地取材,适合选择渗水性好或者容量大的砂砾土壤。
(2)提高压实强度。应该认识到,台背路堤填土和锥坡填土一起进行,并按照设计宽度一次性完成填土,在分层填筑时,每一层的压实厚度不能超过15cm。正确的施工顺序是:卸土、洒水、推土机平整、人工平整、压路机碾压、检测压实度。在压路机的碾压过程中,既要确保压实度符合要求,又注意保护台身。
(3)道路桥梁施工的路基排水技术。通过道路桥梁建设质量的基本要求可知,路基的稳定性和强度受水的影响很大,因为水的侵蚀路基容易产生病害。所以,在不威胁到当地环境以及农作物需求的立场考虑,要增强道路桥梁的排水作业,形成能够和本地排水系统相协调的体系,防止因为各种原因造成的水病害,给路基、路面带来不必要的损害。道路桥梁的排水体系主要牵扯一下几个方面:一地面排水。经常采取的地面排水设备就是建筑边沟、截水渠道、地表排水通道以及急流通道。大多要执行保护措施,大多使用泥浆砌石加固,而且在此措施中水泥混凝土得到了大范围的推广运用。现在大部分道路桥梁多是在水网地段的路基处建设,以前一直使用的每遇到沟壑设涵的方法也有很大的改革,增加了对桥梁两边沟壑的部署,减少了涵洞是穿过道路路线的数量,有利于提升桥梁路基的品质。二路面排水。其主要任务就是把降落在路面的雨水快速的排除,降低水分渗透到路面里面的概率,防止雨水对路基的侵蚀。对路面排水,就是集体排水,在路肩的外侧使用拦水袋或者预制板,还有就是分散排水,在我国西被地区,地势平坦,除了硬化桥梁的路肩并且加强固定边坡外,还要预
防因为植物皮被而挡住了排水的道路,要经过布置沟壑、硬化路肩等措施解决。
(4)施工过程中的安全技术。建设道路桥梁施工时进行的安全管理问题,是确保道路桥梁质量合格过关的重要保证,其工作是相当精细的。在进行道路桥梁建设时,施工现场牵扯到很多项目的协调工作、建设周期过长、设备和材料投入比较大的入特点,所以施工中的安全问题不能不重视。首先要设立安全管理制度,建立健全施工现场要求遵守的安全规则,确定每个岗位的职责,对于安全执行进行奖罚制度,一定要把奖惩落实到实处。对于遵守安全规则、把安全管理放在第一位的部门或者个人进行奖励,创造良好的安全建筑环境;第二加强现场施工的安全检查,除了规定的每月检查、每季度检查以及年度检查之外,对于日常检查要有所增强,对现场施工使用的火、水、电要随时检查,还要加强对防盗、防爆、机械设备、用电安全的日常检查,这也是保证建筑能够安全顺利进行的有效措施。
四、结束语
综上所述,公路桥梁是国民经济发展的重要基础设施,公路的拓宽对社会经济的发展、 人民生活水平的提高会产生巨大的影响。只有加强道路桥梁工程施工问题的防范,才能保证道路桥梁工程的质量。
参考文献: