道 路 工 程 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 某 滑 坡 抗 滑 桩 设 计 凌 立 鑫 ( 苏 交 科 集 团 股 份 有 限 公 司 南 京 ) 摘 要 文 章 以 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 茂 县 段 一 期 工 程 K54+890~K 段 路

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1 目 次 道 路 工 程 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 某 滑 坡 抗 滑 桩 设 计 号 号 号 号 号 号 号 号 凌 立 鑫 (2) 固 化 粉 煤 灰 在 道 桥 工 程 中 的 应 用 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 陈 锋 平 (5) 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 的 应 用 号 号 号 号 号 号 号 李 灿 明 (8) 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 内 部 资 料 免 费 交 流 ( 双 月 刊 总 第 145 期 ) 2015/3 6 月 20 日 出 版 T 型 刚 构 桥 0# 块 托 架 有 限 元 分 析 号 号 号 号 号 号 号 号 秦 龙 刘 君 梅 (10) 石 臼 湖 航 道 大 桥 防 撞 设 施 方 案 选 型 研 究 号 号 号 号 号 号 号 号 陈 凤 来 童 亮 杨 娟 施 永 富 韩 娟 (13) 桥 面 抛 丸 工 艺 在 吉 莲 高 速 中 的 应 用 号 号 号 号 号 号 号 熊 明 清 刘 运 华 (18) 主 办 单 位 江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院 江 苏 省 公 路 学 会 挂 篮 悬 浇 箱 梁 施 工 质 量 的 现 场 控 制 研 究 号 号 号 号 号 号 号 号 号 刘 宁 (20) 交 通 工 程 编 辑 部 主 编 王 家 强 副 主 编 黄 永 勇 徐 胜 华 责 任 编 辑 张 小 敏 甘 霖 编 辑 出 版 江 苏 交 通 科 技 编 辑 部 营 业 性 公 路 运 输 量 统 计 口 径 变 迁 及 测 算 方 法 探 讨 号 号 号 号 号 贲 莉 莉 (23) 基 于 卫 星 定 位 的 道 路 收 费 系 统 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 安 家 春 (26) 江 苏 省 地 方 海 事 水 上 监 控 与 搜 救 指 挥 中 心 综 合 执 法 监 控 平 台 建 设 思 路 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 高 长 海 俞 晓 帆 施 小 海 (29) 地 址 南 京 市 水 西 门 大 街 223 号 邮 编 网 址 电 子 信 箱 bjb@jsti.com 电 话 ( 副 主 编 ) ( 编 辑 ) 印 刷 南 京 南 海 彩 色 印 刷 有 限 公 司 准 印 证 苏 新 出 准 印 :JS S036 号 管 理 驾 驶 培 训 信 息 系 统 计 时 终 端 的 功 能 分 析 与 设 计 号 号 号 号 号 号 成 旭 (32) 公 路 勘 察 设 计 工 程 质 量 与 造 价 控 制 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 许 和 平 (34) 公 路 工 程 施 工 标 后 预 算 编 制 方 法 研 究 号 号 号 号 号 号 号 号 号 号 曾 理 (37) 封 面 照 片 : 高 芜 高 速 公 路 永 丰 圩 高 架 桥

2 道 路 工 程 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 某 滑 坡 抗 滑 桩 设 计 凌 立 鑫 ( 苏 交 科 集 团 股 份 有 限 公 司 南 京 ) 摘 要 文 章 以 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 茂 县 段 一 期 工 程 K54+890~K 段 路 基 滑 坡 为 例, 介 绍 了 抗 滑 桩 处 治 方 案 的 设 计 过 程 通 过 反 演 分 析 获 得 滑 带 土 的 强 度 指 标 后 计 算 各 种 工 况 下 的 滑 坡 推 力, 并 确 定 最 大 滑 坡 推 力 ; 基 于 最 大 滑 坡 推 力 桩 前 滑 体 抗 力 及 预 应 力 锚 索 锚 固 力 等 外 力 分 析, 最 终 确 定 出 桩 体 内 力 ; 根 据 桩 体 内 力 情 况 确 定 桩 体 锚 固 段 长 度 以 及 桩 体 配 筋 设 计, 可 供 类 似 滑 坡 抗 滑 桩 设 计 借 鉴 关 键 词 滑 坡 抗 滑 桩 设 计 过 程 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 茂 县 段 一 期 工 程 K ~K 段 路 基, 在 各 种 因 素 作 用 下 发 生 了 滑 坡, 分 析 滑 坡 原 因 并 通 过 方 案 比 选 论 证 最 终 采 用 抗 滑 桩 支 挡 方 案 ( 如 图 1 所 示 ), 对 该 滑 坡 进 行 了 成 功 治 理 本 文 依 托 该 工 程 实 例, 详 细 阐 述 抗 滑 桩 处 治 方 案 的 设 计 过 程 Q 4 al+dl 裂 缝 清 方 卸 载 人 字 形 骨 架 植 草 坡 体 仰 斜 排 水 孔 截 水 沟 人 字 形 骨 架 植 草 K Q 4 del 800 1:1.5 截 水 沟 % 5.69% 人 字 形 骨 架 植 草 坡 体 仰 斜 排 水 孔 1100 kn 预 应 力 锚 索,L=33 m,l a=10 m 1100 kn 预 应 力 锚 索,L=29 m,l a=10 m kn 预 应 力 锚 索,L=26 m,l a=10 m 截 水 沟 喷 播 植 草 保 护 1100 kn 预 应 力 锚 索,L=28 m,l a=10 m 1100 kn 预 应 力 锚 索,L=24 m,l a=10 m 1100 kn 预 应 力 锚 索,L=20 m,l a=10 m 茂 北 坡 体 仰 斜 排 水 孔 路 填 土 压 坡 人 字 形 骨 架 植 草 中 心 线 填 土 压 坡 Q 4 del 图 1 滑 坡 段 K 断 面 设 计 图 1 滑 带 土 强 度 指 标 反 算 滑 带 土 的 强 度 指 标 (c Φ), 应 根 据 滑 坡 特 性 和 所 处 阶 段, 结 合 试 验 结 果 反 演 分 析 及 其 他 工 程 经 验 类 比 综 合 确 定 本 实 例 中 滑 带 土 的 强 度 指 标 通 过 反 演 分 析 并 参 考 试 验 结 果 确 定 反 演 分 析 时 根 据 地 质 勘 察 确 定 的 主 控 滑 动 断 面, 令 剩 余 下 滑 力 为 零, 稳 定 度 取 0.98, 利 用 力 学 极 限 平 衡 公 式 反 求 强 度 参 数, 经 计 算 强 度 参 数 c=1 kpa,φ=21 ( 如 表 1 所 示 ) 2 滑 坡 推 力 计 算 在 获 得 滑 带 土 的 强 度 指 标 后, 分 别 计 算 正 常 工 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7984) 2

3 道 路 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 表 1 主 控 滑 面 强 度 指 标 反 算 (K 断 面 ) 滑 块 面 积 / m 2 滑 块 重 量 / KN 滑 面 长 度 / m c Φ 换 算 倾 角 换 算 Φ 法 向 分 力 / kn 切 向 分 力 / kn 切 向 安 全 分 力 / kn 摩 擦 系 数 摩 擦 力 / kn 粘 聚 力 / kn 传 递 系 数 上 条 块 传 递 推 力 /kn 本 条 快 推 力 / kn 注 : 地 震 影 响 系 数 为 0.2; 安 全 系 数 为 K= ; 容 量 为 19 况 暴 雨 工 况 地 震 工 况 (8 度 地 震 ) 下 的 滑 坡 推 力 滑 坡 推 力 采 用 传 递 系 数 法 计 算 滑 坡 推 力 计 算 几 何 建 模 ( 条 块 划 分 ) 如 图 2 所 示 图 2 滑 坡 推 力 计 算 几 何 建 模 各 种 工 况 下 的 滑 坡 推 力 计 算 如 表 2~ 表 4 所 示 通 过 计 算, 地 震 工 况 下 的 滑 坡 推 力 最 大 为 kn/m, 作 为 设 计 荷 载, 其 中 地 震 工 况 下 稳 定 系 数 为 桩 前 滑 体 抗 力 计 算 桩 前 滑 体 抗 力 根 据 桩 前 滑 体 处 于 极 限 平 衡 时 的 滑 坡 推 力 或 桩 前 被 动 土 压 力 确 定, 并 取 两 者 间 的 小 值 但 当 桩 前 滑 体 可 能 滑 动 时, 不 应 考 虑 其 抗 力 本 文 滑 坡, 因 桩 前 滑 体 可 能 滑 动, 故 不 考 虑 桩 前 滑 体 抗 力 表 2 天 然 工 况 滑 坡 推 力 计 算 (K 断 面 ) 滑 块 面 积 / m 2 滑 块 重 量 / kn 滑 面 长 度 / m 滑 面 倾 角 / ( ) c Φ 换 算 倾 角 / 换 算 Φ 法 向 分 力 /kn 切 向 分 力 /kn 切 向 安 全 分 力 /kn 摩 擦 系 数 摩 擦 力 / kn 粘 聚 力 /kn 传 递 系 数 上 条 块 传 递 推 力 / kn 本 条 快 推 力 /kn 注 : 地 震 影 响 系 数 为 0.2; 安 全 系 数 为 K=1.2; 容 量 为 19 表 3 暴 雨 工 况 滑 坡 推 力 计 算 (K 断 面 ) 滑 块 面 积 / m 2 滑 块 重 量 / kn 滑 面 长 度 / m 滑 面 倾 角 / ( ) c Φ 换 算 倾 角 / 换 算 Φ 法 向 分 力 /kn 切 向 分 力 /kn 切 向 安 全 分 力 /kn 摩 擦 系 数 摩 擦 力 / kn 粘 聚 力 /kn 传 递 系 数 上 条 块 传 递 推 力 / kn 本 条 快 推 力 /kn 注 : 地 震 影 响 系 数 为 0.2; 安 全 系 数 为 K=1.15; 容 量 为 20 3

4 道 路 工 程 表 4 地 震 工 况 滑 坡 推 力 计 算 (K 断 面 ) 滑 块 面 积 / m 2 滑 块 重 量 /kn 滑 面 长 度 / m 滑 面 倾 角 / ( ) c Φ 换 算 倾 角 / 换 算 Φ 法 向 分 力 /kn 切 向 分 力 /kn 切 向 安 全 分 力 /kn 摩 擦 系 数 摩 擦 力 / kn 粘 聚 力 /kn 传 递 系 数 上 条 块 传 递 推 力 / kn 本 条 快 推 力 /kn 注 : 地 震 影 响 系 数 为 0.2; 安 全 系 数 为 K=1.05; 容 量 为 19 4 桩 体 内 力 计 算 预 应 力 锚 索 抗 滑 桩 宜 按 超 静 定 体 系 设 计, 将 桩 视 为 下 端 弹 性 嵌 固 于 岩 质 滑 床, 上 端 锚 索 视 为 一 弹 性 支 座 锚 拉 点 桩 的 位 移 与 锚 索 伸 长 变 形 相 等 桩 锚 和 地 基 按 弹 性 协 调 变 形 计 算, 桩 身 变 位 和 内 力 采 用 横 向 变 形 约 束 地 基 系 数 法 进 行 计 算 根 据 滑 面 位 置 及 设 计 方 案 可 以 确 定, 前 排 桩 自 由 段 桩 长 18 m; 后 排 桩 自 由 段 桩 长 12 m 处 于 滑 动 界 面 处 桩 体 截 面 的 内 力 计 算 数 据 如 表 5 所 示 表 5 滑 动 界 面 处 桩 体 截 面 内 力 计 算 截 面 前 排 桩 后 排 桩 剪 力 验 算 /kn 弯 矩 验 算 /(kn m) 剪 力 验 算 /kn 弯 矩 验 算 /(kn m) 锚 索 桩 基 可 抗 推 力 桩 体 锚 固 段 长 度 计 算 锚 拉 桩 的 锚 固 段 长 度 应 满 足 桩 侧 最 大 压 应 力 不 大 于 地 基 的 横 向 容 许 承 载 力 的 要 求 锚 固 段 须 嵌 入 滑 床 中, 约 为 桩 长 的 1/3~2/5 笔 者 根 据 规 范 通 过 自 编 程 序 经 计 算 得 : 以 K 断 面 为 例, 前 排 桩 锚 固 段 桩 长 12 m; 后 排 桩 锚 固 段 桩 长 8 m 6 抗 滑 桩 桩 体 配 筋 设 计 抗 滑 桩 的 截 面 形 状 采 用 矩 形, 截 面 尺 寸 根 据 滑 坡 推 力 大 小 桩 间 距 以 及 锚 固 段 地 基 的 横 向 容 许 承 载 力 等 因 素 确 定 同 时, 桩 最 小 边 宽 度 不 宜 小 于 1.25 m 根 据 设 计 方 案, 前 排 桩 截 面 尺 寸 为 2 m 3 m; 后 排 桩 截 面 尺 寸 为 1.5 m 2 m 在 截 面 尺 寸 确 定 后, 根 据 桩 体 内 力 情 况, 结 合 规 范 规 定 的 结 构 重 要 性 系 数 1.0 永 久 荷 载 分 项 系 数 1.35 以 及 抗 滑 桩 结 构 构 造 要 求, 采 用 结 构 力 学 方 法 进 行 桩 体 配 筋 设 计 7 结 语 本 文 以 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 茂 县 段 一 期 工 程 K54+890~K 段 路 基 滑 坡 为 例, 详 细 阐 述 了 抗 滑 桩 设 计 过 程, 包 括 滑 带 土 强 度 指 标 反 算 滑 坡 推 力 计 算 桩 前 滑 体 抗 力 计 算 桩 体 内 力 计 算 桩 体 锚 固 段 长 度 计 算 以 及 桩 体 配 筋 设 计, 可 为 类 似 工 程 提 供 参 考 参 考 文 献 [1]JTG D 公 路 路 基 设 计 规 范 [S]. [2]DZ 滑 坡 防 治 工 程 设 计 与 施 工 技 术 规 范 [S]. [3] 刘 伯 莹, 姚 祖 康. 公 路 设 计 工 程 师 手 册 [M]. 北 京 : 人 民 交 通 出 版 社,2002. [4] 凌 立 鑫. 四 川 省 绵 竹 至 茂 县 公 路 某 滑 坡 防 治 技 术 研 究 [J]. 江 苏 交 通 科 技,2014(3):

5 道 路 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 固 化 粉 煤 灰 在 道 桥 工 程 中 的 应 用 陈 锋 平 ( 江 宁 交 通 建 设 集 团 南 京 ) 摘 要 文 章 结 合 道 桥 工 程 实 例 分 析 固 化 粉 煤 灰 的 应 用, 介 绍 该 材 料 的 物 理 力 学 性 能 设 计 施 工 和 验 收, 并 对 该 材 料 的 标 准 与 质 量 检 测 提 出 一 些 建 议 关 键 词 固 化 粉 煤 灰 性 能 应 用 粉 煤 灰 为 粉 性 材 料, 渗 透 性 大, 易 为 雨 水 冲 淋 流 失 其 遇 水 不 稳 定 的 特 点 限 制 了 粉 煤 灰 更 大 范 围 的 使 用 在 粉 煤 灰 中 加 入 固 化 材 料, 使 其 固 化 形 成 粉 煤 灰 复 合 材 料, 具 有 密 度 小 强 度 高 施 工 适 应 性 强 不 须 碾 压 夯 实 和 易 性 好 工 程 应 用 范 围 广 环 境 效 益 好 的 特 点 随 着 固 化 粉 煤 灰 在 建 筑 市 政 道 路 桥 梁 工 程 中 均 获 得 了 较 好 的 使 用 效 果, 江 苏 省 建 设 厅 在 2013 年 审 定 发 布 了 固 化 粉 煤 灰 应 用 技 术 规 程 该 规 程 大 大 地 推 广 了 这 一 项 研 究 成 果 正 方 大 道 是 江 宁 区 连 接 滨 江 新 城 谷 里 街 道 秣 陵 街 道 及 淳 化 街 道 的 一 条 重 要 通 道, 在 该 条 道 路 东 延 伸 线 工 程 中, 为 了 更 好 地 因 循 江 宁 区 秦 淮 湿 地 公 园 整 体 的 规 划, 打 造 景 观 桥 梁, 该 工 程 中 10 座 桥 梁 均 选 用 了 实 腹 式 钢 筋 混 凝 土 圆 弧 形 无 铰 板 拱 桥 梁 形 式 拱 上 填 料 采 用 了 固 化 粉 煤 灰, 取 得 了 理 想 的 回 填 效 果 1 固 化 粉 煤 灰 的 组 成 及 主 要 物 理 力 学 性 能 1.1 固 化 粉 煤 灰 的 组 成 设 计 粉 煤 灰 的 SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 CaO 烧 失 量 细 度 等 都 有 相 应 规 定, 宜 比 公 路 路 面 基 层 施 工 技 术 规 范 (JTJ ) 的 要 求 高 些 比 如 SiO 2 +Al 2 O 3 75%, 细 度 (0.9 mm 筛 余 ) 15%, 烧 失 量 10% 等, 各 要 求 指 标 常 常 因 粉 煤 灰 的 产 地 而 有 所 差 异 固 化 剂 是 一 种 粉 状, 具 有 水 溶 性 水 硬 性 和 高 固 结 性, 通 过 化 学 激 发 的 方 法 激 活 粉 煤 灰 潜 在 的 活 性, 使 粉 煤 灰 固 结 目 前 国 内 固 化 剂 种 类 型 号 较 多, 为 保 证 质 量 提 出 了 粉 煤 灰 增 强 固 化 剂 质 量 指 标 必 须 达 到 的 要 求 为 按 固 化 剂 : 粉 煤 灰 : 水 =50:1 000:450 进 行 配 置 1.2 固 化 粉 煤 灰 主 要 物 理 力 学 性 能 最 佳 含 水 量 和 最 大 干 密 度 振 捣 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰, 通 过 试 验 以 无 侧 限 抗 压 强 度 为 标 准 确 定 其 拌 和 的 最 佳 含 水 量 和 最 大 干 密 度 采 用 碾 压 ( 击 实 ) 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰, 应 通 过 标 准 击 实 试 验 确 定 其 最 佳 含 水 量 和 最 大 干 密 度 碾 压 ( 击 实 ) 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰 的 干 密 度 略 大 于 振 捣 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰 无 侧 限 抗 压 强 度 固 化 粉 煤 灰 的 无 侧 限 抗 压 强 度 与 固 化 剂 的 掺 量 和 龄 期 以 及 成 型 方 式 有 关 固 化 剂 的 掺 量 越 大, 其 无 侧 限 抗 压 强 度 越 高 ; 无 侧 限 抗 压 强 度 随 龄 期 的 增 长 而 提 高 ; 采 用 碾 压 ( 击 实 ) 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰 与 采 用 振 捣 方 法 成 型 的 固 化 粉 煤 灰 相 比, 其 无 侧 限 抗 压 强 度 略 高 不 同 的 固 化 剂 含 量 不 同 龄 期 和 采 用 不 同 方 式 成 型 的 固 化 粉 煤 灰 的 无 侧 限 抗 压 强 度 参 考 值 如 表 1 所 示 表 1 不 同 成 型 方 式 的 固 化 粉 煤 灰 强 度 ( 振 捣 / 碾 压 ) 参 考 值 配 合 比 抗 压 强 度 /MPa 固 化 剂 /kg 粉 煤 灰 ( 干 )/kg 水 量 /kg 7 d 28 d / / / / / / / / / / / / / / / CBR 值 固 化 粉 煤 灰 的 CBR 值 与 无 侧 限 抗 压 强 度 有 近 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 8076) 5

6 道 路 工 程 似 线 性 关 系, 可 根 据 试 验 结 果 建 立 相 应 的 经 验 公 式 CBR 值 与 固 化 粉 煤 灰 的 成 型 方 法 有 关, 击 实 成 型 的 结 果 大 于 振 捣 成 型 的 结 果 固 化 粉 煤 灰 ( 振 捣 / 碾 压 )CBR 参 考 值 如 表 2 所 示 表 2 固 化 粉 煤 灰 ( 振 捣 / 碾 压 )CBR 参 考 值 固 化 剂 /kg 粉 煤 灰 ( 干 )/kg 水 量 /kg 5 mmcbr 值 /% / / / / / / / /80 固 化 剂 掺 量 为 3% 的 固 化 粉 煤 灰 就 能 满 足 道 路 工 程 的 CBR 值 要 求, 因 此 道 路 工 程 应 用 固 化 粉 煤 灰 时 应 以 无 侧 限 抗 压 强 度 为 主 要 指 标 抗 剪 指 标 (c 值 和 值 ) 固 化 粉 煤 灰 力 学 性 能 试 验 测 试 结 果 如 表 3 所 示 表 3 固 化 粉 煤 灰 力 学 性 能 试 验 测 试 结 果 配 比 c/kpa /( ) 7 d 28 d 7 d 28 d 60:1 000: :1 000: :1 000: 固 化 粉 煤 灰 在 道 桥 工 程 中 的 应 用 2.1 在 拱 桥 拱 上 部 位 桥 涵 与 路 基 连 接 部 位 挡 土 墙 墙 背 部 位 的 回 填 应 用 (1) 在 道 桥 工 程 中, 拱 桥 拱 上 部 位 桥 涵 与 路 基 连 接 部 位 挡 土 墙 墙 背 部 位 的 回 填, 由 于 回 填 区 域 边 界 线 的 特 点, 比 如 拱 上 回 填 边 界 弧 线 居 多, 而 挡 墙 墙 背 涵 洞 两 侧 桥 头 回 填 边 界 线 呈 三 角 形 的 契 体, 为 了 达 到 设 计 强 度 及 压 实 度 要 求, 回 填 方 案 则 需 要 同 时 兼 顾 多 因 素 进 行 考 虑 如 三 角 形 的 契 体 区 要 求 灰 土 层 层 碾 压 填 筑, 只 能 依 靠 人 工 夯 实, 结 果 施 工 压 实 度 不 容 易 达 标, 同 时 桥 头 路 堤 填 方 通 常 较 高, 灰 土 层 层 碾 压 填 筑 费 时 较 多, 并 且 受 天 气 限 制, 而 固 化 粉 煤 灰 可 以 很 好 地 解 决 这 一 问 题 (2) 从 受 力 角 度 分 析 拱 上 回 填 以 及 结 构 物 与 路 堤 之 间 倒 三 角 形 的 契 体 回 填 固 化 粉 煤 灰 的 工 艺 从 抗 剪 强 度 S=σtg +c( 即 粘 性 土 库 伦 公 式 ) 分 析, 路 基 材 料 的 抗 剪 切 性 能, 一 般 回 填 土, 其 c 值 分 别 在 5~20 kpa,25 左 右 而 当 每 立 方 米 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 中 的 固 化 剂 含 量 达 到 9%, 其 在 龄 期 28 d 时,c 值 达 到 98~252 kpa, 值 达 37.8 ~44.3, 抗 剪 强 度 比 较 高 其 次, 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 很 容 易 振 捣 成 型, 回 填 边 界 与 其 余 填 料 密 贴 而 且 干 缩 几 乎 等 于 零, 该 配 比 下 的 混 合 料 已 达 到 半 刚 性 并 且 后 期 强 度 越 来 越 高 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 质 量 轻, 抗 剪 性 能 好, 在 其 它 条 件 相 同 的 情 况 下, 在 结 构 上 产 生 的 土 压 力 E a = Gsin(90 -θ- )/sin(θ+ +δ-a) 也 就 比 较 小, 同 时 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 甚 至 与 支 挡 结 构 形 成 一 体, 加 强 了 支 挡 强 度, 对 结 构 是 非 常 有 利 的 根 据 以 上 分 析, 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 还 可 以 扩 展 应 用 到 板 桩 隧 道 地 下 室 周 围, 回 填 在 隧 道 衬 砌 上 面 与 洞 门 等 处, 共 同 支 撑 土 体 压 力 和 推 力 2.2 在 软 土 地 基 和 路 床 中 的 应 用 (1) 在 公 路 工 程 中, 桥 头 填 土 较 高, 遇 软 基 若 工 后 沉 降 不 能 满 足 要 求, 常 用 等 载 预 压 粉 喷 桩 等 方 法 处 理 等 载 预 压 处 理 施 工 期 比 较 长, 往 往 是 采 用 粉 体 搅 拌 桩 进 行 基 底 处 理, 该 方 案 处 理 比 较 彻 底, 但 施 工 工 期 较 长, 而 且 造 价 较 高, 并 且 噪 音 大 以 南 通 沿 江 一 级 公 路 引 河 桥 桥 头 路 堤 固 化 粉 煤 灰 施 工 为 例, 引 河 大 桥 桥 头 各 100 m 范 围 内 分 层 填 筑 3 m 厚 固 化 粉 煤 灰 混 合 料, 路 基 两 边 缘 各 设 0.8~1.5 m 的 粘 土 包 边, 将 固 化 剂 均 匀 掺 入 粉 煤 灰 中, 采 用 强 制 式 混 凝 土 拌 和 机, 振 捣 成 型 通 过 对 试 样 和 现 场 钻 芯 取 样 的 检 测, 并 对 造 价 进 行 比 较 分 析 可 知 : 利 用 固 化 粉 煤 灰 不 仅 达 到 了 设 计 要 求 的 强 度 指 标, 节 约 了 工 期, 节 省 了 土 源, 同 时 还 按 原 灰 土 回 填 施 工 费 用 控 制 住 了 造 价 (2) 在 市 政 工 程 中, 利 用 固 化 粉 煤 灰 作 为 路 床, 是 非 常 高 效 的 一 种 填 筑 方 案 尤 其 在 老 城 区 道 路 改 造 工 程 中, 路 面 高 程 基 本 不 变, 路 床 部 分 反 开 挖 情 形 较 多, 通 常 市 政 老 路 建 设 工 期 紧 张 时, 缺 土 是 常 见 的 现 象, 考 虑 用 固 化 粉 煤 灰 是 比 较 合 适 的 方 案 同 时 在 道 路 下 设 有 雨 水 污 水 干 支 管 线, 地 基 稍 弱 处 常 设 置 碎 石 垫 层 进 行 浅 层 加 固, 管 位 处 极 易 截 断 浅 层 加 固 层, 形 成 不 均 匀 沉 降 采 用 固 化 粉 煤 灰 处 理 的 优 点 如 下 : 粉 煤 灰 容 重 轻 (1 480 kg/m 3 ), 水 稳 定 性 好, 抗 压 强 度 提 升 很 快, 现 场 拌 和 浇 注 方 便, 固 化 成 型 快, 成 型 24 h 后 就 形 成 较 高 强 度,7 d 以 后 可 以 进 行 路 面 施 工, 能 很 好 地 适 应 市 政 道 路 快 速 通 车 的 要 求 同 时 缓 解 城 市 土 方 短 缺 需 外 运 的 问 题, 在 各 种 雨 污 水 自 来 水 通 讯 煤 气 等 管 道 基 础 回 填 上 有 显 著 的 优 势, 造 价 也 比 较 经 济 与 灰 土 相 比, 固 化 粉 煤 灰 振 捣 成 型, 无 需 碾 压, 而 石 灰 土 碾 压 成 型, 在 软 基 和 有 管 线 的 地 方 无 法 碾 压 密 实 或 成 型 固 化 粉 煤 灰 质 量 轻, 对 减 小 地 基 应 力 减 少 工 后 沉 降 是 非 常 有 利 的 6

7 道 路 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 2.3 在 市 政 管 线 沟 槽 回 填 及 窨 井 周 围 加 固 中 的 应 用 输 洒 落 给 人 们 带 来 了 灰 尘 污 染, 为 了 减 少 对 城 市 环 市 政 管 线 沟 槽 回 填 及 窨 井 周 围 加 固 一 直 是 城 市 境 的 负 面 影 响, 节 省 土 源, 减 少 灰 尘, 缩 短 施 工 周 道 路 改 造 施 工 的 难 点 在 道 路 众 多 的 拉 链 工 程 中, 期, 可 采 用 固 化 粉 煤 灰 做 路 床 甚 至 路 面 底 基 层 设 各 种 管 线 错 综 复 杂 在 管 线 间 管 线 下 方 或 井 周 回 填 计 中 按 强 度 要 求 分 别 确 定 路 床 和 路 面 底 基 层 的 固 灰 土, 既 不 好 碾 压 又 无 法 达 到 密 实 ; 回 填 素 混 凝 土, 化 粉 煤 灰 中 固 化 剂 掺 量 当 反 开 挖 后 遇 到 软 基, 或 造 价 高, 混 凝 土 中 有 骨 料, 有 时 会 刺 破 管 线 而 且 再 次 地 下 管 线 丰 富 的 路 基 回 填 使 用 固 化 粉 煤 灰 处 理 则 维 修 时 开 挖 困 难 固 化 粉 煤 灰 属 细 粒 料, 不 会 破 损 更 为 合 适, 在 遇 到 城 市 道 路 好 土 需 要 外 运 的 情 况 管 线, 而 且 在 达 到 强 度 后, 相 当 于 加 厚 了 管 线 管 壁 时, 固 化 粉 煤 灰 造 价 并 不 比 石 灰 土 高 或 井 身 的 厚 度 采 用 固 化 粉 煤 灰 在 窨 井 周 围 加 固, 3 固 化 粉 煤 灰 施 工 验 收 标 准 通 常 在 井 周 浇 注 宽 度 不 小 于 40 cm 的 固 化 粉 煤 灰 3.1 原 材 料 层, 利 用 固 化 粉 煤 灰 的 可 塑 性, 振 捣 密 实 成 型, 结 构 粉 煤 灰 按 粉 煤 灰 的 品 质 指 标 ; 固 化 剂 含 水 率 上 很 合 理, 今 后 如 需 开 挖 维 修 也 比 较 容 易 固 化 粉 煤 1%, 堆 积 密 度 900~1 000 kg/m 3, 力 学 性 能 满 足 表 4; 灰 沟 槽 回 填 成 型 24 h 后, 可 在 上 面 直 接 进 行 路 面 结 水 应 符 合 国 家 现 行 标 准 混 凝 土 用 水 标 准 构 层 施 工, 能 缩 短 施 工 周 期, 确 保 道 路 很 快 放 行 南 3.2 抗 压 强 度 京 市 长 江 路 ( 城 市 主 干 道 ) 市 政 管 线 沟 槽 回 填 就 是 一 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 立 方 体 无 侧 限 抗 压 强 度, 以 成 功 案 例 在 苏 州 工 业 园 区 老 机 场 路 改 建 工 程 中, 窨 28 d 强 度 为 检 验 标 准,28 d 强 度 应 大 于 等 于 设 计 要 井 周 围 加 固 就 使 用 了 固 化 粉 煤 灰, 至 今 未 发 现 裂 缝 求 强 度, 可 按 7 d 强 度 进 行 过 程 质 量 控 制 早 期 强 2.4 在 路 面 底 基 层 的 应 用 度 可 采 用 固 化 粉 煤 灰 专 用 电 子 普 氏 贯 入 仪 进 行 现 在 一 些 大 中 城 市 的 主 城 区 道 路 的 改 造 中, 施 工 场 强 度 检 测 3 d 实 测 强 度 不 得 小 于 28 d 设 计 强 度 环 保 要 求 很 高, 但 传 统 的 灰 土 施 工 拌 和 土 方 的 运 的 15% 表 4 固 化 剂 的 性 能 基 本 配 合 比 无 侧 限 抗 压 强 度 /MPa c/kpa /( ) 固 化 剂 /kg 粉 煤 灰 ( 干 )/kg 水 /kg 7 d 28 d 90 d 7 d 28 d 7 d 28 d 固 化 粉 煤 灰 密 实 度 标 准 和 检 测 固 化 粉 煤 灰 混 合 料 施 工 时 通 过 振 捣 成 型, 不 需 测 压 实 度, 压 实 度 可 以 用 密 实 度 代 替 用 环 刀 法 或 灌 砂 法 测 其 密 实 度 在 使 用 灰 土 做 路 床 或 路 面 结 构 底 基 层 时, 压 实 度 要 求 是 根 据 道 路 的 技 术 等 级 达 到 公 路 工 程 技 术 标 准 (JTGB ) 或 城 市 道 路 工 程 设 计 规 范 (CJJ ) 路 基 压 实 度 要 求, 根 据 填 料 压 实 度 和 填 料 干 密 度 的 关 系, 粉 煤 灰 混 合 料 是 可 以 通 过 控 制 其 干 密 度 来 推 算 其 压 实 度 的 粉 煤 灰 混 合 料 干 密 度 kg/m 3, 那 么 路 床 路 面 结 构 层 的 底 基 层 就 可 以 定 为 :93% 的 压 实 度 对 应 干 密 度 kg/m 3,95% 的 压 实 度 对 应 干 密 度 kg/m 3,96% 的 压 实 度 对 应 干 密 度 kg/m 固 化 粉 煤 灰 的 设 计 参 照 指 标 固 化 粉 煤 灰 作 为 路 床 部 分 的 应 用, 实 际 就 是 作 为 路 基 填 料 可 以 看 作 是 6% 的 石 灰 土 填 筑, 相 应 的 一 些 指 标 也 可 以 套 用 6% 石 灰 土 的 指 标 当 固 化 粉 煤 灰 层 作 为 车 行 道 路 面 结 构 的 底 基 层 时, 须 要 有 明 确 的 设 计 强 度, 可 以 通 过 增 加 固 化 剂 含 量 进 行 多 次 试 验 测 试 确 定 固 化 粉 煤 灰 作 为 路 面 结 构 底 基 层 时, 设 计 回 弹 模 量 可 按 图 1 曲 线 来 取 定 图 1 固 化 粉 煤 灰 固 化 剂 含 量 与 回 弹 模 量 关 系 曲 线 3.5 弯 沉 沉 降 的 标 准 和 检 测 弯 沉 沉 降 的 标 准 参 照 石 灰 土 用 于 路 基 或 底 基 层 的 标 准 检 测 与 检 测 路 基 顶 面 和 石 灰 土 底 基 层 顶 面 一 样, 一 般 固 化 粉 煤 灰 沉 降 很 小, 多 条 道 路 检 测 几 乎 为 零 3.6 固 化 剂 含 量 的 标 准 和 检 测 固 化 剂 含 量 与 强 度 有 关, 要 通 过 试 验 确 定, 建 议 固 化 粉 煤 灰 用 量 为 60~110 kg/m 3, ( 下 转 第 12 页 ) 7

8 道 路 工 程 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 的 应 用 李 灿 明 ( 合 诚 工 程 咨 询 股 份 有 限 公 司 厦 门 ) 摘 要 文 章 对 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 的 应 用 进 行 分 析 研 究, 介 绍 了 几 种 常 见 的 生 态 防 护 技 术, 分 析 了 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 存 在 的 问 题 并 提 出 了 解 决 对 策 关 键 词 公 路 边 坡 路 基 生 态 防 护 发 展 公 路 工 程 中 的 边 坡 处 理 环 节, 是 施 工 中 的 重 中 之 重, 目 前 我 国 的 边 坡 支 护 技 术 已 经 相 对 完 善, 经 过 多 年 的 实 践, 也 积 累 了 很 多 成 功 的 经 验 相 关 技 术 人 员 应 该 坚 持 因 地 制 宜 的 原 则, 选 择 合 适 的 施 工 技 术 类 型 生 物 防 护 技 术 是 综 合 了 公 路 岩 土 以 及 生 物 等 多 门 学 科 的 综 合 性 科 学 技 术, 依 托 植 物 种 类 的 科 学 选 择, 建 立 坡 面 固 定 网, 添 加 绿 化 基 材, 将 绿 化 基 材 以 及 岩 石 风 化 层 相 结 合, 构 成 一 个 公 路 边 坡 生 态 恢 复 系 统, 从 而 达 到 提 高 路 基 支 撑 力 稳 定 性 的 目 的 1 常 见 的 生 态 防 护 技 术 我 国 在 公 路 生 态 防 护 技 术 方 面 的 研 究, 还 处 于 初 级 阶 段, 在 很 多 方 面 还 不 够 完 善, 从 目 前 生 态 防 护 技 术 的 应 用 情 况 来 看, 其 效 果 是 非 常 明 显 的 下 文 对 常 见 的 几 种 生 态 防 护 技 术 进 行 研 究, 分 析 各 种 技 术 的 优 势 缺 陷 以 及 适 用 范 围 1.1 人 工 种 草 护 坡 人 工 种 草 护 坡 是 一 种 比 较 常 见 的 生 态 防 护 措 施, 一 般 来 说 都 是 通 过 人 工 进 行 草 种 播 撒, 与 其 他 技 术 相 比, 人 工 种 草 护 坡 是 一 种 比 较 传 统 的 方 式 其 施 工 简 单, 便 捷, 成 本 低 廉 但 在 草 籽 播 撒 过 程 中 均 匀 性 难 以 有 效 控 制, 在 雨 水 或 者 强 风 作 用 力 下, 容 易 被 带 走, 因 此 种 草 成 活 率 较 低, 从 而 导 致 边 坡 防 护 效 果 往 往 不 理 想 适 合 应 用 于 坡 高 度 不 高 坡 度 较 缓 比 较 适 合 土 质 路 堑 和 路 堤 边 坡 防 护 工 程 中 1.2 平 铺 草 皮 护 坡 平 铺 草 皮 护 坡, 是 一 种 利 用 天 然 草 皮 进 行 植 物 防 护 的 一 种 方 法, 属 于 传 统 的 生 态 防 护 技 术 其 与 人 工 种 草 护 坡 技 术 一 样, 都 是 施 工 简 单 而 便 捷, 同 时 成 本 低 廉 但 后 期 维 护 困 难, 平 铺 草 皮 容 易 被 冲 走, 草 皮 成 活 率 较 低, 因 此 防 护 效 果 难 以 保 障 从 而 造 成 破 面 冲 沟, 表 面 土 壤 流 失, 以 及 坍 塌 等 道 路 病 害 此 种 防 护 方 法 适 用 于 边 坡 高 度 不 高, 坡 度 较 缓 土 质 风 化 严 重 以 及 岩 层 作 用 差 的 软 岩 边 坡 工 程 1.3 液 压 喷 播 植 草 护 坡 液 压 喷 播 植 草 护 坡 属 于 比 较 新 型 的 技 术 种 类, 从 国 际 范 围 来 看, 液 压 喷 播 植 草 护 坡 是 近 十 多 年 开 发 的, 是 将 草 籽 肥 料 以 及 黏 着 剂 以 及 纸 浆 等 按 照 一 定 比 例 在 混 合 箱 内 进 行 搅 拌, 加 水, 然 后 利 用 机 械 进 行 喷 播, 实 现 边 坡 防 护 的 其 施 工 简 单 速 度 快 ; 施 工 质 量 高, 草 籽 喷 播 均 匀 发 芽 快 整 齐 一 致 ; 防 护 效 果 好, 正 常 情 况 下, 喷 播 一 个 月 后 坡 面 植 物 覆 盖 率 可 达 70% 以 上,2 个 月 后 形 成 防 护 绿 化 功 能 ; 适 用 性 广 ; 工 程 造 价 低 国 内 液 压 喷 播 植 草 护 坡 在 公 路 铁 路 城 市 建 设 等 部 门 边 坡 防 护 与 绿 化 工 程 中 使 用 较 多 1.4 穴 植 技 术 穴 植 技 术 就 是 在 坡 面 上 挖 掘 种 植 穴 或 种 植 槽, 在 穴 槽 内 回 填 营 养 土 后, 再 进 行 苗 木 种 植 的 技 术, 包 括 种 草 种 花 和 植 树 其 适 用 范 围 广, 植 物 成 活 率 高 可 选 植 物 种 类 多 适 用 范 围 于 土 质 较 好, 土 含 量 较 高 的 土 坡 和 土 夹 石 坡 面 1.5 客 土 喷 播 技 术 客 土 植 生 植 物 护 坡, 是 在 边 坡 坡 面 上 挂 网, 机 械 喷 填 一 定 厚 度 适 宜 植 物 生 长 的 土 壤 ( 或 基 质 ) 和 种 子 的 边 坡 植 物 防 护 措 施 客 土 喷 播 植 被 护 坡 可 根 据 地 质 和 气 候 条 件 进 行 基 质 和 种 子 配 方, 从 而 具 有 广 泛 的 适 应 性 施 工 的 机 械 化 程 度 高, 速 度 快 该 技 术 在 公 路 边 坡 防 护 中 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7943) 8

9 道 路 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 已 被 大 量 应 用, 在 日 本 等 国 家 已 经 被 作 为 边 坡 绿 化 的 常 规 方 法 加 以 应 用 段, 同 时 对 于 防 止 水 土 流 失 也 具 有 非 常 明 显 的 效 果 采 用 这 种 技 术 最 为 突 出 的 优 势 就 是 能 够 控 制 地 表 径 2 生 态 防 护 技 术 在 公 路 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 的 流 量, 植 被 面 积 越 大, 效 果 越 好, 是 从 源 头 上 控 制 路 应 用 基 水 土 流 失 植 物 的 根 系 发 达, 固 土 培 元 的 能 力 非 常 在 公 路 路 基 边 坡 施 工 中 应 用 生 态 防 护 技 术, 能 够 有 效 地 提 高 边 坡 稳 定 性 生 态 防 护 技 术 是 充 分 利 用 植 物 根 系 的 力 量, 来 进 行 边 坡 加 固 的 一 种 技 术 手 惊 人, 因 此 庞 大 的 根 系 深 入 到 地 表, 能 够 吸 收 非 常 多 的 水 分, 减 少 地 表 径 流, 同 时 还 能 够 抓 住 土 壤, 减 少 土 壤 的 流 失 不 同 地 区 的 植 被 选 择 如 表 1 所 示 表 1 不 同 地 区 的 植 被 选 择 地 区 冷 季 型 草 坪 植 物 暖 季 型 草 坪 植 物 华 北 东 北 西 北 西 南 华 东 华 中 华 南 野 牛 草 紫 羊 茅 羊 茅 苇 状 羊 茅 林 地 草 熟 禾 草 地 草 熟 禾 加 拿 大 草 熟 禾 草 熟 禾 小 糠 草 匍 茎 剪 股 颖 白 颖 苔 草 异 穗 苔 草 小 冠 花 白 三 叶 野 牛 草 紫 羊 茅 林 地 草 熟 禾 草 地 草 熟 禾 加 拿 大 草 熟 禾 草 熟 禾 匍 茎 剪 股 颖 白 颖 苔 草 异 穗 苔 草 小 冠 花 白 三 叶 野 牛 草 紫 羊 茅 羊 茅 苇 状 羊 茅 林 地 草 熟 禾 草 地 草 熟 禾 加 拿 大 草 熟 禾 草 熟 禾 小 糠 草 匍 茎 剪 股 颖 白 颖 苔 草 异 穗 苔 草 小 冠 花 白 三 叶 紫 羊 茅 羊 茅 苇 状 羊 茅 林 地 草 熟 禾 草 地 草 熟 禾 加 拿 大 草 熟 禾 草 熟 禾 小 糠 草 小 冠 花 白 三 叶 多 年 生 黑 麦 草 紫 羊 茅 草 地 草 熟 禾 草 熟 禾 匍 茎 剪 股 颖 小 糠 草 羊 茅 紫 羊 茅 草 地 草 熟 禾 草 熟 禾 匍 茎 剪 股 颖 小 糠 草 小 冠 花 结 缕 草 结 缕 草 结 缕 草 狗 牙 根 ( 温 暖 处 ) 狗 牙 根 假 俭 草 结 缕 草 沟 叶 结 缕 草 百 喜 草 狗 牙 根 假 俭 草 结 缕 草 细 叶 结 缕 草 百 喜 草 中 华 结 缕 草 马 尼 拉 草 狗 牙 根 假 俭 草 结 缕 草 细 叶 结 缕 草 百 喜 草 中 华 结 缕 草 马 尼 拉 草 狗 牙 根 假 俭 草 结 缕 草 细 叶 结 缕 草 百 喜 草 中 华 结 缕 草 马 尼 拉 草 地 毯 草 3 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 存 在 的 问 题 及 解 决 对 策 3.1 生 态 防 护 技 术 在 路 基 边 坡 防 护 施 工 中 存 在 的 问 题 从 实 际 的 调 查 分 析 中 发 现, 我 国 大 部 分 的 公 路 基 础 设 施 建 设, 植 物 恢 复 建 设 的 资 金 投 入 都 不 够, 植 物 生 态 建 设 无 法 充 分 发 挥 效 果 如 果 在 路 基 坡 面 进 行 植 被 建 设, 种 植 的 花 草 树 木 长 出 幼 苗 后, 面 对 恶 劣 的 自 然 环 境, 却 缺 乏 后 期 的 植 被 养 护, 会 导 致 新 生 的 花 草 树 木 死 亡, 使 得 植 被 建 设 没 有 起 到 应 有 的 作 用 一 般 来 讲, 人 工 种 植 的 花 草 树 木 适 应 环 境 的 能 力 较 弱, 并 由 于 品 种 单 一, 长 时 间 无 养 护, 会 使 得 坡 面 上 的 草 木 不 断 消 亡 这 是 目 前 生 态 建 设 中 面 临 的 一 个 重 要 问 题, 这 个 问 题 如 果 不 加 以 解 决, 不 仅 会 导 致 路 基 边 坡 绿 化 建 设 浪 费, 还 会 造 成 资 金 的 浪 费 以 及 重 复 建 设 等 同 时 坡 面 依 旧 会 产 生 水 土 流 失, 发 生 滑 坡 泥 石 流 等 问 题 另 外, 在 施 工 的 过 程 中 也 存 在 很 多 问 题, 很 多 技 术 人 员 以 及 施 工 人 员 没 有 重 视 维 护 坡 面 水 土 稳 定 性 3.2 相 应 的 解 决 对 策 (1) 进 行 植 物 种 子 的 配 比 确 定 时, 应 考 虑 当 地 自 生 优 势 群 落 的 结 构 特 点 进 行 种 子 配 比 如 对 公 路 进 行 生 态 防 护 时, 其 上 边 坡 缺 水 现 象 严 重, 养 护 困 难, 坡 度 大, 植 物 生 长 条 件 差, 解 决 这 些 问 题, 应 该 采 用 喷 薄 黑 麦 草 苜 蓿 等 植 物 公 路 边 坡 植 物 种 植 时 必 须 要 秉 持 因 地 制 宜 的 原 则, 从 公 路 的 实 际 条 件 和 基 础 出 发, 全 面 深 入 调 查, 有 针 对 性 地 采 取 措 施 (2) 为 了 能 够 实 现 我 国 公 路 生 态 技 术 建 设 的 可 持 续 发 展, 相 关 政 府 部 门 应 给 予 经 济 支 持, 同 时 要 强 化 生 态 建 设 力 度, 及 时 进 行 工 程 养 护 工 作, 建 立 工 程 建 设 转 向 资 金 植 被 建 设 过 程 中, 要 结 合 公 路 的 实 际 气 候 情 况 土 质 情 况, 科 学 地 选 择 植 物 应 该 积 极 借 鉴 国 外 的 先 进 经 验, 普 及 先 进 的 技 术, 从 现 阶 段 生 态 防 护 建 设 中 的 难 点 出 发, 进 行 深 入 研 究, 找 到 最 为 契 合 实 际 的 生 态 技 术 方 法, 促 进 其 发 展 在 我 国 生 态 防 护 技 术 发 展 过 程 中, 不 管 是 哪 一 种 技 术, 都 需 要 以 最 大 限 度 保 障 植 物 的 存 活 率 为 基 础, 及 时 进 行 植 物 养 护, 例 如 : 滴 灌 技 术 渗 灌 技 术 等 对 于 促 进 植 物 生 长 保 障 土 壤 ( 下 转 第 28 页 ) 9

10 桥 隧 工 程 T 型 刚 构 桥 0# 块 托 架 有 限 元 分 析 秦 龙 刘 君 梅 ( 中 机 中 联 工 程 有 限 公 司 重 庆 ) 摘 要 以 丰 都 长 江 二 桥 北 引 桥 为 依 托, 采 用 Midas 软 件 建 立 了 主 梁 0# 块 施 工 托 架 有 限 元 模 型, 分 析 了 0# 块 托 架 各 杆 件 的 受 力 情 况, 计 算 结 果 表 明 : 托 架 满 足 强 度 刚 度 及 稳 定 性 要 求, 施 工 时 混 凝 土 应 分 期 浇 筑, 加 强 施 工 过 程 中 的 监 测, 确 保 结 构 质 量 关 键 词 T 型 刚 构 0# 块 托 架 有 限 元 分 析 设 计 托 架 是 连 续 梁 桥 或 刚 构 桥 墩 顶 0# 块 施 工 时 设 置 的 临 时 结 构, 主 要 承 受 施 工 期 间 混 凝 土 自 重 及 施 工 荷 载 为 了 保 证 施 工 安 全, 托 架 必 须 具 备 足 够 的 强 度 ; 其 变 形 大 小 对 后 续 梁 段 立 模 标 高 起 着 决 定 性 影 [1] 响, 因 此 托 架 还 要 具 备 足 够 的 刚 度 本 文 以 丰 都 长 江 二 桥 北 引 桥 2 70 mt 型 刚 构 桥 0# 块 托 架 为 研 究 对 象, 采 取 有 限 元 程 序 Midas Civil 2013 进 行 有 限 元 分 析, 确 保 托 架 在 施 工 期 间 具 有 足 够 的 强 度 刚 度 及 稳 定 性, 保 障 施 工 安 全, 为 类 似 工 程 提 供 参 考 1 工 程 概 况 丰 都 长 江 二 桥 工 程 位 于 丰 都 县 城 斜 南 溪 附 近, 起 点 位 于 长 江 南 岸 丰 都 新 县 城 迎 宾 大 道, 起 点 桩 号 为 K , 路 线 向 北 延 伸, 跨 过 长 江, 与 北 岸 名 山 镇 文 化 街 相 交, 终 点 桩 号 为 K , 路 线 全 长 m 本 桥 为 丰 都 长 江 二 桥 北 引 桥 2 70 mt 构 桥, 主 梁 为 变 截 面 预 应 力 混 凝 土 单 箱 单 室 箱 梁, 桥 梁 悬 浇 段 共 分 为 19 段, 其 中 0# 块 悬 臂 部 分 为 托 架 浇 筑,1#~16# 为 悬 臂 现 浇 段 0# 块 长 度 为 12 m, 在 墩 顶 部 分 为 4 m, 两 侧 各 悬 出 4 m, 悬 浇 节 段 长 3 ~ 4.5 m, 端 部 直 线 段 长 度 为 3 m, 合 龙 段 长 均 为 2.0 m 2 0# 块 托 架 构 造 经 过 比 选, 托 架 采 取 三 角 托 架 方 案 具 体 形 式 如 下 : 底 板 浇 筑 模 板 下 为 对 称 分 布 的 11 根 长 3.6 m 的 调 坡 支 架, 翼 缘 支 架 下 每 侧 布 置 2 根 工 字 钢 纵 梁, 间 距 0.7 m, 在 纵 梁 下 布 置 6 根 长 10 m 的 承 重 纵 梁, 其 横 向 间 距 为 0.51~0.8 m 三 角 托 架 在 横 向 布 置 4 个, 间 距 为 m m m, 具 体 方 案 设 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7971) 计 如 图 1 所 示 图 1 0# 块 托 架 方 案 设 计 图 ( 单 位 :cm) 三 角 托 架 采 用 型 钢 2H45, 横 向 设 置 4 个, 其 上 布 置 6 道 承 重 梁, 承 重 梁 采 用 I28a, 在 承 重 梁 上 设 10

11 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 有 15 道 纵 梁, 其 中 4 道 由 I28a 组 成, 分 别 布 置 于 箱 梁 翼 缘 板 支 架 下 端 另 外 11 道 纵 梁 为 桁 架 纵 梁, 下 弦 杆 及 立 杆 采 取 双 [10 槽 钢, 斜 杆 采 取 [10 槽 钢, 上 弦 杆 采 取 I22a, 两 个 型 钢 桁 架 之 间 通 过 [10 槽 钢 剪 刀 撑 连 接, 承 重 梁 与 型 钢 桁 架 之 间 的 空 隙 加 垫 20 mm 型 钢 楔 体 纵 向 托 架 三 角 架 及 纵 梁 采 取 I28a, 三 角 托 架 焊 接 在 预 埋 在 墩 身 的 钢 板 上 3 有 限 元 分 析 3.1 材 料 主 梁 采 用 C55 混 凝 土, 容 重 为 26 kn/m 3, 钢 材 采 用 Q235, 弹 性 模 量 为 206 GPa, 泊 松 比 为 0.3, 容 重 为 78.5 kn/m 计 算 荷 载 (1) 混 凝 土 容 重 为 26 kn/m 3, 计 算 时 考 虑 将 翼 缘 板 腹 板 顶 底 板 不 同 部 分 的 面 积 转 化 为 线 性 荷 载 施 加 于 相 应 位 置 的 型 钢 纵 梁 上 ; (2) 钢 材 容 重 为 78.5 kn/m 3, 由 程 序 自 动 计 入 ; (3) 施 工 人 员 材 料 机 具 荷 载 为 2.5 kn/m 2, 按 梁 段 顶 面 积 计 算 ; (4) 振 捣 混 凝 土 时 产 生 的 荷 载 取 4.0 kn/m 结 构 模 型 采 用 有 限 元 软 件 Midas Civil 2013 进 行 空 间 受 力 分 析, 计 算 模 型 全 部 采 用 梁 单 元, 计 算 时 考 虑 将 三 角 托 架 与 调 坡 支 架 单 独 计 算, 托 架 受 力 提 取 调 坡 支 架 的 支 座 反 力 三 角 托 架 根 部 边 界 条 件 按 固 结 处 理, 托 架 调 坡 支 架 杆 件 焊 接 处 按 共 节 点 处 理 荷 载 按 实 际 重 量 进 行 计 算, 转 化 为 线 荷 载 作 用 于 梁 单 元 上, 整 体 有 限 元 模 型 如 图 2 所 示 [2-3] 3.4 计 算 结 果 分 析 应 力 分 析 所 示 : 在 最 不 利 荷 载 作 用 下 型 钢 桁 架 纵 梁 应 力 如 图 3 图 3 (a) 图 2 计 算 模 型 (b) 调 坡 支 架 与 三 角 托 架 应 力 分 布 ( 单 位 :MPa) 由 计 算 可 知, 型 钢 桁 架 纵 梁 最 大 组 合 应 力 为 MPa, 出 现 在 箱 梁 腹 板 位 置 下 的 边 纵 梁 立 杆 上 端, 三 角 托 架 横 撑 最 大 组 合 应 力 为 86.3 MPa, 斜 杆 最 大 组 合 应 力 32.7 MPa, 均 出 现 在 托 架 锚 固 端 变 形 调 坡 支 架 与 三 角 托 架 变 形 如 图 4 所 示 调 坡 支 架 最 大 变 形 为 0.8 mm,0.8 mm<l/400= 4 mm, 三 角 托 架 最 大 变 形 为 1.6 mm, 跨 度 4.3 m, 1.6 mm<l/400=10.8 mm, 调 坡 支 架 与 三 角 托 架 刚 度 均 满 足 规 范 要 求 三 角 托 架 稳 定 分 析 三 角 托 架 曲 率 模 态 如 图 5 所 示 最 不 利 工 况 下, 即 考 虑 上 部 结 构 混 凝 土 全 部 浇 筑 完 成 时, 托 架 的 稳 定 分 析 通 过 程 序 中 的 屈 曲 分 析 进 行 计 算, 荷 载 组 合 考 虑 1.0 结 构 自 重 +n ( 浇 筑 的 混 凝 土 重 量 + 施 工 荷 载 ), 其 中 n 为 临 界 荷 载 系 数 经 计 算 三 角 托 架 的 临 界 荷 载 系 数 为 58.3 即 当 n< 58.3 时, 横 向 三 角 托 架 不 会 发 生 失 稳 破 坏 [4] 三 角 托 架 焊 缝 计 算 1.5 t 姨 图 4 根 据 钢 结 构 设 计 规 范 要 求, 焊 脚 尺 寸 不 得 小 于, 不 宜 大 于 较 薄 构 件 厚 度 的 1.2 倍, 其 中 t 为 较 厚 构 件 厚 度 构 件 上 下 翼 缘 处 h f =14 mm, 则 6.7 mm<h f <16.8 mm ; 腹 板 处 h f =10 mm, 则 6.7mm<h f <10.8 mm, 均 满 足 要 求 (1) 横 撑 与 锚 板 焊 缝 计 算 计 算 内 力 为 V =267.0 kn,n =667.0 kn,m = kn m 考 虑 剪 力 全 部 由 腹 板 处 焊 缝 承 受, 则 t f = V h e l w (a) 调 坡 支 架 与 三 角 托 架 变 形 ( 单 位 :mm) 图 5 三 角 托 架 曲 率 模 态 =47.4 MPa<f fw =160 MPa (b) 式 中 :h e 为 焊 缝 计 算 厚 度, 取 为 0.7 h f ;l w 为 焊 缝 计 算 11

12 桥 隧 工 程 长 度, 为 焊 缝 实 际 长 度 减 去 2h f 拉 力 与 弯 矩 由 全 部 焊 缝 承 担, 则 σ f = N h e l w + M W =51.5 MPa<Β f f f w =195.2 MPa 式 中 :W 为 焊 接 截 面 对 中 性 轴 的 截 面 模 量 ;Β f 为 强 度 设 计 值 放 大 系 数, 此 处 取 Β f =1.22 在 综 合 作 用 处 姨 σ f = ( σ f ) 2 2 +τ f =63.4 MPa<f w f =160 MPa β f (2) 斜 撑 焊 缝 计 算 计 算 内 力 为 V =667.0 kn,n =663.2 kn,m = 71.7 kn m, 考 虑 剪 力 全 部 由 腹 板 处 焊 缝 承 受, 则 τ f = V h e l w =99.2 MPa<f f w =160 MPa 式 中,h e 为 焊 缝 计 算 厚 度, 取 为 0.7 h f ;l w 为 焊 缝 计 算 长 度, 为 焊 缝 实 际 长 度 减 去 2 h f 拉 力 与 弯 矩 由 全 部 焊 缝 承 担, 则 σ f = N h e l w 在 综 合 作 用 处, σ f = 4 结 语 姨 + M W =51.3MPa<Β f f f w =195.2 MPa; ( σ f β f ) 2 +τ f 2 计 算 结 果 如 表 1 所 示 =107.7 MPa<f f w =160 MPa; (1) 应 加 强 预 埋 件 施 工 的 质 量 控 制, 保 证 预 埋 件 所 采 用 的 材 料 满 足 规 范 要 求, 预 埋 板 的 加 工 尺 寸 与 安 装 尺 寸 严 格 按 照 图 纸 施 工, 锚 筋 与 预 埋 件 的 焊 接 采 用 合 理 的 施 焊 方 法, 焊 缝 的 尺 寸 满 足 焊 接 要 求, 保 表 1 0# 块 托 架 最 大 应 力 值 汇 总 表 MPa 组 合 应 力 剪 应 力 构 件 计 算 值 允 许 值 计 算 值 允 许 值 调 坡 支 架 翼 缘 板 底 部 纵 梁 承 重 梁 三 角 托 架 证 焊 接 质 量 (2)0# 1# 块 箱 梁 截 面 高 度 尺 寸 较 大 时, 应 采 取 分 次 浇 筑 的 方 法, 以 减 小 托 架 承 受 的 混 凝 土 重 量, 节 省 造 价 分 次 浇 筑 的 时 间 间 隔 应 尽 量 小 以 减 小 收 缩 徐 变 差 (3) 施 工 前 应 对 支 架 进 行 预 压, 预 压 过 程 加 强 对 托 架 变 形 及 受 力 的 监 测, 以 检 查 托 架 的 安 全 性 及 稳 定 性, 同 时 托 架 非 弹 性 变 形 对 丰 都 长 江 二 桥 6# 墩 0# 块 箱 梁 托 架 进 行 计 算 可 知, 托 架 各 构 件 均 满 足 规 范 对 强 度 刚 度 及 稳 定 性 的 要 求 参 考 文 献 [1] 张 开 顺. 大 跨 连 续 刚 构 桥 0 号 块 托 架 设 计 与 施 工 技 术 [J]. 公 路 交 通 技 术,2012(2): [2]JTG D 公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 计 规 范 [S]. [3]GB 钢 结 构 设 计 规 范 [S]. [4] 彭 素 芬, 李 科. 崇 遵 高 速 重 庆 轨 道 交 通 3 号 线 嘉 陵 江 特 大 刚 构 桥 托 架 设 计 及 施 工 [J]. 公 路 交 通 技 术,2009(2): [5] 杨 美 良, 李 振 华, 钟 杨. 混 凝 土 箱 梁 桥 0#1# 块 施 工 托 架 安 全 性 分 析 [J]. 长 安 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),2014(1): ( 上 接 第 7 页 ) 由 于 固 化 剂 中 有 一 部 分 化 学 元 素 无 法 在 成 型 后 检 测, 故 施 工 时 要 严 格 控 制 好 固 化 剂 的 含 量 4 结 语 粉 煤 灰 混 合 料 在 工 程 应 用 中 显 现 的 质 量 轻 强 度 高 热 稳 定 性 好 水 稳 定 性 好 沉 降 稳 定 早 期 的 可 流 动 性 可 塑 性, 后 期 强 度 的 稳 步 增 长 等 优 势 以 及 粉 煤 灰 快 速 增 强 固 化 剂 对 增 强 粉 煤 灰 混 合 料 的 粘 聚 性, 减 少 粉 煤 灰 混 合 料 水 硬 化 后 的 裂 缝, 提 高 其 抗 剪 性 能 以 及 经 济 环 境 效 益, 表 明 该 材 料 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 目 前 对 固 化 粉 煤 灰 在 工 程 中 的 应 用 取 得 了 一 些 经 验, 随 着 工 程 建 设 的 需 要, 如 何 更 好 地 对 固 化 粉 煤 灰 进 行 组 合 利 用 开 发 利 用 还 有 待 进 一 步 研 究 12 参 考 文 献 [1]J 江 苏 省 工 程 建 设 标 准 固 化 粉 煤 灰 应 用 技 术 规 程 [S]. [2] 东 南 大 学 交 通 学 院. 固 化 粉 煤 灰 工 程 应 用 物 理 力 学 性 能 的 试 验 与 分 析 [R] [3] 镇 江 市 建 筑 科 学 研 究 所. 粉 煤 灰 混 合 料 在 市 政 工 程 中 的 应 用 研 究 及 典 型 应 用 实 例 [R]. [4] 南 京 市 政 工 程 管 理 处. 粉 煤 灰 快 速 增 强 固 化 剂 技 术 汇 编 [R] [5]JTGB 公 路 工 程 技 术 标 准 [S]. [6]JTG D 公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 [S]. [7]JTG D 公 路 沥 青 路 面 设 计 规 范 [S]. [8]JTJ 公 路 路 面 基 层 施 工 技 术 规 范 [S]. [9] 王 丽 荣. 桥 梁 工 程 [M]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2005.

13 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 石 臼 湖 航 道 大 桥 防 撞 设 施 方 案 选 型 研 究 陈 凤 来 童 亮 杨 娟 施 永 富 ( 南 京 市 航 道 管 理 处 南 京 ) 韩 娟 ( 南 京 工 业 大 学 南 京 ) 摘 要 文 章 针 对 石 臼 湖 桥 主 桥 桥 墩 的 特 点, 对 7 种 防 撞 方 案 进 行 了 比 较 分 析, 分 析 结 果 表 明, 复 合 材 料 防 撞 设 施 在 船 撞 发 生 时, 可 在 保 护 桥 墩 安 全 的 同 时, 最 大 限 度 地 保 障 船 舶 及 船 员 的 安 全, 符 合 人 性 化 设 计 思 路 ; 综 合 考 虑 防 撞 设 施 造 价 和 桥 墩 的 自 身 抗 力 因 素,H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 方 案 满 足 桥 梁 防 撞 的 要 求, 且 总 体 造 价 合 适 同 时 对 船 舶 满 载 正 撞 的 典 型 工 况 分 别 进 行 了 无 防 撞 设 施 和 设 置 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 的 有 限 元 仿 真 分 析, 结 果 表 明 设 置 该 防 撞 设 施 后 可 有 效 削 减 船 撞 力, 建 议 选 用 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 方 案 关 键 词 桥 墩 防 撞 设 施 复 合 材 料 船 桥 碰 撞 事 故 在 我 国 发 生 较 为 频 繁, 据 不 完 全 统 计, 在 我 国 三 大 水 系 干 线 上 发 生 的 船 桥 碰 撞 事 故 [1] 就 超 过 300 起 船 舶 撞 击 桥 梁 的 灾 难 性 事 故 日 益 增 多, 且 产 生 的 后 果 极 其 严 重 目 前 我 国 大 量 的 旧 桥 设 计 时 低 估 了 船 撞 力, 而 且 航 道 等 级 提 升 需 求 量 大, 急 需 进 行 防 船 撞 评 估 与 加 固 为 避 免 严 重 船 桥 碰 撞 事 故 再 次 发 生, 新 建 桥 梁 的 船 舶 撞 击 分 析 与 加 装 桥 梁 防 撞 设 施, 以 及 旧 桥 船 舶 撞 击 承 载 能 力 复 核 与 加 强 抗 撞 能 力, 是 桥 梁 设 计 与 管 理 部 门 航 道 管 理 部 门 急 需 解 决 的 问 题 1 工 程 概 况 南 京 至 高 淳 新 通 道 工 程 跨 秦 淮 河 石 臼 湖 航 道 为 高 架 桥 梁 秦 淮 河 石 臼 湖 区 段 航 道 全 长 16.5 km, 受 宁 高 新 通 道 跨 湖 大 桥 影 响, 需 要 改 建 航 道 km, 按 四 级 航 道 标 准 进 行 整 治, 包 括 航 道 疏 浚 助 航 标 志 及 桥 梁 防 撞 设 施 为 确 保 跨 湖 大 桥 建 成 后 安 全 运 行, 避 免 受 桥 下 通 航 船 舶 影 响, 考 虑 在 主 通 航 孔 桥 墩 上 设 置 防 撞 设 施 基 于 宁 高 新 通 道 石 臼 湖 大 桥 防 撞 设 施 优 化 设 计 需 求, 有 必 要 对 防 撞 设 施 从 经 济 性 适 用 性 美 观 性 安 全 可 靠 性 等 方 面 进 行 比 选 研 究, 提 出 适 合 宁 高 新 通 道 石 臼 湖 大 桥 的 防 撞 设 施 方 案 2 各 种 防 护 设 施 的 分 类 和 评 价 经 过 多 年 的 研 究 应 用, 国 内 外 出 现 了 多 种 类 型 的 桥 墩 防 撞 设 施, 但 其 基 本 原 理 是 基 于 能 量 吸 收 动 量 缓 冲, 每 种 防 撞 设 施 都 有 其 特 点 和 使 用 条 件 具 [2] 体 来 说 防 撞 设 施 可 分 为 两 大 类 :(1) 间 接 式, 其 特 点 为, 在 桥 墩 之 外 另 设 防 撞 设 施, 桥 墩 不 直 接 受 力, 让 桥 墩 彻 底 回 避 船 舶 撞 击 的 问 题, 如 桩 群 方 式 薄 壳 筑 沙 围 堰 方 式 人 工 岛 方 式 等, 一 般 适 用 于 水 浅 地 质 情 况 较 好 的 场 合 间 接 式 防 撞 方 法 虽 然 一 劳 永 逸, 但 会 影 响 航 道, 且 常 常 因 为 造 价 太 高 或 者 条 件 不 具 备 而 放 弃 (2) 直 接 式, 其 特 点 为, 力 经 过 缓 冲 后 直 接 作 用 在 桥 墩 上, 如 护 弦 方 式 绳 索 变 形 方 式 缓 冲 材 料 设 施 方 式 缓 冲 设 施 工 程 方 式 及 固 定 或 浮 式 套 箱 防 撞 设 施 等 一 般 使 用 在 航 道 较 窄 水 较 深 的 场 合, 通 常 建 造 费 用 较 省, 土 建 工 程 量 不 大 桥 梁 防 撞 设 计 就 是 考 虑 某 种 船 舶 型 式 航 行 速 度 水 位 标 高 和 河 床 线 高 程 等 因 素, 确 保 计 算 得 到 的 桥 墩 横 向 水 平 力 接 近 或 超 过 船 舶 撞 击 力, 使 桥 墩 自 身 具 有 足 够 的 抗 撞 能 力 同 时 通 过 桥 墩 周 围 缓 冲 装 置 的 设 置, 来 延 长 船 舶 的 碰 撞 时 间, 从 而 更 好 地 保 护 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7869) 13

14 桥 隧 工 程 桥 墩 和 船 舶 的 安 全 桥 墩 防 撞 设 施 是 用 来 防 止 桥 墩 因 船 舶 撞 击 力 超 过 桥 墩 的 设 计 承 受 能 力, 船 舶 撞 击 桥 墩 时 桥 梁 发 生 整 体 或 局 部 破 坏 采 用 不 同 型 式 的 防 撞 设 施, 可 以 阻 止 船 舶 撞 击 力 传 到 桥 墩, 或 者 通 过 缓 冲 消 能 延 长 船 舶 的 碰 撞 时 间, 减 小 船 舶 撞 击 力, 保 障 桥 梁 安 全 防 撞 设 施 的 设 计 需 要 根 据 桥 墩 的 自 身 抗 撞 能 力 桥 墩 的 位 置 桥 墩 的 外 形 水 流 的 速 度 水 位 变 化 情 况 通 航 船 舶 的 类 型 碰 撞 速 度 等 各 类 因 素 综 合 进 [3] 行 防 撞 设 施 一 般 应 满 足 如 下 要 求 : (1) 防 撞 设 施 能 被 桥 梁 船 舶 运 输 和 港 航 ( 海 事 ) 管 理 单 位 三 方 面 共 同 接 受 ; (2) 对 船 舶 碰 撞 的 撞 击 能 量 进 行 消 能 缓 冲, 使 船 舶 不 能 直 接 撞 击 桥 墩 或 使 船 舶 碰 撞 力 控 制 在 安 全 范 围 内 ; (3) 防 撞 设 施 不 能 影 响 航 道 的 通 航, 尽 量 少 占 航 道, 不 碍 航 ; (4) 能 适 应 枯 水 洪 水 涨 潮 和 退 潮 等 水 位 变 化 的 要 求 ; (5) 通 过 合 理 的 结 构 和 材 料 布 置 设 施 的 消 能, 尽 量 减 少 船 舶 的 损 伤 ; (6) 不 因 防 撞 设 施 的 设 置 而 增 加 新 问 题, 如 回 流 沉 积 妨 碍 捕 捞 局 部 冲 刷 增 大 等 ; (7) 防 撞 设 施 制 造 安 装 维 修 经 济 方 便, 工 程 造 价 低, 结 构 经 久 耐 用 且 功 能 可 靠 3 南 京 石 臼 湖 跨 湖 大 桥 防 撞 设 施 设 计 南 京 石 臼 湖 跨 湖 大 桥 航 道 标 准 为 500 t 船 舶 ; 最 高 通 航 水 位 m, 平 均 低 潮 水 位 5.29 m 基 础 为 桩 基 础, 河 床 地 面 线 为 2.56 m 本 文 针 对 217# 218# 桥 墩, 共 设 计 了 7 套 防 撞 方 案, 即 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 方 案 D200 筒 形 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 方 案 HX50 固 定 式 复 合 材 料 防 撞 方 案 防 撞 墩 防 撞 方 案 群 桩 防 撞 方 案 钢 套 箱 防 撞 方 案 橡 胶 护 舷 防 撞 方 案 方 案 对 比 见 表 1 本 文 重 点 介 绍 复 合 材 料 防 撞 方 案 3.1 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 (1) 基 本 构 造 本 设 计 方 案 提 出 在 公 路 桥 墩 墩 身 设 置 H200 尖 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施, 型 号 为 BHH200, 标 准 节 段 防 撞 设 施 的 高 度 均 为 2 m, 迎 撞 侧 防 撞 节 段 为 渐 变 截 面, 截 面 宽 度 从 2 m 渐 变 为 1 m, 其 余 节 段 截 面 宽 度 为 1 m 箱 型 复 合 材 料 防 撞 设 施 采 用 工 厂 制 造, 可 随 着 水 位 的 变 化 上 下 浮 动 复 合 材 料 防 撞 设 施 外 壳 均 为 纤 维 增 强 复 合 材 料, 内 部 为 空 间 格 构 腹 板 增 强 的 耗 能 材 料, 其 中 空 间 格 构 腹 板 与 面 层 通 过 真 空 导 入 工 艺 一 次 成 型 防 撞 设 施 布 置 见 图 1 (2) 防 撞 机 理 在 箱 型 复 合 材 料 防 撞 保 护 系 统 中, 船 舶 若 正 对 桥 墩 撞 击, 消 能 元 件 首 先 与 桥 墩 侧 面 相 接 触 发 生 弹 性 变 形, 吸 收 碰 撞 能 量 ; 当 与 船 舶 呈 一 定 角 度 撞 击 后, 防 撞 系 统 表 面 光 滑 有 助 于 拨 离 船 舶 行 驶 方 向, 削 减 撞 击 力 ; 另 外 当 船 舶 与 防 撞 系 统 撞 击 紧 密 接 触 后, 防 撞 系 统 箱 型 截 面 本 身 也 能 承 受 较 大 的 撞 击 力, 箱 型 截 面 外 壳 为 弹 性 复 合 材 料, 其 内 部 填 充 的 耗 能 材 料 抗 剪 强 度 高, 缓 冲 能 力 强 3.2 BHD200 筒 形 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 (1) 基 本 构 造 本 设 计 方 案 提 出 在 公 路 桥 墩 墩 身 设 置 D200 筒 形 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施, 型 号 为 D200, 直 径 为 2 m, 在 防 撞 圈 背 部 ( 靠 近 墩 柱 一 侧 ) 设 置 摩 擦 板 系 统 筒 型 复 合 材 料 防 撞 设 施 采 用 节 段 工 厂 制 造, 由 若 干 直 线 段 构 件 与 弯 头 构 件 组 装 成 多 边 形 防 撞 圈, 防 撞 圈 可 随 着 水 位 的 变 化 上 下 浮 动 上 述 复 合 材 料 防 撞 设 施 外 壳 均 为 纤 维 增 强 复 合 材 料, 内 部 为 空 间 格 构 腹 板 增 强 的 耗 能 材 料, 其 中 空 间 格 构 腹 板 与 面 层 通 过 真 空 导 入 工 艺 一 次 成 型 上 述 复 合 材 料 防 撞 圈 外 壳 均 为 纤 维 增 强 复 合 材 料, 内 填 空 间 格 构 腹 板 增 强 的 耗 能 材 料, 其 中 空 间 格 构 腹 板 与 面 层 通 过 真 空 导 入 工 艺 一 次 成 型 防 撞 设 施 布 置 见 图 2 (2) 防 撞 机 理 在 筒 形 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 保 护 系 统 中, 船 舶 若 正 对 桥 墩 撞 击, 消 能 元 件 首 先 与 桥 墩 的 棱 边 相 接 触 发 生 弹 性 变 形, 吸 收 碰 撞 能 量 ; 当 与 船 舶 呈 一 定 角 度 撞 击 后, 防 撞 系 统 也 可 方 便 地 转 动 一 定 的 角 度, 从 而 迅 速 拨 离 船 舶 行 驶 方 向 ; 另 外 当 船 舶 与 防 撞 系 统 撞 击 紧 密 接 触 后, 防 撞 系 统 筒 形 截 面 本 身 也 能 承 受 较 大 的 撞 击 力 筒 形 截 面 外 壳 为 弹 性 复 合 材 料, 具 有 大 变 形 能 力, 能 压 缩 1/2 直 径 而 不 破 坏 ; 其 内 部 紧 密 填 充 的 耗 能 弹 性 粘 结 材 料 缓 冲 能 力 强, 轻 质 摩 擦 颗 粒 材 料 能 摩 擦 消 耗 大 量 能 量 3.3 HX50 型 固 定 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 本 方 案 提 出 在 通 航 孔 左 右 桥 墩 墩 身 设 置 厚 50 cm, 高 4.0 m, 宽 2.0 m 的 固 定 式 复 合 材 料 防 撞 设 施, 通 过 M42 螺 栓 固 定 于 桥 墩 墩 身 固 定 式 复 合 材 料 防 撞 设 施, 是 一 种 缓 冲 吸 能 14

15 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 表 1 防 撞 设 施 对 比 分 析 表 方 案 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 D200 筒 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 HX50 型 固 定 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 防 撞 墩 防 撞 设 施 群 桩 防 撞 设 施 传 统 钢 套 箱 防 撞 设 施 橡 胶 护 舷 防 撞 设 施 工 作 原 理 防 撞 效 果 耐 腐 蚀 性 使 用 年 限 复 合 材 料 防 撞 设 施 在 弹 性 范 围 内 大 变 形 之 后 可 恢 复, 变 形 缓 冲 耗 能 能 大 幅 削 减 撞 击 力, 最 大 限 度 保 护 桥 梁 和 船 舶 耐 酸 碱 及 海 水 腐 蚀 使 用 寿 命 30 年 以 上 复 合 材 料 防 撞 设 施 在 弹 性 范 围 内 大 变 形 之 后 可 恢 复, 变 形 缓 冲 耗 能 能 大 幅 削 减 撞 击 力, 最 大 限 度 保 护 桥 梁 和 船 舶 耐 酸 碱 及 海 水 腐 蚀 使 用 寿 命 30 年 以 上 复 合 材 料 防 撞 设 施 在 弹 性 范 围 内 大 变 形 之 后 可 恢 复, 变 形 缓 冲 耗 能 能 大 幅 削 减 撞 击 力, 最 大 限 度 保 护 桥 梁 和 船 舶 耐 酸 碱 及 海 水 腐 蚀 使 用 寿 命 30 年 以 上 硬 碰 硬, 主 要 通 过 几 根 防 撞 墩 联 合 变 形 缓 冲 消 能 可 以 阻 止 船 舶 接 触 桥 墩, 但 防 撞 墩 被 撞 损 后 即 失 效 钢 管 桩 易 被 腐 蚀 不 发 生 船 撞 事 故 前 提 下 使 用 寿 命 较 长 硬 碰 硬, 主 要 通 过 群 桩 及 连 接 群 桩 之 间 的 系 梁 联 合 变 形 缓 冲 消 能 可 以 阻 止 船 舶 接 触 桥 墩, 但 防 撞 墩 被 撞 损 后 不 能 起 到 防 撞 效 果 钢 管 桩 易 被 腐 蚀 不 发 生 船 撞 事 故 前 提 下 使 用 寿 命 较 长 钢 材 塑 性 变 形 破 损 消 能, 不 破 损 变 形 不 消 能 刚 性 防 撞, 易 刮 破 船 舶 导 致 沉 没 长 期 在 水 环 境 中 易 被 腐 蚀 使 用 寿 命 约 20 年, 需 防 腐 维 护 橡 胶 护 舷 弹 性 变 形 消 能 保 护 小 船 擦 碰, 削 减 大 船 撞 击 力 有 限 耐 酸 碱 腐 蚀, 易 老 化 使 用 寿 命 约 5 ~10 年 后 期 维 护 基 本 不 用 维 护, 更 换 节 段 方 便 基 本 不 用 维 护, 更 换 节 段 方 便 基 本 不 用 维 护, 更 换 节 段 方 便 耐 腐 性 能 差, 钢 管 会 锈 蚀, 维 护 困 难, 撞 损 后 难 以 修 复 耐 腐 性 性 能 差, 钢 管 会 被 锈 蚀, 维 护 困 难, 撞 损 后 难 以 修 复 耐 腐 性 性 能 差, 后 期 维 护 费 用 大, 维 护 困 难 可 更 换 施 工 难 易 防 撞 设 施 重 量 轻, 运 输 安 装 方 便, 采 用 插 销 棒 连 接 防 撞 设 施 重 量 轻, 运 输 安 装 方 便 采 用 插 销 棒 连 接 防 撞 设 施 重 量 轻, 运 输 安 装 方 便, 采 用 螺 栓 连 接 打 桩 船 现 场 施 工 钢 管 桩, 并 灌 混 凝 土, 施 工 有 一 定 难 度 采 用 打 桩 船 现 场 施 工 钢 管 桩, 并 内 灌 混 凝 土, 施 工 有 一 定 难 度 工 厂 焊 接 预 制 单 个 箱 体, 用 内 法 兰 螺 栓 连 接, 箱 体 重 量 大, 施 工 难 度 大 直 接 从 工 厂 采 购, 采 用 螺 栓 固 定 连 接 对 水 环 境 影 响 无 需 防 腐 涂 装, 无 污 染 无 需 防 腐 涂 装, 无 污 染 无 需 防 腐 涂 装, 无 污 染 防 腐 涂 装 污 染 水 环 境 对 船 体 影 响 弹 性 模 量 较 低, 能 够 最 大 限 度 地 减 轻 船 体 损 伤, 船 体 损 伤 最 小 弹 性 模 量 较 低, 能 够 最 大 限 度 减 轻 船 体 损 伤, 船 体 损 伤 最 小 弹 性 模 量 较 低, 能 够 最 大 限 度 减 轻 船 体 损 伤, 船 体 损 伤 最 小 刚 性 碰 撞, 船 体 损 伤 较 大, 严 重 时 船 毁 人 亡 刚 性 碰 撞, 船 体 损 伤 较 大, 严 重 时 导 致 船 毁 人 亡 钢 碰 钢, 船 体 易 受 损 伤 弹 性 模 量 较 低, 能 一 定 限 度 地 减 轻 船 体 损 伤 能 否 自 浮 可 自 浮 可 自 浮 不 能 自 浮 不 能 自 浮 不 能 自 浮 可 自 浮, 破 损 后 会 影 响 自 浮 造 价 略 高 较 高 一 般 一 般 很 高 较 高 便 宜 不 能 自 浮 意 见 推 荐 推 荐 不 推 荐 不 推 荐 不 推 荐 不 推 荐 不 推 荐 (a) 立 面 布 置 图 图 1 桥 墩 防 撞 设 施 布 置 图 (b) 平 面 布 置 图 15

16 桥 隧 工 程 (a) 防 撞 设 施 立 面 布 置 图 (b) 防 撞 设 施 平 面 布 置 图 图 2 桥 墩 防 撞 设 施 布 置 图 型 腹 板 增 强 复 合 材 料 防 撞 装 置, 采 用 真 空 导 入 工 艺 一 次 成 型, 其 内 部 结 构 由 复 合 材 料 面 层 在 复 合 材 料 面 层 之 间 的 格 构 增 强 体 以 及 填 充 在 格 构 体 之 间 的 填 充 材 料 体 组 成, 防 撞 设 施 布 置 图 见 图 3 (a) 立 面 布 置 图 (b) 平 面 布 置 图 图 3 桥 墩 防 撞 设 施 布 置 图 从 上 述 对 比 结 果 可 以 看 出, 复 合 材 料 防 撞 设 施 在 船 撞 发 生 时, 可 在 保 护 桥 墩 安 全 的 同 时, 最 大 限 度 地 保 障 船 舶 及 船 员 的 安 全, 符 合 人 性 化 设 计 思 路 另 外, 防 撞 设 施 可 承 受 多 次 船 舶 撞 击, 变 形 后 可 恢 复 复 合 材 料 防 撞 设 施 重 量 轻 运 输 安 装 方 便 后 期 维 护 费 用 省 无 需 防 腐 涂 装, 不 污 染 水 环 境, 且 外 型 美 观, 颜 色 可 起 到 警 示 作 用, 可 与 石 臼 湖 湖 区 景 色 相 得 益 彰 因 此 复 合 材 料 防 撞 设 施 方 案 具 有 较 好 的 综 合 技 术 与 经 济 优 势, 防 撞 消 能 效 果 好, 性 价 比 高, 因 此, 可 作 为 项 目 的 推 荐 方 案 根 据 相 关 资 料, 最 高 通 航 水 位 取 为 m, 最 低 通 航 水 位 取 为 5.29 m 固 定 式 复 合 材 料 方 案 不 能 适 应 水 位 变 化, 其 防 护 范 围 有 限, 针 对 本 桥 湖 区 风 浪 较 大 的 实 际 情 况, 不 建 议 设 置 固 定 式 防 撞 方 案 综 合 考 虑 防 撞 设 施 造 价 和 桥 墩 的 自 身 抗 力 因 素,H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 方 案 满 足 桥 梁 防 撞 的 要 求, 且 总 体 造 价 合 适, 建 议 作 为 本 桥 推 荐 防 撞 方 案 4 有 限 元 仿 真 分 析 船 舶 撞 击 力 有 限 元 及 计 算 技 术 的 快 速 发 展 为 分 析 船 桥 碰 撞 问 题 提 供 了 有 力 的 工 具 可 以 对 接 触 的 全 过 程 进 行 计 算 机 数 值 模 拟 桥 墩 遭 受 船 舶 的 冲 击 荷 载 作 用 是 一 项 动 力 学 问 题, 利 用 ANSYS/LS-DYNA 有 限 元 分 析 软 件 可 以 十 分 有 效 地 对 船 桥 碰 撞 问 题 进 行 仿 真 分 析 以 217# 主 墩 为 例 进 行 船 撞 力 有 限 元 模 拟, 有 限 元 计 算 时 以 500 t 级 船 舶 为 代 表 船 型, 船 舶 撞 击 速 度 为 4.1 m/s 根 据 相 关 资 料, 最 高 通 航 水 位 取 为 16

17 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 m, 最 低 通 航 水 位 取 为 5.29 m 综 合 以 上 几 方 面 因 素, 针 对 217# 墩, 本 项 目 对 满 载 正 撞 的 典 型 工 况 分 别 进 行 了 无 防 撞 设 施 和 有 防 撞 设 施 的 有 限 元 仿 真 分 析 分 析 结 果 见 图 4 图 5 及 表 2 表 3 (a) 船 撞 有 限 元 分 析 模 型 (b) 船 头 变 形 和 应 力 分 布 图 (c) 正 撞 碰 撞 力 时 程 曲 线 图 图 4 满 载 正 撞 有 限 元 仿 真 分 析 ( 无 防 撞 设 施 ) (a) 船 撞 有 限 元 分 析 模 型 (b) 船 头 变 形 和 应 力 分 布 图 (c) 防 撞 装 置 应 力 分 布 图 (d) 正 撞 碰 撞 力 时 程 曲 线 图 图 5 满 载 正 撞 有 限 元 仿 真 分 析 ( 有 防 撞 设 施 ) 表 2 217#~218# 桥 墩 船 舶 撞 击 力 计 算 值 ( 有 无 防 撞 装 置 对 比 ) 无 防 撞 设 施 有 防 撞 设 施 最 大 船 撞 力 计 算 船 撞 力 /MN 船 撞 力 /MN 削 减 率 /% 工 况 横 桥 向 顺 桥 向 横 桥 向 顺 桥 向 横 桥 向 顺 桥 向 满 载 正 撞 满 载 侧 撞 表 3 217#~218# 桥 墩 墩 顶 位 移 加 速 度 峰 值 ( 有 无 防 撞 装 置 对 比 ) 计 算 工 况 无 防 撞 设 施 墩 顶 位 移 /mm 有 防 撞 设 施 墩 顶 位 移 /mm 横 桥 向 顺 桥 向 横 桥 向 顺 桥 向 满 载 正 撞 满 载 侧 撞 从 船 头 变 形 和 应 力 分 布 图 可 看 出 设 置 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 后 船 头 的 变 形 明 显 变 小 ; 有 限 元 仿 真 分 析 结 果 表 明 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 可 有 效 削 减 船 舶 撞 击 力, 并 减 小 墩 顶 的 位 移, 可 使 主 墩 抵 抗 船 舶 撞 击 的 能 力 有 所 增 强 5 结 论 从 全 寿 命 周 期 衡 量, 箱 型 复 合 材 料 防 撞 设 施 具 有 较 高 的 性 价 比, 且 柔 性 防 撞 设 施 在 船 撞 发 生 时, 可 在 保 护 桥 墩 安 全 的 同 时, 最 大 限 度 地 保 障 船 舶 及 船 员 的 安 全, 符 合 人 性 化 设 计 思 路 另 外, 防 撞 设 施 可 承 受 多 次 船 舶 撞 击, 变 形 后 可 恢 复 有 限 元 仿 真 分 析 表 明 H200 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 可 知 方 案 效 果 显 著, 适 合 本 桥 的 防 撞 应 用 经 综 合 比 较, 箱 型 自 浮 式 复 合 材 料 防 撞 设 施 方 案 具 有 较 好 的 综 合 技 术 与 经 济 优 势, 防 撞 消 能 效 果 好, 性 价 比 高, 因 此, 可 作 为 石 臼 湖 航 道 大 桥 的 防 撞 方 案 参 考 文 献 [1] 陈 诚. 桥 梁 设 计 船 撞 力 及 损 伤 状 态 仿 真 研 究 [D]. 上 海 : 同 济 大 学,2006. [2] 岩 井 聪. 关 于 船 舶 对 桥 梁 的 安 全 措 施 [J]. 中 国 航 海, 1986, (12): [3] 陈 国 虞. 桥 墩 的 船 撞 力 计 算 及 柔 性 防 撞 装 置 设 计 综 述 [C]// 上 海 海 洋 钢 结 构 协 会 2002 年 会 议 论 文 集 : [4] 王 勖 成. 有 限 单 元 法 [M]. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社,2010:

18 桥 隧 工 程 桥 面 抛 丸 工 艺 在 吉 莲 高 速 中 的 应 用 熊 明 清 ( 新 余 市 公 路 管 理 局 新 余 ) 刘 运 华 ( 苏 交 科 集 团 股 份 有 限 公 司 南 京 ) 摘 要 桥 面 水 泥 混 凝 土 路 面 通 过 采 取 抛 丸 工 艺, 可 有 效 去 除 浮 浆 浮 尘 等, 增 强 与 沥 青 混 凝 土 的 粘 结 性 和 整 体 性 文 章 对 抛 丸 工 艺 的 原 理 特 点 施 工 工 艺 质 量 控 制 要 点 应 用 效 果 等 进 行 介 绍 关 键 词 抛 丸 工 艺 桥 面 施 工 1 概 述 抛 丸 处 理 是 一 种 在 欧 美 发 达 国 家 已 经 开 始 应 用 的 表 面 处 理 方 法 世 界 上 第 一 台 抛 丸 设 备 诞 生 于 100 年 前, 开 始 是 在 各 种 金 属 或 非 金 属 表 面 去 除 杂 质 氧 化 皮, 增 加 粗 糙 度 等 方 面 得 到 应 用 经 过 百 年 的 发 展, 抛 丸 工 艺 以 及 设 备 已 经 相 当 成 熟, 其 应 用 已 经 涉 及 不 同 行 业 欧 美 国 家 自 20 世 纪 70 年 代 以 来 在 混 凝 土 桥 面 铺 装 中 广 泛 使 用 防 水 层, 大 大 减 少 了 混 凝 土 桥 梁 由 于 渗 水 而 造 成 的 损 坏, 延 长 了 桥 梁 的 使 用 寿 命 但 随 着 交 通 量 的 增 加, 同 时 出 现 了 防 水 层 和 面 层 以 及 桥 面 黏 结 强 度 不 足 而 产 生 推 移 的 病 害 在 我 国, 混 凝 土 桥 梁 也 经 常 发 生 类 似 病 害, 以 及 由 于 渗 水 造 成 的 混 凝 土 疏 松 脱 落, 钢 筋 锈 蚀 造 成 以 上 病 害 的 原 因 之 一 是 混 凝 土 面 层 处 理 时 没 有 能 够 完 全 去 除 表 面 残 留 物 质, 没 有 保 留 一 定 的 粗 糙 表 面 来 保 证 防 水 层 和 桥 面 底 层 的 黏 结 强 度 抛 丸 工 艺 能 够 一 次 将 混 凝 土 表 面 的 浮 浆 杂 质 清 理 和 清 除 干 净, 并 且 同 时 对 混 凝 土 表 面 进 行 打 毛 处 理, 使 其 表 面 均 匀 粗 糙, 大 大 提 高 防 水 层 和 混 凝 土 基 层 的 黏 结 强 度 而 且 在 此 过 程 中, 抛 丸 工 艺 能 够 充 分 暴 露 混 凝 土 的 裂 纹 等 病 害, 以 便 提 前 采 取 补 救 措 施 2 工 作 原 理 与 控 制 参 数 抛 丸 是 指 通 过 机 械 的 方 法 把 丸 料 ( 钢 丸 或 砂 粒 ) 以 很 高 的 速 度 和 一 定 的 角 度 抛 射 到 工 作 表 面 上, 让 丸 料 冲 击 工 作 表 面, 然 后 在 机 器 内 部 通 过 配 套 的 吸 尘 器 的 气 流 清 洗, 将 丸 料 和 清 理 下 来 的 杂 质 分 别 回 收, 并 且 使 丸 料 可 以 再 次 利 用 的 技 术 抛 丸 机 配 有 除 尘 器, 可 做 到 无 尘 无 污 染 施 工, 既 提 高 效 率, 又 保 护 环 境 抛 丸 机 按 其 行 走 形 式 可 分 为 3 种 : 手 推 式 车 载 式 和 自 行 式 抛 丸 机 操 作 时 通 过 控 制 和 选 择 丸 料 的 颗 粒 大 小 形 状, 以 及 调 整 和 设 定 机 器 的 行 走 速 度, 控 制 丸 料 的 抛 射 流 量, 得 到 不 同 的 抛 射 强 度, 获 得 不 同 的 表 面 处 理 效 果 抛 丸 工 艺 和 设 备 根 据 需 要 处 理 的 表 面 的 不 同, 通 过 3 个 参 数 来 控 制 处 理 后 的 表 面 状 况 : 选 择 丸 料 的 大 小 和 形 状 ; 设 备 的 行 走 速 度 ; 丸 料 的 流 量 大 小 以 上 3 个 参 数 互 相 配 合, 可 以 得 到 不 同 的 处 理 效 果, 确 保 处 理 后 表 面 的 理 想 粗 糙 度 (1) 钢 丸 的 选 择 : 通 常 使 用 S330-S550 (2) 行 走 速 度 和 丸 流 量 的 大 小 的 影 响 : 行 走 速 度 可 以 调 整 和 固 定 行 走 越 慢, 抛 打 深 度 和 密 度 越 高 ; 丸 流 量 越 大, 清 理 效 率 越 高 丸 流 量 的 大 小 以 电 机 负 载 数 值 显 示 在 不 同 行 走 速 度 下 处 理 C40 混 凝 土 表 面, 随 着 处 理 速 度 的 降 低, 表 面 清 理 的 深 度 增 加 一 般 抛 丸 在 混 凝 土 表 面 可 以 清 理 的 深 度 在 0.1~4 mm, 在 沥 青 表 面 可 以 达 到 2.5 mm 的 纹 理 深 度 (3) 原 基 层 表 面 状 况 : 不 同 的 基 层 骨 料 结 构 强 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7915) 18

19 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 度, 在 相 同 的 抛 丸 参 数 下 会 得 到 不 同 的 处 理 效 果 3 工 艺 特 点 (1) 完 全 去 除 浮 浆 和 起 砂, 处 理 后 的 表 面 均 匀 粗 糙 干 净 ; (2) 露 骨, 但 同 时 不 会 造 成 骨 料 的 松 动 和 微 裂 纹, 不 造 成 路 面 结 构 的 破 坏 ; (3) 不 改 变 平 整 度 的 情 况 下, 完 全 清 理 待 处 理 表 面, 得 到 纹 理 深 度 的 同 时 处 理 微 观 纹 理 ; (4) 增 加 防 水 材 料 在 表 面 的 附 着 力 并 提 供 一 定 的 渗 透 效 果 ; (5) 整 个 处 理 过 程 简 单 环 保 4 施 工 工 艺 (1) 桥 面 表 面 由 6~8 人 一 字 排 开 用 竹 帚 进 行 全 面 清 扫, 再 用 2~3 台 森 林 灭 火 鼓 风 机 将 浮 灰 吹 净 ; (2) 抛 丸 机 按 照 确 定 的 行 走 速 度 匀 速 行 驶, 多 台 抛 丸 机 作 业 采 用 并 行 直 线 连 续 抛 丸 方 式,2 台 机 械 作 业 宽 度 重 叠 1~5 cm, 并 使 搭 接 的 部 位 不 出 现 高 低 差 ; (3) 抛 丸 去 除 深 度 1~3 mm, 露 骨 率 20%, 由 于 界 面 的 不 均 匀, 当 一 遍 达 不 到 20% 的 露 骨 率 时 进 行 二 次 抛 丸, 直 至 满 足 技 术 要 求 ; (4) 抛 丸 处 置 后 的 表 面 有 均 匀 的 粗 糙 度 和 良 好 的 清 洁 度 ; (5) 废 料 回 收 采 用 编 织 袋 打 包, 运 至 指 定 地 点 废 弃 5 抛 丸 后 的 桥 面 裂 缝 问 题 桥 面 板 经 抛 丸 处 理 后, 部 分 桥 面 板 由 于 施 工 养 生 原 因 出 现 细 微 裂 缝 部 分 裂 缝 的 深 度 可 能 已 达 到 钢 筋 处, 对 桥 梁 结 构 后 期 的 使 用 有 不 利 影 响 桥 面 的 渗 水 有 可 能 通 过 裂 缝 渗 入 混 凝 土 内 部, 造 成 钢 筋 的 锈 蚀 为 了 减 少 渗 水 锈 蚀 钢 筋 的 几 率, 对 桥 面 板 上 发 现 的 裂 缝 均 用 环 氧 树 脂 进 行 灌 缝 处 理 6 施 工 注 意 事 项 (1) 桥 面 应 平 整, 突 起 物 应 凿 除, 以 免 影 响 抛 丸 设 备 出 现 漏 砂 等 现 象 (2) 油 污 锈 迹 杂 物 尘 土 应 清 理, 清 扫 干 净, 防 止 施 工 过 程 中 污 染 磨 料 砂 丸 (3) 对 无 法 抛 丸 处 置 的 边 角 等 部 位, 采 用 手 推 式 打 磨 机 补 充 处 置 (4) 对 抛 丸 处 置 后 桥 面 暴 露 出 来 的 裂 纹 孔 洞 及 凹 凸 不 平 等 缺 陷, 需 按 水 泥 混 凝 土 桥 梁 结 构 修 补 方 法 进 行 修 补 (5) 抛 丸 处 置 后 应 尽 快 进 行 防 水 粘 结 层 的 施 工, 减 少 二 次 污 染 (6) 施 工 人 员 必 须 穿 戴 干 净 的 工 作 服 手 套 工 作 帽 7 界 面 处 理 质 量 控 制 (1) 水 泥 混 凝 土 桥 面 抛 丸 施 工 阶 段 的 质 量 检 查 方 法 及 检 验 标 准, 见 表 1 表 1 抛 丸 处 理 检 测 项 目 及 标 准 检 查 项 目 规 定 值 或 允 许 偏 差 检 测 方 法 频 率 浮 浆 及 杂 物 无 附 着 不 牢 的 浮 浆 杂 物 等 目 测 全 面 去 除 深 度 2 ~4 mm 目 测 全 面 露 骨 率 20%( 视 具 体 情 况 ) 目 测 全 面 粗 糙 度 表 面 粗 糙 均 匀 目 测 全 面 (2) 参 考 国 外 和 国 内 部 分 省 份 的 施 工 经 验 和 检 验 标 准, 混 凝 土 基 面 采 用 的 表 面 清 理 标 准 如 下 : 譹 訛 清 理 应 达 到 100% 创 面 清 理 ; 无 浮 浆 ; 譺 訛 处 理 后 的 表 面 均 匀 平 整 ( 无 明 显 凸 凹 ); 譻 訛 清 洁 ; 无 浮 尘 ; 无 污 染 物 ; 表 面 缺 陷 应 进 行 修 补 ; 譼 訛 骨 料 露 出 ; 无 松 动 骨 料 ; 譽 訛 粗 糙 度 : 铺 砂 法 0.4~0.8 根 据 以 上 技 术 要 求 和 标 准, 本 项 目 在 施 工 过 程 中 通 过 多 次 检 测 分 析, 抛 丸 深 度 为 3~4mm 左 右 ; 露 骨 率 较 好 ; 铺 面 干 净 粗 糙 ; 有 效 去 除 了 浮 浆 等, 应 用 效 果 较 好 8 结 语 随 着 现 代 科 技 水 平 的 不 断 提 高, 工 程 施 工 的 技 术 标 准 不 断 提 高, 对 技 术 创 新 质 量 安 全 越 来 越 重 视 桥 面 铺 装 的 质 量 如 何, 直 接 关 系 着 桥 梁 的 使 用 寿 命 行 车 安 全 等 只 有 不 断 创 新 工 艺, 提 高 施 工 水 平, 才 能 更 好 地 保 证 桥 面 铺 装 的 质 量 实 践 证 明, 桥 面 抛 丸 工 艺 可 以 有 效 地 去 除 浮 浆, 提 高 界 面 的 粗 糙 度 等, 通 过 防 水 粘 结 层 能 够 提 高 水 泥 混 凝 土 和 沥 青 混 凝 土 粘 结 的 整 体 性, 从 而 提 高 整 个 桥 面 铺 装 的 质 量 参 考 文 献 [1] 安 平, 王 均 中, 席 广 忠. 抛 丸 处 理 桥 面 铺 装 工 艺 的 应 用 [J]. 交 通 标 准 化,2009(21): [2 ] 赵 永 祯. 抛 丸 工 艺 应 用 分 析 [J ]. 中 国 公 路, 2012 (3 ): [3] 刘 海 川, 迟 鹏. 抛 丸 工 艺 在 桥 面 工 程 的 应 用 [J]. 公 路,2010(11). [4] 王 楷. 浅 析 抛 丸 打 砂 工 艺 在 桥 面 铺 装 层 浮 浆 清 理 中 的 应 用 [J]. 沿 海 企 业 与 科 技,2011(3): [5] 孟 俊 毅. 抛 丸 工 艺 在 混 凝 土 路 面 处 理 中 的 应 用 [J]. 山 西 建 筑,2012(28):

20 桥 隧 工 程 挂 篮 悬 浇 箱 梁 施 工 质 量 的 现 场 控 制 研 究 刘 宁 ( 江 苏 东 南 交 通 工 程 咨 询 监 理 有 限 公 司 泰 州 ) 摘 要 文 章 结 合 通 洋 高 速 公 路 团 结 河 大 桥 施 工 管 理 实 践, 分 析 了 挂 篮 悬 浇 箱 梁 施 工 中 的 现 场 质 量 控 制, 对 0 # 块 的 施 工 挂 篮 的 施 工 及 预 压 悬 臂 端 施 工 边 跨 施 工 及 合 龙 段 施 工 等 方 面 的 现 场 质 量 控 制 进 行 了 阐 述, 为 今 后 类 似 桥 型 的 施 工 质 量 控 制 提 供 参 考 关 键 词 挂 篮 悬 浇 施 工 质 量 现 场 控 制 1 工 程 概 况 通 洋 高 速 公 路 团 结 河 大 桥 桥 梁 全 长 m, 主 跨 跨 越 团 结 河, 桥 墩 编 号 为 16#~19#, 主 桥 全 长 192 m, 桥 孔 布 置 为 ( ) m, 桥 梁 全 宽 28 m, 左 右 幅 半 幅 宽 度 为 m 主 桥 结 构 形 式 为 单 箱 单 室 变 截 面 预 应 力 砼 连 续 箱 梁, 现 场 采 用 挂 篮 悬 臂 浇 筑 法 施 工, 箱 梁 各 控 制 截 面 梁 高 分 别 为 : 端 支 座 处 及 边 跨 直 线 段 和 跨 中 处 为 2.3 m, 中 支 点 处 梁 高 5.1 m, 段 长 3 m 3.5 m 4 m, 梁 底 按 圆 曲 线 变 化 箱 梁 横 截 面 为 单 箱 单 室 直 腹 板 全 桥 箱 梁 顶 板 厚 28 cm 腹 板 厚 分 别 为 支 点 处 0.8 m, 跨 中 处 0.5 m, 底 板 厚 由 跨 中 的 0.28 m 变 化 至 中 支 点 梁 根 部 的 0.8 m, 中 支 点 处 加 厚 到 1.3 m; 箱 梁 在 中 支 点 处 设 2.5 m 厚 的 横 隔 板, 梁 端 支 座 处 设 置 厚 1.5 m 的 端 横 隔 板, 中 跨 跨 中 合 龙 段 设 置 厚 2 m 的 中 横 隔 板 平 面 为 圆 曲 线, 对 称 布 置 箱 梁 顶 板 设 置 单 向 横 坡 2% 团 结 河 大 桥 为 本 标 段 重 点 控 制 性 工 程 之 一 2 0# 块 施 工 本 桥 梁 合 计 0# 块 为 4 个 每 个 0# 块 长 度 为 11 m, 箱 梁 中 心 线 处 最 大 高 度 5.1 m, 底 宽 6.65 m, 顶 宽 13.5 m, 翼 板 悬 臂 长 3.5 m, 一 个 0# 块 体 积 256 m 3, 重 量 667 t 2.1 地 基 处 理 主 墩 墩 身 完 成 后 在 承 台 外 围 至 0# 块 红 线 外 1 m 均 采 用 素 土 分 层 压 实 回 填, 承 台 顶 向 下 60 cm 回 填 45 cm 厚 5% 石 灰 土, 至 承 台 顶 15 cm 范 围 采 用 C20 素 砼 硬 化, 回 填 土 压 实 度 不 小 于 90%, 场 地 周 围 设 置 排 水 沟, 确 保 施 工 现 场 不 积 水 2.2 支 架 施 工 0# 块 支 架 采 用 碗 扣 式 钢 管 支 架, 在 钢 管 支 撑 上 横 桥 向 布 置 [10 槽 钢, 在 槽 钢 上 顺 桥 向 铺 设 9 cm 9 cm 方 木 +5 mm 厚 钢 模 作 为 底 模 侧 模 和 翼 板 面 板 采 用 挂 篮 侧 模, 采 用 横 向 对 拉 螺 杆 进 行 加 强, 后 面 以 定 型 托 架 予 以 固 定 0# 块 支 架 设 计 经 复 核 验 算 在 腹 板 横 梁 处 支 架 立 杆 横 向 间 矩 为 30 cm 才 能 满 足 刚 度 强 度 要 求, 横 距 : 腹 板 横 梁 下 30 cm, 箱 室 底 板 60 cm 和 翼 缘 板 处 90 cm; 纵 距 : 均 为 60 cm, 步 距 120 cm, 剪 刀 撑 每 3 道 设 置 1 道, 能 满 足 强 度 刚 度 要 求 腹 板 要 考 虑 横 梁 区 和 横 梁 渐 变 段 区 立 杆 的 加 密 0# 块 支 架 底 模 厚 度 为 5 mm, 横 向 分 配 梁 的 间 距 需 15 cm( 腹 板 横 梁 底 板 ) 25 cm( 翼 缘 板 ) 才 能 满 足 强 度 刚 度 要 求 现 场 重 点 检 查 钢 管 支 架 壁 厚 及 规 格 是 否 符 合 设 计 要 求, 纵 横 向 步 距 和 剪 刀 撑 是 否 按 照 设 计 施 工, 现 场 监 理 专 项 验 收 后 挂 牌 标 示 0# 块 施 工 前 全 桥 导 线 水 准 系 统 的 精 度 要 满 足 规 范 要 求 0# 块 施 工 后, 导 线 水 准 引 到 0# 块 的 顶 面 后, 要 注 意 前 后 点 的 闭 合 2.3 混 凝 土 的 拌 制 与 浇 筑 混 凝 土 浇 筑 前 须 将 模 板 内 杂 物 清 洗 干 净, 底 模 表 面 不 应 有 积 水 浇 筑 底 板 腹 板 混 凝 土 时, 尽 量 避 免 砼 粘 在 钢 筋 或 模 板 上 影 响 质 量 钢 筋 穿 出 模 板 的 部 位 最 容 易 漏 浆, 要 采 取 堵 漏 措 施, 设 专 人 负 责 检 查 混 凝 土 浇 筑 必 须 一 次 浇 筑 成 型, 采 用 汽 车 泵 泵 送 入 模, 按 照 底 板 腹 板 顶 板 的 顺 序, 注 意 底 腹 板 交 接 ( 收 稿 日 期 编 号 : / 7991) 20

21 桥 隧 工 程 江 苏 交 通 科 技 2015 年 第 3 期 处 的 振 捣, 确 保 倒 角 处 砼 密 实 锚 垫 板 部 位 混 凝 土 的 振 捣 应 细 心 认 真 进 行, 确 保 密 实, 浇 筑 顶 板 时 必 须 由 外 向 内 浇 筑, 以 防 止 砼 在 腹 板 顶 板 产 生 裂 缝, 顶 板 进 行 拉 毛 处 理, 采 用 土 工 布 覆 盖 洒 水 养 护, 养 护 期 不 少 于 7 d, 做 好 首 件 工 程 施 工 3 挂 篮 施 工 3.1 挂 篮 的 结 构 形 式 组 成 和 主 要 技 术 参 数 本 桥 使 用 的 挂 篮 是 三 角 挂 篮, 由 主 桁 架 及 行 走 系 统 模 板 系 统 横 梁 系 悬 吊 系 支 座 及 支 垫 梁 等 组 成 主 梁 立 柱 斜 拉 杆 构 成 三 角 桁 架, 共 同 承 受 外 荷 载 其 主 要 技 术 指 标 如 下 : 设 计 承 载 能 力 150 t; 前 端 臂 长 6.03 m; 后 端 锚 固 长 度 5.65 m; 高 度 3.8 m; 行 走 方 式 为 人 工 手 拉 葫 芦 配 倒 链 牵 引 ; 挂 篮 总 重 约 40 t ( 含 横 梁 及 底 模 侧 模 ); 挂 篮 主 桁 安 全 系 数 3.0; 挂 篮 承 重 时 抗 倾 覆 安 全 系 数 大 于 2; 挂 篮 行 走 时 抗 倾 覆 安 全 系 数 大 于 2 各 梁 段 砼 数 量 及 重 量 如 表 1 所 示 3.2 挂 篮 安 装 在 0# 块 顶 面 上 进 行 测 量 放 样, 挂 篮 各 杆 件 位 置 确 定 后, 安 装 挂 篮 承 重 架, 同 时 做 好 后 锚 固 ; 安 装 挂 篮 的 吊 带 底 模 横 梁 侧 模 及 翼 缘 板 模 板 现 场 重 点 检 查 后 锚 固 及 吊 带 安 装 必 须 采 用 双 螺 母, 安 装 完 成 后 进 行 专 项 验 收 3.3 挂 篮 的 加 载 预 压 根 据 悬 臂 浇 筑 各 梁 段 的 砼 体 积 计 算 出 试 压 各 级 加 载 配 重 数 量, 砼 比 重 按 2.6 t/m 3 ; 荷 载 的 施 工 顺 序 应 与 实 际 砼 浇 筑 时 一 致, 保 证 试 压 过 程 中 挂 篮 各 杆 件 的 受 力 状 况 与 实 际 相 符 加 载 配 重 采 用 砂 袋 加 载, 用 吊 机 在 一 对 挂 篮 上 保 持 同 时 对 称 加 载 加 载 观 测 工 作 完 成 后 进 行 卸 载, 注 意 挂 篮 的 预 压 和 卸 载 要 分 级 对 称 进 行, 并 认 真 做 好 分 级 加 载 和 卸 载 的 测 量 观 测 和 记 录 表 1 各 梁 段 砼 数 量 及 重 量 梁 段 编 号 梁 段 长 度 /cm 梁 段 体 积 /m 梁 段 重 量 /t 挂 篮 预 压 的 观 测 在 各 前 主 吊 杆 处 底 模 上 布 设 相 对 固 定 的 观 测 点 ( 前 后 设 置 2 个 断 面 ), 每 个 断 面 设 置 3 个 点 在 0# 块 上 架 设 水 准 仪 ; 进 行 观 测 点 的 初 始 高 程 各 级 荷 载 施 工 完 成 后 测 点 高 程 荷 载 卸 载 测 点 高 程 的 观 测, 对 试 压 成 果 进 行 分 析 整 理 4 悬 臂 端 施 工 (1) 预 应 力 管 道 的 定 位 要 准 确, 定 位 钢 筋 设 置 密 度 应 满 足 要 求 特 别 要 注 意 防 崩 钢 筋 设 置 数 量 和 施 工 质 量, 对 重 点 部 位 的 防 崩 钢 筋 要 进 行 加 密 设 置, 以 减 少 施 工 结 束 后 混 凝 土 表 面 出 现 的 裂 纹 (2) 要 注 意 控 制 现 浇 箱 梁 的 顶 面 标 高 及 混 凝 土 顶 面 平 整 度, 认 真 进 行 收 光 拉 毛 处 理, 以 保 证 顶 面 现 浇 调 平 层 的 厚 度 及 施 工 质 量 (3) 对 全 桥 悬 浇 施 工 预 应 力 钢 束 要 认 真 理 清, 分 纵 向 横 向 竖 向 进 行 编 号, 列 表 整 理 出 张 拉 顺 序, 以 便 施 工 时 进 行 动 态 控 制 预 应 力 理 论 伸 长 量 的 计 算 要 在 施 工 前 报 总 监 办 进 行 复 核 (4) 要 及 时 张 拉 竖 向 束, 防 止 出 现 腹 板 裂 纹, 根 据 设 计 图 纸, 竖 向 预 应 力 钢 筋 要 进 行 二 次 张 拉, 要 注 意 采 取 措 施 防 止 竖 向 钢 管 和 横 向 扁 波 纹 管 被 浆 液 堵 塞, 认 真 进 行 竖 向 预 应 力 的 压 浆 (5) 要 注 意 节 段 端 头 混 凝 土 的 凿 毛 处 理, 应 有 节 段 错 台 防 治 措 施 悬 浇 节 段 混 凝 土 泵 送 施 工, 注 意 节 段 混 凝 土 浇 筑 时 两 侧 布 料 的 对 称 性, 应 制 定 混 凝 土 卡 管 后 的 应 急 预 案 (6) 张 拉 施 工 采 用 预 应 力 与 伸 长 值 双 控, 张 拉 过 程 中 随 时 注 意 避 免 滑 丝 和 断 丝 现 象 发 生 (7) 加 强 全 桥 施 工 测 量 工 作, 注 意 与 监 控 单 位 配 合, 加 强 全 桥 的 应 力 应 变 的 监 控 在 整 个 施 工 过 程 中 对 挂 篮 前 移 定 位 立 模 砼 浇 筑 前 砼 浇 筑 完 毕 预 应 力 张 拉 前 预 应 力 张 拉 后 各 跨 合 龙 前 后 最 后 成 桥 前 的 变 形 进 行 监 测, 以 这 些 监 测 值 为 依 据 进 行 有 效 的 施 工 控 制 严 格 按 照 工 艺 流 程 图 进 行 施 工 ( 如 图 1 所 示 ) 5 边 跨 段 施 工 边 跨 段 现 浇 长 度 分 别 为 8.42 m m, 梁 高 为 2.3 m 边 跨 现 浇 采 用 满 堂 支 架 搭 设 施 工, 高 度 根 据 基 础 标 高 而 定 搭 设 前 对 地 基 进 行 翻 松 40 cm 掺 5% 石 灰 处 理, 再 浇 筑 15 cm 砼 垫 层, 同 时 做 好 周 围 排 水 工 作 边 跨 底 模 采 用 竹 胶 板 施 工, 边 跨 合 龙 段 直 接 在 挂 篮 上 施 工, 为 保 证 砼 浇 筑 过 程 中 受 力 不 变, 在 边 21