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关键词:移动模架,施工,方案,措施
1.工程概况
宜万铁路宜昌长江大桥是新建铁路宜万线宜昌越江工程,位于宜昌市区。主要设计标准:双线Ⅰ级铁路,设计时速160km/m。其胭脂坝引桥14号~28号墩之间共有14孔48.2m双线简支梁,梁体均采用C55高强混凝土,每孔混凝土531m3,三向预应力体系。按双线一次建成设计,其中11孔位于直线上,3孔位于缓和曲线上,曲线上线间距由4.2m渐变到4.288m。梁截面类型均为单箱单室等高度梁,梁高3.8m,梁顶板宽11.8m,底板宽6.8m,顶板厚30cm,底板厚40 cm,跨中腹板厚40cm,支点腹板厚55cm,在接近1/4跨处设2m腹板变厚段,梁端底板局部加厚至90cm,并在两端支座处各设1.8m厚端横隔板,跨中设0.3m厚中横隔板。
2.地质
胭脂坝14号墩~28号墩所处地基由不同厚度的圆砾卵石土和粉砂岩组成,各墩覆盖层为圆砾卵石土,覆盖层下为白垩系下统五龙组的钙质粉砂岩、钙质细砂岩,含砾砂岩,基岩面略有起伏。
3.方案比选
宜昌长江大桥引桥分为南、北两个引桥,胭脂坝引桥位于长江中,为宜昌长江大桥南引桥,每年5~10月份汛期就会被江水淹没,汛期施工受长江水位影响大,并且胭脂坝引桥墩身较高(墩身高48.2m),地基承载力较差;而北引桥位于长江北岸,不受长江汛期影响,地基承载力较好,墩身较低。结合本工程实际情况、引桥结构截面特性、桥墩的外形特点和现场总体施工组织安排,胭脂坝引桥箱梁采用MZ1400T上行式移动模架双向造桥机施工,北引桥采用钢管满堂支架施工。
4.移动模架施工方案
4.1移动模架拼装方案
根据现场实际情况,模架定在胭脂坝26~27号墩间拼装,在26~27号墩间设一台45t龙门吊机,用龙门吊机在27~26号墩间安装两个钢护筒,在钢护筒上用万能杆件拼成移动模架拼装平台,平台标高比模架底桁架低20cm;在万能杆件平台上拼底模架及箱梁底模板和侧模板;在底模板上安装五个枕木垛,在枕木垛上拼装模架大梁;同时在26号墩墩顶、27号墩外侧杆件平台上拼模架前、后支腿;模架大梁及支腿拼装完成后,安装模架液压系统;整个模架拼装完成后,模架支腿上千斤顶顶升,整个模架上升,脱离万能杆件拼装平台,拆除万能杆件拼装平台,调节模架模板标高,准备混凝土箱梁施工。。
主要拼装顺序:钢管桩立柱--万能杆件拼装平台--底模架、箱梁底模板、箱梁侧模板 --主梁--前后支腿--液压系统--模架顶升。
4.2 MZ1400T移动模架造桥机主要技术参数:
适应跨度:49.5m(铁路双线简支箱梁)
现浇梁重量:1400吨
整机自重:约570吨(不含端模)
整机纵移速度:0.5m/min(液压油缸推进)
整机功率:60KW(不含混凝土施工用电)
支腿最大反力:899.8吨
整机外形尺寸(模架闭合状态):91.5m(长)x13.29m(宽)x13.508m(高)
4.3箱梁施工
模架拼装完成后进行全面的检查验收。。使用之前,为了检验移动模架的安全性,消除系统的非弹性变形,取1.2倍模架荷载对其进行压重试验,并按重量分级测量模架挠度情况。检查合格后办理有关签证手续,对施工人员特别是负责造桥机液压系统和电气系统的操作人员进行培训,定人定岗,明确职责,统一信号指挥,使每一位作业人员对造桥机的施工步骤、施工过程和各自承担的工作内容及工作方法有一个全面的认识和了解。。
各种工作准备就绪后,关闭所有模架,连接模架及模板间的连接螺栓,前后支腿油缸顶升至工作状态并锁定,安装吊杆并调整,测量模板标高并调整其预拱度达到预定指标,绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道,安装内模、绑扎顶板钢筋及预应力管道,浇筑箱梁混凝土。
箱梁施工主要顺序:移动模架就位--模板整修并调整模板标高--绑扎底、腹板钢筋及预应力管道--安装内模--绑扎顶板钢筋及顶板预应力管道--浇筑混凝土--养生--张拉--压浆--移动模架开模--移动模架前行至下一孔位处准备下一孔箱梁施工。
4.4移动模架过孔走行
第一孔箱梁张拉完成后,移动模架打开,行进至第二孔箱梁处,进行第二孔箱梁的施工,模架走行过孔分以下几下步骤:
步骤一:
箱梁张拉完毕,拆除墩顶散模及墩顶处侧模对拉设施、拆除吊杆、底模及侧模纵横向连接螺栓、拆除模架横向对接螺栓;辅助支腿油缸伸出与桥面顶紧,后支腿油缸收回脱空并吊挂前移至指定位置;辅助支腿及前支腿支承油缸收回脱空,整机下降0.18m;开启4、5、6号模架,准备第一次前移过孔。
步骤二:
启动造桥机纵移机构,整机前移16.1m后停止;造桥机后支腿油缸伸出与主梁转换支点牛腿顶紧,解除前支腿与墩顶间的锁定;后支腿油缸伸出顶升0.1m,前支腿脱空,准备吊挂前移。
步骤三:
辅助支腿与桥面竖向预应力筋或桥面预留吊杆孔锁定;前支腿脱空后吊挂前移至前墩顶指定位置安装,与墩顶预埋件间锁定,经检查确认无误后,后支腿油缸收回;关闭6号模架,开启1、2、3号模架,准备第二次前移过孔。
步骤四:
启动造桥机纵移机构,整机前移33.4m后到位;关闭1、2、3、4、5号模架,连接模架及模板间连接螺栓;前后支腿油缸顶升0.18m至工作状态并锁定;安装吊杆并调整,模板测量并调整,完成后进行下孔梁施工;
5.移动模架施工特点、优点分析
根据宜万铁路宜昌长江大桥胭脂坝移动模架和北引桥钢管满堂支架施工的实际情况比较,移动模架施工具有以下特点、优点:
5.1移动模架前期投入较大;
5.2移动模架对加工、设计的要求较高;
5.3移动模架施工对安全设施的要求较高;
5.4移动模架对操作人员要求较高,熟练操作需一定时间;
5.5移动模架施工对地基的要求较低;
5.6移动模架施工具有跨越江河湖海的能力;
5.7移动模架施工周期短(宜昌长江大桥移动模架施工周期最短为15天,而北引桥满堂支架施工周期一般需45天左右);
5.8移动模架操作方便;
6.为充分发挥移动模架施工优点采取的措施
6.1组织机构设置
为加快施工进度,根据工程特点及考虑到移动模架施工的重要性,我单位在现场成立了宜万铁路宜昌长江大桥移动模架施工生产小组,组长由项目副经理担任,并配备经验丰富的技术人员及充足的施工人员(60人),项目部各相关部门各负其职。
6.2机械设备
为施工顺利进行,在箱梁施工位设置一台45t龙门吊机,用于吊运箱梁施工材料;在胭脂坝上设一座混凝土工厂,配两台混凝土运输车,专供胭脂坝箱梁混凝土浇筑;在箱梁墩位处设两台“大力神”混凝土泵机,泵管接至箱梁施工位,从箱梁两头对称浇筑,保障箱梁施工安全和加快混凝土浇筑速度。
6.3汛期箱梁施工
5月份,汛期来临,胭脂坝被江水淹没,为保障移动模架箱梁施工不受影响,在胭脂坝已施工完成的箱梁上设钢筋加工厂,并提前把施工材料运至已施工完成的箱梁上堆放;同时在箱梁上布置两台“大力神”混凝土泵机;拆除胭脂坝坝上混凝土工厂,汛期箱梁混凝土浇筑时,用水上混凝土工厂,水上混凝土工厂拖至胭脂坝28号墩位处锚定(28号墩墩身上提前布有泵管,并且28号墩位处水深满足水上混凝土工厂航行),混凝土经水上混凝土工厂两台泵机打至梁面泵机内,输送至箱梁施工处浇筑混凝土。
经采取以上施工措施后,保障了胭脂坝移动模架箱梁施工的顺利进行,箱梁施工周期缩短至15天一孔,突现了移动模架施工的优点。同时胭脂坝箱梁施工从滞后整体施工计划到提前完成了施工任务。
7.结束语
从施工实践中得知,移动模架施工虽然存在一些不足之处,但优点远大于缺点,并且移动模架施工在铁路、公路桥梁施工中应用越来越多。因此有着重要的研究价值。宜万铁路宜昌长江大桥移动模架的应用,也为本单位使用新型桥梁施工机械提供了重要参考价值。
【参考文献】
[1]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范(JTJ041—2000).人民交通出版社,2000.
[2]交通部公路科学研究所.公路工程质量检验评定标准(JTJ071—98).人民交通出版社,1999.
[3]铁四院设计.胭脂坝48.2m预应力混凝土双线简支梁施工设计图,2003.
[4]万宏达路桥新产品研发部.50m简支箱梁MZ1400T型双向造桥机,2005.
【关键词】混凝土;拌制;运输;灌注;浇筑;养护
混凝土由于自身的特殊性能在水利水电工程、桥梁工程等土木工程领域发挥着极其重要作用。其特殊性能体现在:具有较高的强度及耐久性;混凝土拌制物具有可塑性;能与钢筋牢固的结合成坚固、耐久、抗震且经济的钢筋混凝土结构。但是混凝土材料品质及配合比质量的波动以及混凝土输送、浇筑、养护等施工工艺对混凝土质量有较大的影响,施工过程中需要严格的质量控制。
1. 混凝土的拌制
1.1 混凝土拌制形式有:大型搅拌楼(生产商品混凝土),小型搅拌站(配合混凝土搅拌)和水上混凝土厂(适于深水桥墩基础)等。
1.2 基本要求。混凝土一般应采用机械搅拌。人工搅拌一般只能用于少量混凝土工程的塑性混凝土或半干硬性混凝土。不管采用机械搅拌或人工搅拌,都应使石子表面包满砂浆,拌合料混合均匀,颜色一致。如果需要掺合和附加剂,应先把附加剂调成溶液(可溶性附加剂)再加人拌合水中,然后于其他材料拌匀。在整个施工过程要注意随时检查和较正水泥混凝土的流动性或工作度(坍落度)要严格控制水灰比,不得随意增加用水量。
2. 混凝土的运输
2.1 混凝土的运输方式。 吊斗(近距离运送),混凝土伴合车(远近距离输送)混凝土泵适用低流动性混凝土)等。
2.2 基本要求。 混凝土应以最少的运转次数,最短距离的迅速从减半地点运送到灌筑位置。混凝土从拌合机内卸出,经运输,灌注至捣固完毕的时间不能超过规定的允许时间,如超出规定时间应在灌注点检查其稠度,并应制作试验块检查其强度,混凝土从高出倾落也会发生离析一般不宜超过2米;如倾落高度大于10米,应在串筒内服加减速叶片。
3. 混凝土的灌筑
混凝土灌注之前必须仔细检查模板和钢筋尺寸,预埋构件的位置等,还要检查模板表面是否清洁,以及模板的紧密程度。灌筑方法可分为:一次浇筑和分层浇筑(水平分层和斜面分层)两种。 混凝土的建筑方法直接影响到混凝土的密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,密实度和稳定性,这对混凝土的质量关系极大,因此,必须根据混凝土伴制能力,运距以及灌注速度,气温,振捣能力等因素,认真制定混凝土的灌注工艺。
3.1 当构建厚度(高度)较大时,为保证混凝土能够振捣密实,就应采用风曾浇注法。分层浇筑厚度与混凝土的稠度及振捣方式有关,一般情况下,如用插入式振捣器进行振捣时分层浇筑厚度以振捣器作用部分长度的1.25倍为宜,如用平板振捣器振捣时,分层浇筑厚度不能超过20cm,薄腹T型梁或箱梁或梁肋,当用侧向着式振捣器时,分层浇筑厚度一般30~40cm为宜。
3.2 中小跨径的T型梁一般均采用水平分层浇筑,对于又高又长的梁体如果混凝土供应跟不上水平分层浇筑的进度时可采用斜层浇筑方法,可由梁一端浇向另一端。
3.3 空心板梁,一般先浇筑底板,再立芯模,扎焊顶面钢筋。然后灌注肋板和面板的混凝土,等到混凝土初凝后,即可抽卸芯模。
3.4 分层浇筑时,应在前层混凝土开始凝结之前,即将次层混凝土灌注并振捣完毕。上下两层灌筑时间相隔不能超过1小时(气温30度以上时)或1.5小时(气温30度以下)也可以通过试验确定允许的相隔时间。
3.5 如果灌筑次层混凝之前,前层混凝土已经凝结,混凝土强度大于1200KPa的要求后,经过结合缝处理才能浇筑次到2500KPa后,再可灌筑次层的混凝土。
3.6 新老混凝土结合缝处理应注意以下事项: 应凿除老混凝土表面的水泥浆和较弱层,使接缝面凿毛,用水洗干净;如接缝为应刷一层净水泥浆,如果是水平接缝可在接缝面上铺一层与混凝土相同而水灰比略小的1~2cm厚的水泥砂浆;斜面接缝应将斜面凿毛呈台阶状;重要部位接缝或地震区的构造物,灌筑前应加锚固钢筋;接缝处振捣时振捣器应离开先浇混凝土表面5~10cm。
4. 混凝土的浇筑
混凝土的拌合料具有振捣时暂时间流动的特性,振捣时混凝土拌合料中的粗骨料靠自己的 重量向下沉落并互相滑动挤紧,滑料之间的空隙被流动的水泥砂浆所充满而空气则以气泡形式浮到混凝土表面上被排出。这样就混凝土得到密实,大大提高混凝土强度和耐久性,并使混凝土达到内实外光的要求。
4.1 振捣方式。 混凝土的振捣有人互振捣和机械振捣两种。人工振捣指用铁钎进行振捣,只适用于坍落度大,混凝土数量少或钢筋过密机械振捣不太合适的一些部位的振捣体,大体积的混凝土必须用机械振捣。 混凝土振捣设备种类较多,有插入人式振捣器,附着式振捣器,平板式振捣器,振动台等。
4.2 基本要求。 混凝土振捣应当注意振捣器选用,对于石料粒径较大混凝土应选用频率较低的,振幅较大的振捣器效率跟好,反之应该选用频率较高而振幅较小的振捣器材为宜。混凝土振捣中,每次振捣时间要很好掌握,振捣时不宜超过长不能过短,两者均不好。一般振捣至混凝土不在不深,无显著汽泡上升,混凝土表面出现薄层水泥浆,表面达到平整为适度。如用附着式振捣器,因其效率差,一般要约两分钟左右即可,当用插入式振捣器因它效果好一般振捣时间15~30秒为宜。用平板式振捣式器,每个位置上停留振捣时间约25~40秒钟为宜。
5. 混凝土的养护与拆模
5.1 混凝土的养护。混凝土中水泥的水化作用,就是混凝土的凝固,硬化和强度发育的过程;它与周转的环境,有密切的关系。当温度低与5度时,混凝土的硬化速度减慢,而当温度下降至-20度以下时,混凝土硬化基本停止。在干燥的天气中混凝土中水分迅速蒸发,一方面使混凝土表面剧类收缩而导致裂缝,另一方面当游离水分完全蒸发后,水泥水化作用也就停止,混凝土的硬化即停止。因此,混凝土浇筑后即进行适当的养护,以保持混凝土硬化发育所需要温度和湿度。混凝土氧化方法有自然养护法和加热养护法。
5.2 自然养护方法。此法是特混凝土终凝后,在构件上覆盖草袋,麻袋,稻草或砂子等,经洒水,以保持构件经常处于湿润状态。自然养护方法的养护时间与水泥品种和否掺用塑化剂有关。一般情况下,用普通硅酸盐水泥的混凝养护时7个昼夜以上为宜:如用矿碴水泥,火山灰水泥或掺用过塑化剂的养护时间14昼夜以下为宜,每天的浇水次数,以能使混凝土保持充分的潮湿为度,在一般气候条件下,当温度高于15度时,前三天内白天每隔1~2小时浇水一次,夜里至小浇水2~4次,在以后的养护期间可酌情适当减少即可,但干燥的气候条件下或大风天气中应适当增加浇水次数。
5.3 加热养护法:为了加速模板周转和加快施工进行,可采用加热养护发,此法指采用蒸汽法养护混凝土。
5.4 混凝土的拆模。混凝土经过养护,强度达到规定要求后,即可拆除模板,拆模应该先拆不承重模板,后拆承重模板为宜。
6. 冬季混凝土工作的要点
混凝土工作在昼夜平均气温低于5度,或最低气温低于-30度的气候条件下进行时,必须得采取一定的冬季施工技术措施。
(1)在保证混凝土必要的和易性的同时,尽量减少用水量,水灰比应较小,这样可以促进混凝土的凝固,可发防止混凝土的早期冻结。
(2)应增加版和时间,一般比正常情况增加50~100%使水泥的水化作用加快并使水泥的发热量增加,以加速混凝土凝固。
(3)适当采用活性较大,发热量较高的快硬性水泥或高标号水泥伴制混凝土。 将拌合水堪至将骨料加热,提混凝土初始温度,使混凝土在养护措施开始之前不致冰冻。
(4)适当掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,并降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。
(5)用蒸汽法,暖棚法,蓄热法和电热法等进行养护,提高混凝土养护温度。以上各种措施,各有其优点和缺点,采用时可根据施工温度和预制场的具体条件选定合适的方法。
参考文献
关键字:景观设计 基本元素 围墙 园亭 园路 水体
一、园林围墙
园林围墙园林围墙有两种类型,一是作为园林周边、生活区的分隔围墙;一是园内划分空间、组织景色、安排导游而布置的围墙。这种情况在中国传统园林中是经常见到的。随着社会的进步,人民物质文化水平提高,破墙透绿的例子比比皆是。这说明对围墙的要求正在起变化,设计园林围墙时要尽量做到:
1 、能不设围墙的地方,尽量不设,让人接近自然,爱护绿化。
2 、能利用空间的办法,自然的材料达到隔离的目的,尽量利用。高差的地面、水体的两侧、绿篱树丛,都可以达到隔而不分的目的。
3、 要设置围墙的地方,能低尽量低,能透尽量透,只有少量须掩饰隐,才用封闭的围墙。
4、 使用围墙处于绿地之中,成为园景的一部分,减少与人的接触机会,由围墙向景墙转化。善于把空间的分隔与景色的渗透联系统一起来,有而似无,有而生情,才是高超的设计。围墙的构造有竹木、砖、混凝土、金属材料几种。
5、 竹木围墙:竹篱笆是过去最常见的围墙,现已难得用。有人设想过种一排竹子而加以编织,成为活的围墙(篱),则是最符合生态学要求的墙垣了。
6、 砖墙:墙柱间距3-4米,中开各式漏花窗,是节约又易施工、管养的办法。缺点是较为闭塞。
7、 混凝土围墙:一是以预制花格砖砌墙,花型富有变化但易爬越;二是混凝土预制成片状,可透绿也易管、养。混凝土墙的优点是一劳永逸,缺点是不够通透。
8、 金属围墙:
1)以型钢为材,断面有几种,表面光洁,性韧易弯不易折断,缺点是每2-3年要油漆一次。
2)以铸铁为材,可做各种花型,优点是不易锈蚀又价不高,缺点是性脆又光滑度不够。订货要注意所含成分不同。
3)锻铁、铸铝材料。质优而价高,局部花饰中或室内使用。
4)各种金属网材,如镀锌、镀塑铅丝网、铝板网、不锈钢网等。现在往往把几种材料结合起来,取其长而补其短。混凝土往往用作墙柱、勒脚墙。取型钢为透空部分框架,用铸铁为花饰构件。局部、细微处用锻铁、铸铝。围墙是长型构造物。长度方向要按要求设置伸缩缝,按转折和门位布置柱位,调整因地面标高变化的立面;横向则关及围墙的强度,影响用料的大小。利用砖、混凝土围墙的平面凹凸、金属围墙构件的前后交错位置,实际上等于加大围墙横向断面的尺寸,可以免去墙柱,使围墙更自然通透。
二、园亭
这里的园亭,是指园林绿地中精致细巧的小型建筑物。可分为两类,一是供人休憩观赏的亭,另是具有实用功能的票亭、售货亭等。
明《园冶》中说“亭者,停也。所以停憩游行也。”说明园亭是供人歇息休憩的地方,这是本文要叙述的对象。
园亭的位置选择
建亭地位,要从两方面考虑,一是由内向外好看,二是由外向内也好看。园亭要建在风景好的地方,使入内歇足休息的人有景可赏留得住人,同时更要考虑建亭后成为一处园林美景,园亭在这里往往可以起到画龙点睛的作用。《园冶》中有一段精彩的描述:花间隐榭,水际安亭,斯园林而得致者。惟榭只隐花间,亭胡拘水际,通泉竹里,按景山颠,或翠筠茂密之阿;苍松蟠郁之麓;或借濠濮之上,入想观鱼;倘支沧浪之中,非歌濯足。亭安有式,基立无凭。
园亭的设计构思
园亭虽小巧却必须深思才能出类拔萃。
首先是选择所设计的园亭,是传统或是现代?是中式或是西洋?是自然野趣或是奢华富贵?这些款式的不同是不难理解的。
其次,是同种款式中,平面、立面、装修的大小、形样、繁简也有很大的不同,须要斟酌。例如同样是植物园内的中国古典园亭,牡丹园和槭树园不同。牡丹亭必须重檐起翘,大红柱子;槭树亭白墙灰瓦足矣。这是因他们所在的环境气质不同而异。同样是欧式古典园顶亭,高尔夫球场和私宅庭园的大小有很大不同,这是因他们所在环境的开阔郁闭不同而异。同是自然野趣,水际竹筏嬉鱼和树上杈窝观鸟不同,这是因环境的功能要求不同而异。
再次,所有的形式、功能、建材是在演变进步之中的,常常是相互交叉的,必须着重于创造。例如,在中国古典园亭的梁架上,以卡普隆阳光板作顶代替传统的瓦,古中有今,洋为我用,可以取得很好的效果。以四片实墙,边框采用中国古典园亭的外轮廓,组成虚拟的亭,也是一种创造。用悬索、布幕、玻璃、阳光板等,层出不穷。
只有深入考虑这些关节,才能标新立异,不落俗套。这决非是套用一只敷衍了事所能比拟的。
园亭的平立面
园亭体量小,平面严谨。自点状伞亭起,三角、正方、长方、六角、八角以至圆形、海棠形、扇形,由简单而复杂,基本上都是规则几何形体,或再加以组合变形。根据这个道理,可构思其他形状,也可以和其他园林建筑如花架、长廊、水榭组合成一组建筑。
园亭的平面组成比较单纯,除柱子、坐凳(椅)、栏干,有时也有一段墙体、桌、碑、井、镜、匾等。
园亭的平面布置,一种是一个出入口,终点式的;还有一种是两个出入口,穿过式的。视亭大小而采用。
园亭的立面,因款式的不同有很大的差异。但有一点是共同的,就是内外空间相互渗透,立面显得开畅通透。个别有四面装门窗的,如苏州拙政园的塔影亭,这说明其功能已逐渐向实用方面转化。
园亭的立面,可以分成几种类型。这是决定园亭风格款式的主要因素。如:中国古典、西洋古典传统式样。这种类型都有程式可依,困难的是施工十分繁复。中国传统园亭柱子有木和石两种,用真材或砼仿制;但屋盖变化多,如以砼代木,则所费工、料均不合算,效果也不甚理想。西洋传统型式,现在市面有各种规格的玻璃钢、GRC柱式、檐口,可在结构外套用。
平顶、斜坡、曲线各种新式样。要注意园亭平面和组成均甚简洁,观赏功能又强,因此屋面变化无妨要多一些。如做成折板、弧形、波浪形,或者用新型建材、瓦、板材;或者强调某一部分构件和装修,来丰富园亭外立面。
仿自然、野趣的式样。目前用得多的是竹、松木、棕榈等植物外型或木结构,、真实石材或仿石结构,用茅草作顶也特别有表现力。
帐幕等新式样,以其自然柔和的曲线,应用日渐增多。
三、园路
这里所说的园路,是指绿地中的道路、广场等各种铺装地坪。它是园林不可缺少的构成要素,是园林的骨架、网络。园路的规划布置,往往反映不同的园林面貌和风格。例如,我国苏州古典园林,讲究峰回路转,曲折迂回而西欧古典园林凡尔赛宫,讲究平面几何形状。下面是笔者在设计公园、人工森林所考虑的几方面问题,供读者参考讨论。
园路的功能
园路和多数城市道路不同之处,在于除了组织交通、运输;还有其景观上要求:组织游览线路;提供休憩地面,园路、广场的铺装、线型、色彩等本身也是园林景观一部分。总之,园路引导游人到景区,沿路组织游人休憩观景,园路本身也成为观赏对象。
回想杭州胡绪渭先生在讲解花港观鱼牡丹园时,对梅影坡的分析论述是极有启发意义的;对着梅桩,铺砌其倒影的地面。此情此景,让人浮相联翩,流连忘返。
园路的类型和尺度
一般绿地的园路分为几种:
主要道路。联系全园,必须考虑通行、生产、救护、消防、游览车辆。宽7~8米。
次要道路。沟通各景点、建筑,通轻型车辆及人力车。宽3~4米。
林荫道、滨江道和各种广场。
休闲小径、健康步道。双人行走1.2~1.5米,单人0.6一l米。健康步道是近年来最为流行的足底按摩健身方式。通过行走卵石路上按摩足底穴位达到健身目的,但又不失为园林一景。
这里要强调的有三点:
一是,园路的铺装宽度和园路的空间尺度,是有联系但又不同的两个概念。旧城区道路狭窄,街道绿地不多,因此路面有多宽,它的空间也有多大。而园路是绿地中的一部分,它的空间尺寸既包含有路面的铺装宽度,也有四周地形地貌的影响。不能以铺装宽度代替空间尺度要求。
一般园林绿地通车频率并不高,人流也分散,不必为追求景观的气魄、雄伟而随意扩大路面铺砌范围,减少绿地面积,增加工程投资。倒是应该注意园路两侧空间的变化,疏密相间,留有透视线,并有适当缓冲草地,以开阔视野,并借以解决节假日、集会人流的集散问题。园林中最有气魄、最雄伟的是绿色植物景观,而不应该是人工构筑物。
二是,园路和广场的尺度、分布密度应该是人流密度客观、合理的反映。上述的路宽,是一般情况下的参考值。“路是走出来的”,从另一方面说明,人多的地方,如游乐场、入口大门等,尺度和密度应该是大一些;休闲散步区域,相反要小一些,达不到这个要求,绿地就极易损坏。60~70年代上海市中心的人民公园草地,被喻为金子铺出来的,就是这个原因。现在很多规划设计,反过来夸大第五立面、铺砌地坪的作用,增加建设投资,也导致终日暴晒,行人屈指可数,于生态不利,不能不说是一种弊病。
当然,这也和园林绿地的性质、风格、地位有关系。例如,动物园比一般休息公园园路的尺度、密度要大一些;市区比郊区公园大一些;中国古典园林由于建筑密集,铺装地往往也大一些。建筑物和设备的铺装地面,是导游路线的一部分,但它不是园路,是园路的延伸和补充。
三是,在大型新建绿地,如郊区人工森林公园,因为规模宏大,几千亩至万亩,要分清轻重缓急,逐步建设园路。建园伊始,只要道路能达到生产、运输的要求,例如,每200~500米,其密度就可以了。随着园林面貌的逐步形成,再建设其他园路和小径、设施,以节约投资。初期建设也以只建园路路基最为合理有利,如南汇的滨海人工森林公园。
园路的线型
(1)规划中的园路,有自由、曲线的方式,也有规则、直线的方式,形成两种不同的园林风格。当然采用一种方式为主的同时,也可以用另一种方式补充。仔细观察,上海杨浦公园整体是自然式的,而入口一段是规则式的;复兴公园则相反,雁荡路、毛毡大花坛是规则式,而后面的山石瀑布是自然式的。这样相互补充也无不当。不管采取什么式样,园路忌讳断头路、回头路。除非有一个明显的终点景观和建筑。
(2)园路并不是对着中轴,两边平行一成不变的,园路可以是不对称的。最典型例子是浦东世纪大道:100米的路幅,中心线向南移了10米,北侧人行道宽44米,种了6排行道树。南侧人行道宽24米,种了两排行道树;人行道的宽度加起来是车行道的两倍多。
(3)园路也可以根据功能需要采用变断面的型式。如转折处不同宽狭;坐凳、椅处外延边界;路旁的过路亭;还有园路和小广场相结合等等。这样宽狭不一,曲直相济,反倒使园路多变,生动起来,做到一条路上休闲、停留和人行、运动相结合,各得其所。
(4)园路的转弯曲折。这在天然条件好的园林用地并不成问题:因地形地貌而迂回曲折,十分自然,不在话下。而上海一般就不是这样。为了延长游览路线,增加游览趣味,提高绿地的利用率,园路往往设计成婉蜒起伏状态,但是上海园林用地的变化不大,往往一马平川而根据不足。这时就必须人为地创造一些条件来配合园路的转折和起伏。例如,在转折处布置一些山石、树木,或者地势升降,做到曲之有理,路在绿地中;而不是三步一弯、五步一曲,为曲而曲,脱离绿地而存在。陈从周说:“园林中曲与直是相对的,要曲中寓直,灵活应用,曲直自如。”以明?计成的话要做到:“虽由人作,宛如天开。”
(5)园路的交叉要注意几点:
避免多路交叉。这样路况复杂,导向不明。
尽量靠近正交。锐角过小,车辆不易转弯,人行要穿绿地。
做到主次分明。在宽度、铺装、走向上应有明显区别。
要有景色和特点。尤其三叉路口,可形成对景,让人记忆犹新而不忘。
(6)园路在山坡时,坡度≥6,要顺着等高线作盘山路状,考虑自行车时坡度≤8,汽车≤15;如果考虑人力三轮车,坡度还小,为≤3.人行坡度≥10%时,要考虑设计台阶。园路和等高线斜交,来回曲折,增加观赏点和观赏面,未尝不是好事。
(7)安排好残废人所到范围和用路。
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园路的铺装
建议采块料-砂、石、木、预制品等面层,砂土基层即属该类型园路。这是上可透气,下可渗水的园林——生态——环保道路。之所以如此建议,是基于下面几点考虑:
(1)符合绿地生态要求。可透气渗水,极有利于树木的生长,同时减少沟渠外排水量,增加地下水补充。
(2)与园林景观相协调。自然、野趣,少留人工痕迹。尤其是郊区人工森林这种类型绿地,粗犷一些并无不当。
(3)新建园林,尤其上海园林,往往因地形变更,土方工程使部分、甚至大部分园路、广场处于新填土之上。
(4)园林绿地建设是一个长期过程,要不断补充完善。这种路面铺装适于分期建设,甚至临时放个过路沟管,抬高局部路面,也极容易不必如刚性路面那样开肠剖肚。
(5)园林绿地除建设期间外,园路车流频率不高,重型车也不多。
(6)是我国园林传统做法的继承和延伸。
块料路面的铺砌要注意几点:
广场内同一空间,园路同一走向,用一种式样的铺装较好。这样几个不同地方不同的铺砌,组成全园,达到统一中求变化的目的。实际上,这是以园路的铺装来表达园路的不同性质、用途和区域。
一种类型铺装内,可用不同大小、材质和拼装方式的块料来组成,关键是用什么铺装在什么地方。例如,主要干道、交通性强的地方,要牢固、平坦、防滑、耐磨,线条简洁大方,便于施工和管理。如用同一种石料,变化大小或拼砌方法。小径、小空间、休闲林荫道,可丰富多采一些,如我国古典园林。要深入研究园路所在其他园林要素的特征,以创造富于特色、脍炙人口的铺装来。例如,杭州的竹径通幽,苏州五峰仙馆与鹤所间的仙鹤图与环境融洽一体,诗情画意,跃然纸上。明?计成在《园冶》中对此早有论述惟所堂广厦中,铺一慨磨砖,如路径盘蹊,长砌多般乱石,中庭式宜叠胜,近砌亦可回文,八角嵌方选鹅子铺成蜀锦。
块料的大小、形状,除了要与环境、空间相协调,还要适于自由曲折的线型铺砌,这是施工简易的关键;表面粗细适度,粗要可行儿童车,走高跟鞋,细不致雨天滑倒跌伤、块料尺寸模数,要与路面宽度相协调;使用不同材质块料拼砌,色彩、质感、形状等,对比要强烈。
块料路面的边缘,要加固。损坏往往从这里开始。
侧石问题。园路是否放侧石,各有己见。笔者认为要依实而议定:
①看使用清扫机械是否需要有靠边;
②所使用砌块拼砌后,边缘是否整齐;
③侧石是否可起到加固园路边缘的目的;
④最重要的,是园路两侧绿地是否高出路面,在绿化尚未成型时,须以侧石防止水土冲刷。
建议多采用自然材质块料。接近自然,朴实无华,价廉物美,经久耐用。甚至于旧料、废料略经加工也可利用为宝。日本有种路面是散铺粗砂,我们过去也有煤屑路面;碎大理石花岗岩板也广为使用,石屑更是常用填料。如今拆房的旧砖瓦,何尝不是传统园路的好材料。按虹桥花园使用情况,厚150毫米以上块石路面(通车),包含至铺砌完成,价150元/平方米以内,弹街石价100元/平方米以内(以上未包含前期已施工碎石垫层)足比使用砼路而便宜。
园路与种植
(1)与园路、广场有关的绿化形式有:
中心绿岛、回车岛等;行道树;花钵、花树坛、树阵;两侧绿化。
(2)最好的绿化效果,应该是林荫夹道。郊区大面积绿化,行道树可和两旁绿化种植结合在一起,自由进出,不按间距灵活种植,实现路在林中走的意境。这不妨称之为夹景;一定距离在局部稍作浓密布置,形成阻隔,是障景。障点使人有山重水复疑无路,栖口暗花明又一村的意境。城市绿地则要多几种绿化形式,才能减少人为的破坏。在车行园路,绿化的布置要符合行车视距、转弯半径等要求。特别是不要沿路边种植浓密树丛,以防人穿行时刹车不及。
(3)要考虑把绿引伸到园路、广场的可能,相互交叉渗透,最为理想:
使用点状路面,如旱汀步、间隔铺砌;使用空心砌块,目前使用最多是植草砖。波兰有种空心砖,可使绿地占铺砌面2/3以上。
在园路、广场中嵌入花钵、花树坛、树阵。
(4)园路和绿地的高低关系。
设计好的园路,常是浅埋于绿地之内,隐藏于绿丛之中的。尤其是山麓边坡外,园路一经暴露便会留下道道横行痕迹,极不美观,因此设计者往往要求路比绿低,但不一定是比土低。由此带来的是汇水问题,这时园路单边式两侧,距路l米左右,要安排很浅的明沟,降雨时汇水泻入的雨水口,天晴时乃是草地的一种起伏变化。
(5)城市道路的绿化,与道路的性质相关有很大不同,如高速公路、高架路、景观大道、步行街等,这是另一个题目的文章了。
四、园林水体
园林水体的用途园林水体的用途非常广泛,笔者粗略归纳为以下十个方面:
1. 园林水体景观。如喷泉、瀑布、池塘等等,都以水体为题材,水成了园林的重要构成要素,也引发无穷尽的诗情画意。冰灯、冰雕也是水在非常温状况下的一种观赏形式。
2. 改善环境,调节气候,控制噪音。矿泉水具有医疗作用,负离子具有清洁作用,都不可忽视。
3 提供生活用水。生活用水中最值得回味的是品茗饮茶,开门七件事,最后一件就是茶。由茶而引发茶圣陆羽在《茶经》中对水的评价:山水上,江水中,井水下.
4. 提供生产用水。生产用水范围很广泛,其中最主要是植物灌溉用水,其次是水产养殖用水,如养鱼、蚌等。这两项内容同园林面貌和生产、经营是息息相关的。
5. 提供体育娱乐活动场所。如游泳、划船、溜冰、船模等。如现在休闲的热点,如冲浪、漂流、水上乐园等。
6. 提供观赏性水生动物和植物的生长条件,为生物多样性创造必须的环境。如各种水生植物荷、莲、芦苇等的种植和天鹅、鸳鸯、锦鲤鱼等的饲养。
7. 交通运输。较大型水面,可作为陆上运输的补充,如游艇、交通船等。
8. 汇集、排泄天然雨水。此项功能,在认真设计的园林中,会节省不少地下管线的投资,为植物生长创造良好的立地条件。相反,污水倒灌、淹苗,又会造成意想不到的损失。
9. 防护、隔离。如护城河、隔离河,以水面作为空间隔离,是最自然、最节约的办法。引伸来说,水面创造了园林迂回曲折的线路。隔岸相视,可望不可及也。
10. 防灾用水。救火、抗旱都离不开水。城市园林水体,可作为救火备用水,郊区园林水体、沟渠,是抗旱天然管网。以上内容并不是面面俱到,每处园林水体,有其主要功能一二,其中最主要和最普遍的,是园林景观的作用。以下分别就水体景观的形成、工程设计、水质及水量的要求、景观设计等四个方面进行论述。
园林水体景观的形成
(1)水在常温下是一种液体。本身并无固定的形状,其观赏的效果决定于:盛水物体的形状、水质、周围的环境。水的各种形状、水姿,都和盛器相关。盛器设计好了,所要达到的水姿就出来了。当然这也和水本身的质地有关。一般来说。水要求是透明、无色、无味的,各种水体用途不同,对水质要求也不尽相同。但是污染的水就不是这样,它是景观的反面。个别的时候,也有人为了观赏需要。把水染色的,又当别论。水体周围环境的风、温度、光线等自然因素,也会影响水体观赏效果。例如刮了大风。波涛汹涌,哪来欣赏水面倒影?温度下降,水结成冰,波光潋滟的湖面,变成光滑耀眼的冰场,观赏的趣味,使用的方向就聚然不同。光线对水体观赏效果更为明显,每一个人都知道白天和夜晚如何去欣赏水景。请读者注意。为了达到效果,往往要在水体中补充人工照明。而这时的观赏效果往往是优于白天的最佳景观。
(2)园林水体赖以依靠的盛器,有两种主要的分别:自然状态下的水体。如自然界的湖泊、池塘、溪流等,其边坡、底面均是天然形成。人工状态下的水体。如喷水池、游泳池等,其侧面、底面均是人工构筑物。虽然大多数人都很容易区别不同的水体,叫得出这种水体得名称,观鱼池、第一泉、彩色音乐喷泉……,但这是“说文解字”。何况上面所举例子,也不是绝对的。城市广场的喷水池是人工构筑的,但日内瓦的100米喷泉,却是在湖中的。在设计实践中,如何处置这个盛器.却极易混淆,常有争论不休的时候,尤其是自然式园林中。例如,一段在高级办公楼外的溪流,或一段在高层住宅区内的河水,究竟是做钢筋混凝土的底和驳,还是自然坡、泥底?就会让开发商颇费周折。过去有人在公园的自然河底铺砌混凝土板,以防众人践踏混水,作游泳池的构想。最近有把某城市河流岸底封闭,以治理环境污染者,就是这方面的尝试。但都不甚成功,甚至适得其反。
关键词:人工岛、关键技术、水力插板技术
中图分类号:TU74文献标识码:A
随着各国陆地资源的日趋紧张,开发利用海洋资源成为未来的趋势,我国海域面积辽阔、资源丰富,合理建设海洋工程尤为重要。近年人工岛建设以其空间开阔、受到干扰小、拓展空间广等特点受到人们的重视和关注,然而我国的人工岛建设还处于起步阶段,在借鉴自身海岸工程、港口工程以及国外人工岛建设的技术和经验下,今后大力应用开拓人工岛建设的新技术、新工艺成为必经之路。
1海上人工岛建设的关键技术问题
1)人工岛的平面形态和总体布置
人工岛的平面形态首先应满足功能要求,一般来说,海上人工岛建设多考虑景观效果,其轮廓多为非规则的形态。如迪拜打造的3个棕榈树形状的“棕榈岛”是目前世界最大的人工岛,被誉为“世界第奇迹”;迪拜还建有按世界地图形状布置的“世界岛”,还计划在波斯湾中建造模仿太阳系构造的“宇宙列岛”; 荷兰亦计划在北海兴建人工岛,或会建造成郁金香形状。
人工岛的总体布置应充分考虑功能要求,在我国已建和在建的人工岛项目中,主要包括海上油气人工岛、海上机场、海上港口、跨海通道、城市人工岛等,虽然需求和功能都有所不同,但人工岛总体布置还是遵循一些规律。如《关于加强海上人工岛建设用海管理的意见》明确规定“相邻的人工岛之间密度不能过大,要保持足够的距离,要确保对环境的影响不会产生负面叠加效应” “军事用海区、海洋自然保护区、排洪泄洪区、航道、锚地和船舶定线制海区、生态脆弱区和重要海洋生物的产卵场、索饵场、越冬场及栖息地等海域禁止建设人工岛。建设海洋油气勘探开采作业所使用的人工岛的用海范围原则上控制在海图水深3米以内浅海域”等。
2)人工岛的施工技术方案
人工岛一般分为先抛填后护岸和先围海后填筑两种施工方法。掩蔽较好、风浪小的海域多采用先抛填后护岸的方法,首先用平板驳船运送土石料在海上直接抛填形成陆域,然后修建护岸设施,满足功能要求。而风浪较大的海域多采用先围海后填筑的方法。先将人工岛所需水域用堤坝圈围起来,留必要的缺口,以便平板驳船运送土石料进行抛填或用挖泥船进行水力吹填。但《关于加强海上人工岛建设用海管理的意见》规定“建岛材料异地取材的,应当采用环保型材料,施工时必须采用先围后填的方式。”
3)护岸结构
海上人工岛建设的关键指标是护岸结构。由于海上人工岛建设所处的环境复杂,可控性相对一般的海岸和港口工程小,因此要求的护岸结构的整体性、稳定性会更高。一般的护岸结构型式常采用斜坡式和直立式。斜坡式护岸采用人工砂坡,并用块石、混凝土块或人工异形块体护坡。主要优点是结构简单、施工方便,有较高的整体稳定性,适用于不同的地基,可以就地取材,破坏后易于修复;但一般只适用于水深较浅、地基较差和石料来源有保障的情况,且易于破坏。直立式护岸采用钢板桩或钢筋混凝土板桩墙,钢板桩格形结构或沉箱、沉井等。这种护岸结构形式的主要优点是建筑材料的用量比斜坡堤省,施工速度快,尤其在水深较大的水域,两者的差值也越大,但缺点是地基应力较大,对不均匀沉降反应敏感,当用于软基时,需对地基采取加固措施。
4)极端自然条件
海上人工岛建设面临的极端自然条件主要包括风浪流、冰凌、海啸、地震等。一般来说,海上建设的人工岛较为普遍的是受风浪流冲刷的冲击破坏,造成坝脚淘刷和护面结构错位变形,最终破坏。地层液化问题是近年来由多位专家提出的,它指出“波浪作用是海底粉砂液化的基本诱因”、“土体的破坏是由于土颗粒间结构强度的丧失而产生的”、“粉砂对液化破坏敏感。6m水深处,随波浪作用时间延长,土层液化深度渐增。50年一遇波浪持续作用1h,大约4m以上土层可能液化”,显然,这一问题也成为人工岛建设的一大难题。同时,在北方海域,海上冰凌会直接导致坝体结构破坏,影响坝体稳定,要想解决这个问题,必须对护岸整体结构具有更高的要求,这样必然会增加投资,且难易消除隐患。至于海啸、地震等自然条件的影响引起的堤坝地层液化、结构破坏和失稳等,均为人工岛建设中常遇到的问题。
5)海洋生态环境影响
海上建设人工岛对海洋生态环境最直观的影响有施工过程中的污染物、海底生物的生存空间、海流的改变等问题,对于降低施工过程中的污染物问题,除了有效控制污染物排放以外,选择合适的施工工艺和施工方法也是一种手段。人工岛建成后使海底生物的生存空间受到限制,造成海洋生物生存状态不利的影响。海上建设的人工岛一般比较大,势必不同程度改变了海流状态,这种改变可能造成气候性灾难的发生。因此,为了更好的开发利用海洋资源,对海域的水文自然条件等进行实时监控、分析比较是十分重要的。
2、水力插板建设海上人工岛的分析比较
1)水力插板技术的原理和功能
水力插板技术的原理是通过水力切割地层,在滑道滑板控制下插入地层,并采用注浆固缝进行连接,其地下部分形成一道封闭的混凝土连续防渗墙,地上部分形成混凝土连续墙和混凝土挡土墙等。
水力插板技术的功能是一方面无需采用施工围堰、导流、基坑开挖、支护、排水等传统防护和工程措施等,就能在地上地下、水上水下形成封闭的钢筋混凝土连续防渗墙、混凝土连续墙和挡土墙等;另一方面它能发挥“工厂化生产”优势,实现装配式建设各种工程建筑物,大大缩短了建设周期、降低了施工难度和建设投资等。
2)水力插板建设海上人工岛的分析比较
水力插板建设海上人工岛与传统技术建设人工岛从实质上看主要存在两个相同与四个不同,两个相同指使用功能和所用的建筑材料完全相同,四个不同指施工程序不同、基础入地深度不同、抛石护坡高度不同、混凝土预制件的安装位置和安装方法不同。
水力插板技术与传统沉桩技术相比也有特殊优势。一是先成孔后进桩,确保桩板垂直度;二是运用独特的板间连接技术形成整体,整体性好;三是可以沉异形桩,提高了结构强度。基于以上技术特征和工艺特性,利用水力插板技术形成了几种多快好省的典型断面:如水力插板桩板式防波堤、水力插板航道拦沙堤和水力插板斜坡抛石坝等。
水力插板建设的海上人工岛遵循了“先围后填”的施工方式,将预制成型的水力插板插入地层,形成岛壁结构,如图1、2,再向岛壁内侧吹填泥沙即可形成高于海平面的陆地,在陆地上建设所需要的海洋工程。水力插板桩式防波堤实际上类似于海上人工岛护岸结构中的桩式自立堤,不过两者之间的区别在于水力插板在拥有桩式自立堤全部优点和自身特点的基础上,还解决了桩板式自立堤结构整体稳定性差、适用水深和波高都不大的特点。应用水力插板建设的桩板式防波堤、航道拦沙堤和斜坡抛石坝扎根海底,提高了坝体稳定性;工厂化生产缩短工期;降低工程投资。
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水力插板建成的海洋工程对于抵抗冰凌破坏具有明显优势。图3为水力插板建成的航道拦沙堤受海冰影响的情况;图4为同样经受这次海冰影响采用传统技术建设的航道拦沙堤。
水力插板入地深度解决了地层液化问题。根据中国海洋大学提供的资料,海上风浪引起海底地层液化的深度一般在4m以内,水力插板入地深度远远超过这一深度进入稳定的地层。从根本上解决了海上风浪造成海底地层液化影响安全稳定的问题,这是传统施工技术难以保持安全稳定的一个重要原因。
水力插板抛石护坡高度低于水平面改变了风浪流冲击的受力状况。中国海洋大学工程学院院长、海洋防灾研究所所长、从事海洋波浪研究的著名专家刘德辅教授对水力插板抛石护坡下风浪冲击的受力状况计算是:水面以下抛石护坡承受的波浪的推力小于海面波浪推力的25%,减轻风浪流对坝脚的淘刷,结论是水下抛石护坡不作防护层能够保持安全稳定。这一结论证明应用水力插板技术在满足功能和安全稳定的前提下,可大幅度减少开山取石及水陆运输量,在经济效益和生态环保方面均有优势。
3、结论
水力插板作为一项新技术,新工艺,在桩身垂直度、板间连接和整体性方面具有独特的优势,解决了传统航道拦沙堤、桩板式自立堤和防波堤中存在的问题。因此,应用水力插板建设海上人工岛具有十分广阔的前景和意义。
参考文献:
【1】张志明,刘连生等.海上大型人工岛设计关键技术研究【A】.北京.中交水运规划设计院有限公司,2011.
【2】杨少丽等.波浪作用下海底粉砂液化的机理分析.青岛海洋大学学报,1995.
【3】何富荣等.水力插板成套技术研究与应用.黄河水利出版社,2010.