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关键词:公路桥梁;设计;抗震措施
Abstract: along with the continuous improvement of people consciousness, highway bridge design of safety and earthquake-resistant ability more and more attention to. Through a lot of highway bridge design practice, this paper will mainly to the highway bridge design of safety design and seismic technology analysis and explained, in order to improve the ability of the highway bridge disaster.
Keywords: highway bridge; Design; Aseismatic measures
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
引言
随着经济的快速发展,我国修建的公路桥梁越来越多,而且近年来各种地质等灾害频发,给国家和社会带来巨大损失,因而对公路桥梁设计方法和抗震措施的研究具有重要的现实意义。本文作者结合近年来公路桥梁设计的工作经验,对其设计过程中常见的重点、难点与安全问题做分析和研究。
1、桥梁设计的总原则
桥梁设计几乎涵盖了所有的桥梁类型,桥梁结构自身的安会性需靠可靠的结构计算分析成果和合理的构造处理措施来保证。除了要考虑恒载、活载、地震衙载、施工荷载及其它荷载等,还应注重考虑强风荷载、雪筒载、冻胀力、水力等对桥梁产生的影响。另外,所选桥型的造价是否合理是一个非常现实的问题,所以桥梁设计不但要考虑其技术的可行性,更重要的是要考虑所选桥型的经济指标是否达到了最佳范围。
桥梁与抗震
我国处于世界两大地震带――环太平洋地震带和亚欧地震带之间,是一个强震多发国家。汶川、玉树地震表明强烈地震将引发长期的社会政治、经济问题,并带来难以慰籍的感情创伤。在抗震救灾中,公路交通运输网更是抢救人民生命财产和尽快恢复生产、重建家园、减轻次生灾害的蓖耍环节,所以公路桥梁是生命系统工程中的重要组成部分,公路桥梁抵抗震害的能力是桥梁设计中重点关注的问题之一。
桥梁震害中获得的经验和知识是推动桥梁抗震设计的原动力,随着建筑物与地震反应关系的研究深入,桥梁抗震设计理论得到了提高与拓展,2008年我国公路桥梁设计规范由《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/I'B02一01一2008)替代原来的《公路丁程抗震设计规范)(JTJ004-89),是我国桥梁设计的一大进步,根据历次大地震的调查研究,公路桥梁的地震破坏主要形式总结归纳如下:
(1)桥梁上部结构受水平力作用滑落(汶川百花大桥落梁);
(2)桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足,导致桥墩破坏(日本阪神大量墩柱破坏);
(3)桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足,导致桥墩破坏(最为常见);
(4)桥梁支座等连接部位破坏(最为常见)。
常规桥梁抗震设计茸先应是抗震构造措施,根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措施,结构安全富裕较多,震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是总结桥梁震害经验的基础上提出的设计原则,事实表明抗震构造措簏可以起到有效减轻震害作用,而所耗费的工程代价往往较低。
提高公路桥梁安全性的设计分析
3.1重视桥梁的耐久性
提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。除此之外,要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。
3.2防控钢筋混凝土裂缝
加大钢筋的混凝土保护层厚度,是保护钢筋免干锈蚀,提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝,除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外,更重要的是要采取构造措施,控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。
3.3加强桥面的防水设计
桥面铺装层应采用密实性较好的混凝土,混凝土铺装层内应设置钢筋网.防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料,都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层,特别是连续梁(或悬臂梁)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外,还需加强泄水管设计,应特别注意泄水管周边的构造细节处,加强伸缩缝处的排水设计,防止水分从伸缩缝处渗入梁内。
公路桥梁的震害及特征
对国内外震害的调查表明,在过去的地震中,有许多桥梁遭受了不同程度的破坏,其主要震害有以下几点。
4.1桥台震害
桥台的震害主要表现为桥台与路基一起向河心滑移,导致桩柱式桥台的桩柱倾斜、折断和开裂;重力式桥台胸墙开裂,台体移动、下沉和转动;桥头引道沉降,翼墙损坏、开裂,施工缝错工、开裂以及因与主梁相撞而损坏。桥台的滑移与倾斜会进一步使主梁受压破坏,甚至使主梁坍毁。
4.2 桥墩震害
桥墩震害主要表现为桥墩沉降、倾斜、移位,墩身开裂、剪断,受压缘混凝土崩溃,钢筋屈曲,桥墩与基础连接处开裂、折断等。
4.3支座震害
在地震力的作用下,由于支座设计没有充分考虑抗震的要求,构造上连接与支挡等构造措施不足,或由于某些支座型式和材料上的缺陷等因素,导致了支座发生过大的位移和变形,从而造成如支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,并由此导致结构力传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。
公路桥梁设计的抗震措施
5.1防止落梁的措施
《公路桥梁抗震设计细则》指出上部结构主梁的支承长度a≥70+ 0.5 L(L为梁的计算跨径,L单位为m,a 单位为cm),该取值沿用自日本抗震设计规范,多数设计者认为规范取值较为保守,比上一代规范《公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89))有较大提高 (a≥50+L)。这里需指出该种认识属于误区,当“长桥高墩”时应在规范基础上给予更多的安全富余。例如:都汶高速公路庙子坪岷江大桥第10跨(跨径50m、墩高70m)。虽然盖梁宽度高达3.0 m(根据《桥梁抗震细则》要求,含伸缩缝宽度取2.1m即可 ),但该桥还是发生纵向落梁,所以在设计中应注意“长桥高墩”,特别是设置有伸缩缝的相邻联桥墩,不仅要将主粱支承长度取值放大一些,还需要设置主粱限位装置。根据国外规范以及《抗震设计细则》精神,同时应设置纵向防落梁构造,同时应注意限位装置不得有碍于防落梁构造的发挥。
5.2支座形式和布置方式
支座选型长期以来被忽视,常规粱桥多采用普通橡胶支座,汶川地震后的调查表明普通橡胶支座破坏后加剧了桥梁损伤,建议根据桥梁设防要求,选用适用的支座类型。基本地震动峰加速度峰值0.19地区和以上地区应选择减震型橡胶支座。作为支座的布置是否合理至关重要,汶川百花大桥第5联(5×20m)采用一个阉定支座,其余墩为活动支座。导致全联上部结构水平地震力几乎完全由固定支座下的桥墩承担,该桥墩迅速破坏后,造成全联坍塌网。对于连续梁桥在设置固定支座后,应充分考虑同定支座设置对抗震的不利影响,慎用墩梁固结方案,应注重考虑各墩水平受力的平均分担。
5.3柱式桥墩的合理设计
柱式墩是桥梁设计中最为常见的结构形式,日本阪神地震中显示出大量圆形独柱墩崩溃性破坏,汶川地震相关资料表明矩形墩要优于圆形墩,抗震设计中应首先尽量避免选用抗震性能差的圆形独柱结构,同时优先选择矩形截面形式。其次应重视桥墩中间的横梁设置,横梁刚度不宜过大,避免导致“强梁弱柱效应” 的出现,造成结构的第一塑性铰出现在墩柱之上,而不是横梁上,致使结构失效。
桥墩是支撑梁体的主要构件,同时由于桥梁结构“上刚下柔”的特点使得桥墩极易出现破坏.其破坏主要包括墩身剪断、压溃和开裂,应根据抗剪计算来配置箍筋,选择合理的箍筋间距,注意箍筋的搭接构造细节。设防裂度7度及以上应通过计算确定墩柱尺寸,保证塑性铰区位于墩柱范围内,甥性铰庆钢筋应根据《公路桥梁抗震细则》进行加密,加密箍筋可采用12mm一16ram带肋钢筋,但锚固于盖梁、承台部分的加密钢筋采用螺旋箍筋欠妥,施工单位反映由于盖梁中钢筋原有钢筋很多,螺旋筋布置十分困难。建议采用环形箍筋为宜。
结束语
常规性梁桥设计构造上应首先满足地震时上部结构的横向位移的要求,采用合理的支承长度以及防落梁构造措施,并设置限位装置;其次应注意支座的类型与合理布置;其三是注意桥墩的延性构造细节。随着《公路桥梁抗震细则》的颁布和推广,桥梁抗震设计必然进入一个新的层面。
参考文献
[1]庄卫林,刘振宇,蒋劲松.汶川大地震公路桥粱震害分析及对策[J].岩石力学与工程学报,2009,28(7):1377―1387.
[2]TG/TB02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S]北京:人民交通出版社2008.
关键词:安全设施 服务标准
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(b)-0057-02
以“消除隐患、珍视生命”为主题的公路安全保障工程,对国省干线公路的急弯、陡坡、连续下坡、视距不良和路侧险要等类型的路段开展综合整治,改善安全防护设施,为行车安全创造条件。近年来,公众对公路服务的品质,特别是对干线公路的质量提出了更高要求,在“走得了、走得通”逐渐向“走的好、走的快捷、走的安全”转变。出行需求的快速升级,对公路的安全保障和服务水平都提出了高层次要求。徐州市公路管理处以改造示范工程建设为契机,在2013年积极实施205国道安保工程示范路创建,通过综合实施安保工程改造,进一步完善国省干线公路交通安全设施,更好地为公众服务。
1 205国道徐州段现状调查及问题分析
205国道徐州段为连接江苏省与山东省的一条重要通道,是江苏省的“北大门”,北起苏鲁交界,止于江苏新沂与沭阳交界处,路线全长27.829 km,为改建路段,2009年建成通车,双向四车道一级公路,设计速度为100 km/h(城镇段80 km/h),同步实施安全保障工程。2009年《道路交通标志和标线》(GB5768-2009)出台后,交通运输部、省交通运输厅先后出台了安保工程实施办法及相关标准,提出了更新的建设理念。围绕新国标、新理念,徐州市公路管理处对205国道徐州段进行认真调查,对存在的问题作出分析。
1.1 标志
全线指路信息量不足,在上跨323省道立交处,指路信息混乱错误;同时缺少地点距离标志和确认标志。4.5 m的限高标志不满足《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)中规定设计速度为100 km/h的一级公路限高5 m的要求。
1.2 标线
部分路段交通标线不清晰,出现脱落现象。
1.3 护栏
1.3.1 中分带护栏
(1)全线中分带护栏在下穿陇海铁路、宿新高速和连徐高速时,波形梁护栏未将桥墩保护在内,对桥墩防护不足。(2)全线桥梁中分带波形梁护栏高度均不满足《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2006)中规定;全线桥梁中分带护栏板距缘石边缘的水平距离不满足《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2006)要求。(3)全线中分带开口端护栏端头反光膜颜色不符合要求。
1.3.2 路侧护栏
(1)路侧波形梁护栏板中心距路面高度为90 cm。(2)K976+741.463“Y”型交叉处路侧使用B级波形梁护栏。(3)路侧填高大于3 m路段、涵洞段未设置波形梁护栏。(4)跨线桥桥梁外侧防撞护栏采用A级混凝土防撞护栏。(5)与混凝土防撞护栏未进行搭接处理。
1.4 防眩设施
全线防眩设施存在的问题主要为桥梁中央分隔带未设置防眩板,公路路段中分带防眩树间距较大且高度不足,不能起到防眩的效果。
1.5 线形诱导标
局部中分带开口还需增设线形诱导标。
1.6 轮廓标
通过调查,全线205国道中分带护栏均设置了轮廓标,但在全线桥梁防撞护栏未设置轮廓标,一般路段路侧均未设置轮廓标。
1.7 警示柱
根据现场实地调查,部分沿线搭接道口未设置警示柱。
1.8 防落网
S323跨线桥上防落网设置长度为30 m,应为46 m,长度不足,不能完全起到防护作用。
2 安保设施改造方案
针对上述问题,本文提出通过对交通标志、标线的优化、交叉口改造及其他交通安全设施的完善来减少交通事故的发生。
2.1 交通标志
(1)指路标志优化。
根据现场调查,205国道徐州段指路标志主要存在以下几个问题。
①指路标志版面不美观,协调性差;②指路标志版面内容不完善,指路信息不连续;③交叉口缺少交叉路口预告标志和确认标志。
针对上述存在的问题,同时结合205国道徐州段是新沂市对外的主要交通集散道路,也是连接新沂城区的主要通道。新沂当地具有代表性的文化景点有“一山、一湖、一古镇”,即马陵山景区、骆马湖景区、窑湾古镇。同时在其周边路网区域范围内,主要存在京沪高速公路(G2)和连霍高速公路(G30)、323省道、249省道和客流集散节点(新沂火车站、连云港飞机场)等。为了便于新沂市当地文化景观的发展、205国道与周边干线公路的交通量转换以及和新沂火车站、连云港飞机场等节点客流量的转换,通过对指路标志优化,指引205国道上车辆到达其目的地。
通过对指路标志版面重新设计、结合周边路网对指路信息进行统一完善及增设相应的预告标志和确认标志来对指路标志进行优化。根据《G205国道江苏段改造示范工程标志标线维护与公路安全保障工程建设技术指南》,依据相交道路路网功能的地位的不同,将全线交叉路口分为重要交叉口、普通交叉口和小交叉口三种。其中重要交叉口(与国道、省道、高速出入口和城市快速通道、主干道相交或连接的交叉口):设置预告、告知(标准指路标志)、确认(线路编号、限速、地点距离)标志;普通交叉口(与县道、重要乡道、城市次干道相交或连接的交叉口)设置:设计或运行速度小于等于80 km/h,设置告知(标准指路标志)、确认(线路编号)标志,大于80 km/h增设预告标志。小交叉口(一般乡道、村道、大型厂矿企业):设置简易指路标志。
2.2 交通标线
根据标线的布设原则,本次改造方案增加布设的标线类型有减速振荡标线、停车让行线、错视觉标线等。具体如以下几点。
(1)车行道纵向减速标线:在下穿陇海铁路段设置车行道纵向减速标线,警告车辆减速慢行。
(2)停车让行线:设置于利于车辆驾驶人观察路况,有利于行驶和迅速起步的位置,表示车辆在此路口应停车让干道车辆先行,设有“停车让行”标志的路口,除路面条件无法施划标线外均应设置停车让行线。
(3)错视觉标线:在无信号灯控制且设置人行横道线的中分带开口两侧设置错视觉标线,提醒车辆减速行驶。
(4)立面标记:在下穿陇海铁路桥墩、下穿高速桥墩及中央分隔带开口缘石迎面设置立面标记。在全线桥梁两侧混凝土护栏端头和中分带防撞护栏端头设置实体标记,形成实体轮廓。标记为黄黑相间的倾斜条纹,设置时应把向下倾斜的一边朝向车行道。
2.3 安全设施
(1)中分带护栏。
由于中分带开口较多,应对全线中分带开口进行归并,新增中分带波形梁护栏,且增设防眩板;下穿陇海铁路段新增中分带波形梁护栏,保护桥墩。
(2)路段路侧护栏。
降低现有路侧护栏高度;对部分路段路侧B级波形梁护栏更换为A级波形梁护栏;对全线路侧高填或沟塘路段设置A级波形梁护栏。
(3)桥梁外侧护栏。
将外侧护栏重新打掉后,按照路基防撞护栏尺寸,重新设置。同时路基与桥梁护栏必须进行过渡处理,保持连续有效防护功能,减小失控车辆和人员意外伤害。路基护栏与桥梁护栏结构不同时,过渡段的处理原则采用半刚性护栏搭接刚性护栏的方式,其间实施固定式连接。
(4)防眩措施。
在中央分隔带栽植灌木或小型乔木、花卉等,既能起到很好的防眩作用,又美化了路容。平面交叉路口(允许车辆交通转换的交叉口),自停车线计两侧各100 m起应逐渐降低防眩设施高度,植树防眩方式,距停车线50 m高度降至40或30 cm,保持高度到开口处端头。全线8座桥梁增设防眩板。
(5)轮廓标。
由于205国道徐州段全线大部分路段未设置路灯,通过设置轮廓标可以保障夜间行车安全,在路侧有护栏地段采用附着式轮廓标,每隔24 m设置;没有设置护栏的路段设置柱式轮廓标,每隔50 m设置。
(6)示警桩。
设置在有行人或非机动车出入的乡村机耕道、路树茂密、路侧障碍物遮挡等主线视距不足的四级以下公路。
(7)防落网。
本次方案将S323跨线桥两侧防落网向两侧各延长10 m,以达到规范要求。
2.4 平面交叉工程改造
(1)合理归并平面交叉。
根据《公路工程技术标准》和《公路路线设计规范》中关于平面交叉的距离规定,根据被交路的实际情况,对全线的交叉口进行适当归并。
(2)正确分配主次道路的路权。
区别主线道路和支线道路,并给与主线交通“优先通行权力”,对支线道路交通设置相应的停车让行或减速让行标志。
(3)建立4个弧形角区的三角型安全岛以缩短交叉口通过距离。
(4)对交通事故频发的交叉口,应设置太阳能黄闪灯,提前设置减速振荡标线和“事故多发路段”警告标志。
(5)交通安全对交叉口视距的要求,对于通视三角区内存在树木妨碍视距的树木进行砍除。
3 新材料、新工艺的利用
本次205国道徐州段安保工程改造在交通安全设施方面采用了新材料和新工艺,具体体现在以下几点。
(1)对全线人行横道线采用彩色磨耗层,更好的起到警示作用和美观效果。
(2)错视觉立体标线:在一般路段进入交叉口处设置错视觉立体标线,标线采用蓝、黄、白三种颜色,提醒车辆驾驶者在进入交叉口时减速慢行。
(3)采用纳米防尘护栏:对中分带护栏进行拆除、整形维修及纳米涂层后再重新安装,增强护栏的美观性,减少后期的养护成本。
4 结语
公路安保工程应当更加注重提高交通安全设施的服务水平,保障行车安全。公路建设部门在实施公路工程新建、改扩建项目时,应本着“安全、经济、环保、有效”的基本原则,针对影响交通安全的主要因素,采取综合措施实施整治,完善公路安全防护设施,最大限度降低公路通车后交通事故死亡率和重特大交通事故发生率,为保障行车安全提供良好的公路环境。这便是笔者对公路安保工程中实际运用的一些认知。
参考文献
[1]道路交通标志和标线[S].GB5768-2009.
[2]公路交通安全设施设计规范[S].JTG D81-2006.
[3]公路交通安全设施设计细则[S].JTG/T D81-2006.
关键词:桥梁;设计;抗震措施
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
引言:我国桥梁行业得到了迅猛发展,越来越多的桥梁从祖国大地拔地而起。回顾近代地震史,有唐山大地震、汶川大地震……,这些地震都给我国经济、建设等方面带来了无可估量的损失。因此,合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。
一、桥梁的震害类型分析 (1)桥台震害:其主要表现为桥台与路基一起滑动并移向河心,桩柱式桥台的桩柱不同程度沉降、开裂、倾斜和折断等。 (2)桥墩震害:在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑移、开裂、剪断和钢筋扭曲。 (3)支座震害:根据以往工作经验.
会发现某些桥梁的支座设计并未充分考虑抗震的需求,如某些支座形式和材料上存在缺陷、在构造上连接与支挡等构造措施不足等,以致支座在地震力作用下会发生较大的变形和位移。 (4)地基与基础震害:在地震力作用下地基中的砂土会被液化,以致地基失效,基础沉降或不均匀沉降,从而导致地面较大变形,地层发生水平滑移、下层、断裂等。地基与基础震害会使桥梁发生坍塌,给震后修复工作带来困难。 (5)梁的震害:梁的震害主要是因桥台震害、桥墩震害、支座震害等引起的,其主要表现为主梁坠落,这也是最严重的震害现象。
二、桥梁的抗震设计 1、抗震概念设计。 由于地震的发生存在不确定因素和复杂因素,同时结构计算模型需要假定结果且与实际情况存在较大差异,以致“计算设计”在一定程度上较难控制结构的抗震性能,因此,对于结构抗震设计来说,不能完全依赖计算,“概念设计”其实比“计算设计”更加重要。而良好的“概念设计”将直接影响着结构抗震性能。良好的“概念设计”必须是,在设计桥梁方案阶段应根据功能要求、静力分析和桥梁的抗震性能等取舍抗震结构体系。 在抗震概念设计时,应重视上、下部结构连接部位和过渡孔处连接部位的设计及塑性铰预期部位和桥墩形式的选取;应对动力特性进行简单的分析、对地震反应进行评估,接着结合结构设计对结构的抗震薄弱部位、构造设计及是否能通过配筋等进行进一步地分析。以分别保证桥梁结构的经济性、抗震安全性和在桥址处的场地条件下所选择的结构体系是良好的结构体系。最后,应根据分析结果对抗震性能的优劣进行综合性评判,再决定是否对设计方案进行修改。 2、延性抗震设计。 桥梁的抗震设计主要是反复进行①仔细地对预期会出现的塑性铰部位进行配筋设计;②为保证抗震安全性应分析并验算整个桥梁结构的抗震能力这两个阶段,直到通过抗震能力验算。 3、桥梁减、隔震设计。 此设计可以较好地提高桥梁抗震能力,并且具有简便、先进、经济等优点。此种设计的装置主要是通过对结构的能量耗散能力的增大或者增大结构主要振型周期使其落在能量较少的范围内两种措施使结构地震反应减少。在进行减、隔震设计时应充分结合结构特点和场地地震波频率特性,选用适合的设置方案、相应参数、及减隔震装置,并对结构的受力和变形进行合理地分配。
三、桥梁设计的抗震技术措施 1、防止落梁的措施 《桥梁抗震设计细则》指出上部结构主梁的支承长度a≥70+ 0.5 L(L为梁的计算跨径,L单位为m,a 单位为cm),该取值沿用自日本抗震设计规范,多数设计者认为规范取值较为保守,比上一代规范《公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89))有较大提高 (a≥50+L)。这里需指出该种认识属于误区,当“长桥高墩”时应在规范基础上给予更多的安全富余。例如:都汶高速公路庙子坪岷江大桥第10跨(跨径50m、墩高70m)。虽然盖梁宽度高达3.0 m(根据《桥梁抗震细则》要求,含伸缩缝宽度取2.1m即可 ),但该桥还是发生纵向落梁,所以在设计中应注意“长桥高墩”,特别是设置有伸缩缝的相邻联桥墩,不仅要将主粱支承长度取值放大一些,还需要设置主粱限位装置。根据国外规范以及《抗震设计细则》精神,同时应设置纵向防落梁构造,同时应注意限位装置不得有碍于防落梁构造的发挥。
2、支座形式和布置方式 支座选型长期以来被忽视,常规粱桥多采用普通橡胶支座,汶川地震后的调查表明普通橡胶支座破坏后加剧了桥梁损伤,建议根据桥梁设防要求,选用适用的支座类型。基本地震动峰加速度峰值0.19地区和以上地区应选择减震型橡胶支座。作为支座的布置是否合理至关重要,汶川百花大桥第5联(5×20m)采用一个阉定支座,其余墩为活动支座。导致全联上部结构水平地震力几乎完全由固定支座下的桥墩承担,该桥墩迅速破坏后,造成全联坍塌网。对于连续梁桥在设置固定支座后,应充分考虑同定支座设置对抗震的不利影响,慎用墩梁固结方案,应注重考虑各墩水平受力的平均分担。
3、柱式桥墩的合理设计 柱式墩是桥梁设计中最为常见的结构形式,日本阪神地震中显示出大量圆形独柱墩崩溃性破坏,汶川地震相关资料表明矩形墩要优于圆形墩,抗震设计中应首先尽量避免选用抗震性能差的圆形独柱结构,同时优先选择矩形截面形式。其次应重视桥墩中间的横梁设置,横梁刚度不宜过大,避免导致“强梁弱柱效应” 的出现,造成结构的第一塑性铰出现在墩柱之上,而不是横梁上,致使结构失效。桥墩是支撑梁体的主要构件,同时由于桥梁结构“上刚下柔”的特点使得桥墩极易出现破坏.其破坏主要包括墩身剪断、压溃和开裂,应根据抗剪计算来配置箍筋,选择合理的箍筋间距,注意箍筋的搭接构造细节。设防裂度7度及以上应通过计算确定墩柱尺寸,保证塑性铰区位于墩柱范围内,甥性铰庆钢筋应根据《桥梁抗震细则》进行加密,加密箍筋可采用12mm一16ram带肋钢筋,但锚固于盖梁、承台部分的加密钢筋采用螺旋箍筋欠妥,施工单位反映由于盖梁中钢筋原有钢筋很多,螺旋筋布置十分困难。建议采用环形箍筋为宜。
结束语:
随着对地震机理认识的逐步加深,提高和完善桥梁结构物的各项功能,以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善,可以很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。为提高我国桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。
参考文献:
[1]庄卫林,刘振宇,蒋劲松.汶川大地震公路桥粱震害分析及对策[J].岩石力学与工程学报,2009,28(7):1377—1387.
[2]TG/TB02-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S]北京:人民交通出版社2008.
关键词:桥梁施工;安全控制
随着我国经济的快速发展,我国交通事业有了快速的发展,桥梁施工建设在公路建设中占有重要的地位。做好道路桥梁施工中的安全管理工作,对于保证桥梁质量,促进社会经济建设有重要的作用。然而目前我国的桥梁施工建设中仍然村在很多问题,如人员、技术和管理等问题,所以加强对施工过程中的安全管理有重要的现实和经济意义。
一、桥梁施工工程概述
桥梁工程是包括桥梁的勘测、设计、施工和维护等过程的科学和技术,桥梁施工是我国交通运输建设中的重要组成部分,对经济发展有决定作用。目前的桥梁建设主要用钢筋水泥或混凝土等材料建设,桥梁工程主要应用于跨河、跨谷公路或铁路等情况的建设中,桥梁规模的跨度也很大,小到一般跨河桥梁建设,大到跨江、跨海大桥的建设。桥梁的规模跨度越大,相应对施工的安全要求也越高。安全控制是桥梁施工过程中必不可少的内容,如果桥梁施工中不注意安全控制,将会严重影响桥梁的质量和使用寿命,甚至发生桥毁人亡的事故。所以在桥梁施工前应认真对施工现场进行勘察,收集当地详细的地质、水文、气候等资料。在施工中做好施工规划,组建相应的测量和施工队伍,确保工程安全顺利的进行。
二、桥梁施工中存在的安全问题
虽然近年来我国桥梁建设的技术有了快速的发展,但在具体施工操作中还存在不少的问题,包括施工前图纸、方案和设备准备工作的不到位,施工中安全评价分析体系的不完善等,以下对影响桥梁施工安全的因素进行了详细分析。
(1)安全管理不到位。在我国,由于施工过程中施工和监理单位安全管理不到位导致的事故屡见不鲜。具体的安全管理问题包括,未按国家施工规范和安全制度进行相关的施工技术安全控制和施工安全管理,或者缺乏管理人员等。为了保证桥梁的安全控制,在桥梁施工过程中,要求各参建单位包括甲方单位、设计和施工单位、监理单位共同管理,相互协调,严格执行安全规章制度,切实保证施工的质量和安全。
(2)施工技术和设备的落后。施工技术是保证桥梁施工顺利进行的关键条件,施工设备是施工进度和质量的重要保证。施工技术和施工设备不配套、施工技术达不到。设备落后老化都为桥梁的施工安全埋下了隐患,这种影响是致命的,要严格杜绝。
(3)施工人员安全意识较低。施工人员直接参与工程建设,对工程的质量有不可忽视的作用。施工的设计和安全标准是否达到要求,很大程度由施工人员的施工安全意识决定。目前我国施工人员的安全意识普遍不高,因为施工队伍的组成主要为农民工和其他非专业操作人员,这些人员虽然可能有着多年的施工经验,但是在施工前都未经过严格的岗前安全培训,或培训后的效果不明显,这都对桥梁的施工安全构成了严重影响。
三、加强桥梁施工安全控制的措施
基于以上对桥梁施工安全影响因素的分析,以下从桥梁建设中的人员、设备和管理方面入手,对加强桥梁施工安全控制的措施进行了探讨。
(1)施工人员安全控制
对施工人员进行全面的岗前培训,执行严格的考核制度,切实提高施工人员的技术水平。加强人员施工过程中的安全防护措施,对桥梁施工人员进行安全教育培训,内容包括桥梁施工建设工程中的相关安全法律、法规及规范性文件,强化施工人员的安全防护意识。规范施工人员的操作,防止设备的损坏和人身安全事故的出现。严格杜绝施工人员的过劳施工现象,合理利用机械化设备机型作业,减少人工劳作,控制施工人员的劳动强度,保证施工人员的休息时间,减少安全事故的发生。
(2)设备的安全控制
桥梁施工中的设备维护对于保证施工安全有不可替代的作用。由于设备的老化或缺少维护,将会影响设备的运行和工程的进度,严重时会危害施工人员和桥梁的安全。施工管理人员要掌握常用的设备保养方法,对设备进行及时的检查和养护,保证机械设备的安全运行。及时淘汰老旧的设备,老旧的设备即会严重影响施工的进度,还有可能对人的生命安全构成严重威胁。及时更新设备可以有效避免安全事故的发生,降低维修成本,提高工程的经济效益。
(3)加强桥梁施工安全监理
由于桥梁施工过程的复杂性,所以在施工中存在许多不确定的安全因素,加强对这些因素的安全监理能够有效降低危险发生的几率,避免安全事故的发生。施工过程中应组织专门的安全检查人员对桥梁作业进行定期巡检,包括对施工现场用电、基础设施、施工保护措施以及地质自然灾害的检查,检查人员要严格按照相关的技术标准检查,及时发现施工现场的安全隐患并制定相关措施进行处理,并做好记录和汇报工作。另外,对于重大的安全隐患要及时上报上级部门进行解决。
(4)建立健全安全管理体系
依据桥梁施工过程的实际情况,按照《筑施工安全标准检查》、《施工现场临时用电安全技术规范》、《建筑施工高处作业安全技术规范》、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》等多种要求和规范,施工单位应制定详细的施工安全控制细则并严格执行。为了保证管理方案的顺利实施,要建立相应的安全责任机制,切实提高各单位人员的积极性和责任心,保证施工的质量。由于桥梁建设的复杂性,所以应科学实际地制定安全管理细则,并讨论通过之后再执行。只有严格按照安全控制细则执行,才能保证桥梁施工的质量和安全。
四、总结
桥梁施工建设在公路建设中占有重要的地位。做好道路桥梁施工中的安全管理工作,对于保证桥梁质量,促进社会经济建设有重要的作用。桥梁施工中存在许多的不安全因素,包括人员、设备和管理等因素,本文针对这些因素进行了详细分析,并给出了坚强桥梁施工安全管理的措施,通过对施工过程中的人员安全控制、设备控制,加强桥梁施工安全监理,并建立健全相关的安全监理体系,只有严格按照制度细则进行执行,才能保证桥梁施工的直来那个和安全。
参考文献:
【关键词】公路建设项目;文件材料;立卷归档;实施要点
1 引言
沿海高速公路沧州歧口至海丰段位于河北省沧州市东部渤海湾顶部,路线呈西北-东南走向,起于黄骅市歧口村西,终于海兴县海丰村北,路线全长49.825米,它的建成将加速沿海高速公路的贯通、实现黄骅港与天津港、曹妃甸港、秦皇岛港、青岛港以及大连港的快速连接,同时承担着我国沿海地区的国防任务,项目建设意义重大。自2011年3月1日起,沿海高速公路沧州段施工已进入收尾阶段,各施工单位通过对河北省高速公路管理局印发的«公路建设项目文件材料立卷归档管理实施细则»(以下简称实施细则)的学习,均已进入竣工资料立卷归档的实施阶段。高速公路竣工资料的编制,不仅是项目管理中一项重要的工作,其形成的资料也是对工程进行管理、使用、维护、改建、科研、教育、参考利用的主要依据。
2 施工卷竣工资料的组成及编制范围
施工卷竣工资料文件材料是指自立项审批(核准)至竣工验收全过程产生的,反应项目质量、进度、费用和安全管理基本情况,对建成后工程管理、维护、改建和扩建具有保存、查考利用价值的文字、图像、声像、电子书各种形式和载体的历史记录文件材料。
文字材料包括高速公路施工过程中的各种文件及检测报告,即各分部、分项工程开工申请及附件、首件工程技术文件、原材料实验检验报告及标准试验文件、工程检验认可书、工程报验单、施工放样报验单、中间检验申请单、现场质量检验报告单、现场检测记录表、施工现场记录表及检测结果汇总表、原始数据、工程质量检验评定表及相关附件;影像、电子材料包括高速公路初期到竣工验收全过程产生的具有代表性的录音、录像、电子光盘、照片等材料。
3 对河北省公路建设项目文件材料立卷归档实施细则的解读
根据《公路工程质量检验评定标准》、《公路工程(交)竣工验收办法》的要求,结合交通部《公路建设项目文件材料立卷归档管理办法》中相关规定,征求河北省高速公路管理局相关领导的同意,对施工卷文件材料表项中的相关条款做了部分改动,使之更加简洁明了,容易操作,具体变动如下:(1)针对4.1.4中的桩基检测报告作为施工准备文件归类欠妥,将其调整至4.3.5桥梁基础、预制梁完整性检验资料中,且应在桩基中间交工资料后面附上检测报告中的桩基完整性检测汇总表复印件,同时在其备考表中注明桩基检测报告成卷的位置;(2)针对4.4.2(防护工程)中第②项次中的台背回填,参考《公路工程质量检验评定标准》关于桥梁工程基础及下部构造分项工程的要求将其调整至桥梁工程基础及下部构造中;(3)针对同一合同段内的小桥,根据桩号先后顺序依次编号,然后再进行档号的编制(例如:沿海三标内第一个小桥为K31+789(编号1),档号编为4・4・3・1,第二个小桥K32+073(编号2),档号编为4・4・3・2,其他以此类推)(4)针对同一合同段内的涵洞,和小桥的档号编制方式类似,按桩号的先后顺序编号后再依次进行档号的编制;(5)针对4.6桥梁工程,同样参照上述原则进行档号的编制,编制时在4.6后面添加(x)(x―桥梁编号)(例如:沿海三标第一个大中桥为MK28+525.3黄浪渠特大桥,其档号编为4・6(1),而4・6(1)・1则代表MK28+525.3黄浪渠特大桥的基础及下部构造,其他以此类推);(6)针对4.6.6引道工程中的桥梁、护栏移到相应的桥梁工程、总体桥面系和附属工程中去;(7)针对各施工阶段产生的试验资料,除中间交工试验检测资料附在中间交工资料后外,其他所有试验检测报告、外购材料检测报告及质量鉴定报告、配合比申报材料、外委检测报告等相关资料由实验室根据相关要求独立成卷,交验时和工程资料汇总。
4 施工卷竣工资料的编制过程
根据《实施细则》中对于施工卷竣工资料立卷归档的相关要求,针对不同结构,不同位置的资料进行收集整理、立卷归档,本文以黄浪渠特大桥基础及下部构造0#台施工资料的立卷归档为例进行说明。
4.1 资料收集
黄浪渠特大桥0#台包括以下构件:桩基、承台、肋板、台帽、耳背墙、挡块、支座垫石、台背回填。在资料收集过程中,首先应该查找该部位对应的单位工程、分部工程、分项工程开工报告是否已经报批存档,再收集所有构件中间交工资料、工程质量检验评定资料等。
在资料收集完成后仔细检查其是否达到《工程质量检验评定标准》要求的“齐全,完整、真实”。在这里强调几点:(1)中间交工资料里面数据要求实事求是,根据现场实际检测的数据填写,不能把所有子分项的检测合格率都写成100%;(2)分项(子分项)工程质量检验评定表根据中间交工资料中实际抽检数据来填写,并由施工单位的技术负责人、专业监理工程师签认;(3)在工程质量检验评定表后需附上实验室对相应构件(路基、路面)的混凝土、压实度、砂浆强度的评定表,从中我们可以查阅对应的平均代表值等数据。
4.2 资料整理
资料的整理应根据“从小桩号到大桩号,从下到上,从左到右”的顺序,以便
查询;同一构件的中间交工资料按照该构件的施工工序进行整理。如0#a-1桩基:中间交工证书、钢筋加工及安装申请批复单及附件、施工放样检验报告单及附件、桩基钻孔、成孔、混凝土浇注检验申请批复单及附件、桩基完整性检测汇总表、工程质量检验评定表,其中相应的附件根据要求进行归档。
4.3 编制档号
档号是指独立成册、可不装订的文件材料组成一卷的案卷编号,应明确清晰,便于查找应用,根据河北省高管局为高速公路建设项目编制的《竣工档案代码分类》进行档号的编制,以0#台为例,其档号为:YHQHSG346(1)11-1和YHQHSG346(1)11-2,相应的意义解释如下:YH为二级类目:沿海高速的简称,QH为三级类目:歧口至海丰段的简称,SG3为施工单位沿海高速土建三合同的简称,46(1)11为四级类目九大类序号:桥梁工程中第一座大中桥黄浪渠特大桥(46(1))基础及下部构造(1)0#台(1)的档号代码,-1,-2为五级类目档案流水号。
在档号编制过程中需注意以下几点:(1)应该符合公路建设项目文件材料立卷归档管理办法中的相关要求,并根据各个省份对相应类目的规定进行编制;(2)同一标段内相同结构应具有统一层次的档号,不同结构之间应相互照应,简单明了,五级类目及以下层次档号的编制同样应具有统一的层次结构;(3)每一卷资料都应该有唯一的档号与之对应,不得出现重复。
4.4 卷盒封面、内封面、卷内目录、备考表、案卷目录、脊背的编制要点
案卷由案卷卷盒、脊背、内封面、卷内目录、卷内文件材料、案卷目录以及备考表等组成,其格式均应符合《科学技术档案案卷构成的一般要求》(GB/T11822-2008),其中脊背、内封面、备考表用150g以上的牛皮纸打印。
案卷卷盒一般由业主统一定制,为简化起见,在卷盒封面只填写档号及编制单位且用红色印章盖上,其他各项在脊背和内封面上体现出来。
案卷内封面由以下内容构成:案卷题名、立卷单位、起止日期、保管期限、密级及档号。案卷题名应能准确反映出本案卷文件材料的基本内容,包括公路建设项目名称、起讫里程、分项(分部、单位)工程名称及文件材料名称;立卷单位是指案卷的组卷单位或部门;起止日期是指案卷内文件形成的最早和最晚的时间(如2009年10月9日-2010年9月7日);保管期限应根据项目文件材料的特性及利用价值填写;密级根据国家及交通运输部有关保密规定确定。
卷内目录有以下项次组成:序号按照文件排列顺序,用阿拉伯数字从1起依次标注;文件编号,填写文件材料的原始编号或图号,中间交工资料可不用填写,但竣工图纸和外委试验资料一定要填写;责任者填写文件材料的形成单位或主要形成单位。属原材料报验和工序报验文件,责任者应填写施工单位和监理单位的简称(YHSG-03,YHJL-01),并在卷内目录表下空白处标明单位的全称,对于外委的实验资料,责任者填写外委单位的简称;文件题名填写卷内文件材料标题的全称,案卷内每份独立成件及单独办理报验和审批手续形成的文件材料,均应逐件填写文件标题;日期填写每一份文件材料形成的最晚日期(8位数字);页次填写每份文件材料首页上标注的页号,最后一份文件标注起止页号(如156-162),属于已装订成册的文件材料,在卷内文件目录页次栏中填写册数,并在备注栏中注明累计总页数;备注填写需注明的情况。
案卷页号的编写,双面书写的文件材料经系统化排序后,在其正面右下角,背面左下角,单面书写的文件材料,在其正面右下角,用阿拉伯数字从1(不得写成“01”,“001”)开始,用自动页码机逐页打码,卷内目录、备考表不计入页码系列。已装订成册的文件材料,如自成一卷的,同时又与其他文件材料组成一卷,该册文件材料排列在其他文件材料之后,并将其作为一份文件编写册号,不需重新编写页号。
备考表由档号、互见号、立卷说明、立卷人及检查人签名、立卷时间组成。档号和卷盒封面、内封面、卷内目录上的档号保持一致;互见号填写反映同一内容但形式不同且另行保管的档案保管单位的档号,不同载体的档案应注明相应形式,并用括号括起;立卷说明应简明扼要的说明本卷资料内包含哪些资料、文件件数、复印件归档原因、原件存放地址、总页数、以及在案卷编制和使用过程中应该注意的事项;立卷人和日期由负责立卷人签认,检查人和日期由案卷形成单位负责人签认。
卷盒内装有若干卷案卷的,卷盒封面及脊背上应填写盒内案卷的起止档号,并填写“案卷目录表”,放在内封面之前,不装订。
脊背根据卷盒脊背的尺寸用牛皮纸打印,对于《实施细则》上对于脊背的格式要求,根据实际情况省略了保管期限和编制单位,保管期限用红色的印章盖上,而编制单位在卷盒封面上明确体现;档号统一,案卷题名和内封面上类似,可稍作改动。
对于卷盒封面、内封面、卷内目录、案卷目录、备考表、脊背相应内容的字体应符合《实施细则》中的相关规定,如有些位置写不下,可适当的将字号缩小,灵活掌握。在整个案卷立卷完成后,进行扫描复印,扫描的文件按卷保存为PDF格式,并把文件名称改成相应的案卷题名,便于查找。
4.5 案卷装订
公路建设项目档案除蓝图及成册文件材料外,按照三孔一线方法进行整卷装订。装订时靠装订边(左边)和下边取齐,表头向上,左侧装订。文件装订前去掉金属物、塑胶、塑封等易老化、易腐蚀的封面和装订材料,采用三孔一线法,用白色档案专用线装订,装订线距离左纸边10mm,中孔位于A4纸高度居中,两边孔距中孔80mm,单线穿孔在卷背面打结;案卷装订顺序为内封面、卷内目录、数份文件、备考表;管理性文件按类别(工程质量管理、工程计划、合同管理、安全生产及文明施工等)分别组卷;公文需要办理的文件叫办件,组卷时,办件阅办笺放在正文之前,需要传达阅知的文件叫阅件,组卷时,阅件阅办笺放在原文之后,与原文一起装订;项目技术文件以文件的类型为单位分别进行装订,同类文件最好组成一卷,为便于查找应用。根据卷盒厚度,每卷材料不宜超过320页;不装订的图纸及成册文件材料,每份须加盖档号章,档号内容包括:该文件材料所在案卷的档号和本卷中所在页次。
5 竣工图的编制
竣工图由施工单位负责编制,竣工图封面、标题栏按《实施细则》格式进行编制,编制完成的竣工图应在图纸空白处逐张加盖竣工图章并签署,经驻地监理审核签认。在竣工图编制过程中应注意以下几点:(1)竣工图纸为A3(420mm×297mm),允许折叠,装在A3档案盒内,竣工图案卷装入顺序为:卷内目录、图纸文件、备考表;图纸表面干净无污损,线条字体清晰准确;(2)竣工图在设计文件的基础上进行编制,施工图没有变更的,编制单位可在施工图上加盖竣工图章作为竣工图纸,施工图有变更的,须重新绘制竣工图并加盖竣工图章;(3)竣工图应全面、准确、清晰地反映项目竣工时的实际情况,将设计说明改为竣工说明,包括主要建设项目、完成工程量、执行的规范标准、主要的施工方案、采用的新技术、新工艺、新材料、特殊问题的处理、施工图的版本、设计变更情况及开、完工时间;(4)一般性变更及符合杠改或划改要求的,可在原施工图上修改,要注明修改依据,并加盖竣工图章,凡重大变更及图纸变更面积超过10%的,须重新绘制的竣工图纸在原施工图图号的前加“竣”,竣工图号由“S”改为“J”。采用标准图的可不编入竣工图,但应在图纸目录中列出图号,指出该图所在位置并在编制说明中注明;(5)有变更的竣工图,须填写设计变更文件与竣工图档号对照一览表,排列在竣工图表的前面。一张更改通知单涉及多张图纸时,或图纸不在同一卷内时,应在备考表中加以说明;(6)竣工图章尺寸为80mm×60mm,内容包括编制单位、编制人。技术负责人、编制日期和监理单位、监理人组成。竣工图章签字要求本人手写,不得代签。竣工图章盖在标题栏附近空白处,如竣工图正面无空白处,可盖在图的背面左下角。
6 其他材料的立卷归档
对于施工准备文件、工程管理文件、工程质量控制文件、安全环保文件、进度计划控制文件、施工原始记录、电子文件等,作为施工卷竣工资料必不可少的部分,其立卷归档的实施过程和上述中间交工资料的编制方法类似,参考《实施细则》中对每一部分文件的要求进行立卷归档。
参考文献
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关键词:公路桥梁;抗震加固;措施
桥梁是公路工程的重要一环,多为我国国省干线公路交通网上的关键节点,当地震发生时,桥梁较易发生破坏,一旦失去通行能力将会严重阻碍抗震救灾工作并带来一系列的次生灾害,造成生命及财产的更大损失。也造成了公路和铁路桥梁的严重毁坏。因此,研究公路桥梁抗震加固技术具有必要性和工程意义。
一、桥梁抗震加固的必要性
随着我国国民经济的快速发展,交通运输业得到了长足发展,交通量猛增,车辆载重增大。很多桥梁特别是依据旧规范修建的老桥,或因设计、施工以及使用上的种种原因存在不同损伤的桥粱,均处于无法满足现代化交通现状的局面。如将这些桥全部蘑建,不但影响现有交通也耗费人力、物力 实践证明,采用适当的加固技术,可有效恢复和提高旧桥的承载能力和通行能力、延长桥梁的使用寿命。采用此法不但可以节省大量投资,亦可通过维修和加固旧桥消除交通安全隐患,以提高公路通行能力和服务水平、满足现代化交通运输的需求。
需要进行抗震性能评价与加固的情况有:地震中遭受严重破坏桥梁的修复或加固:其次是随着新规范的颁布,设计方法的更新,对以前未按新规范设计的桥梁进行抗震性能评价。通过评价的结论提出有效的加固方法,提高单个构件及桥梁体系的抗震性能以满足新的抗震设防要求。对于由《公路工程抗震设计规范》(JTJO04-s9)进行设计的桥梁,其设防标准单一,往往没有足够的构造措施保证结构的整体延性,也没有采用能力设计的思想来防止桥墩等构件的剪切破坏。而新刊布的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG / T B02一O1—2008)提出了以预防为主的抗震设计方针。使得用旧的抗震标准设计的公路桥的抗震性能不足。对于这类公路桥应进行震害检查,明确其抗震弱点,力求通过抗震加固及维修等手段提高其抗震性能。
二、桥梁与抗震
近几年自然灾害频繁发生,特别是地震带来的强破坏性,给人们的生命和财产带来很大的危害。我国处于二大地震带之间,是一个地震多发国家,强震后带来的不仅仅是生命财产的损害,还会引发一个长期的政治、经济问题及情感上难以愈合的创伤。地震发生后,公路桥梁成了通往震中的唯一生命线,对抢救人民的生命财产安全起着非常重要的作用,在震后公路桥梁也是人们重建家园,恢复生产的重要环节之一,所以在地震中,公路桥梁是生命系统的重要组成部分,由于其重要的作用,所以在公路桥梁设计过程中抗震性能会成为设计的重点关注问题,公路桥梁抵抗地震的灾害能力增强了,对抢救人民生命财产和恢复灾后重建有着极其重要的意义。根据历次大地震的调查研究,公路桥梁的地震破坏主要形式总结归纳如下:桥梁上部结构受水平力作用滑落;桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足,导致桥墩破坏;桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足,导致桥墩破坏(最为常见);常规桥梁抗震设计首先应是抗震构造措施,根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措施,结构安全富余较多,震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是总结桥梁震害经验的基础上提出的设计原则,事实表明抗震构造措施可以起到有效减轻震害作用,而所耗费的工程代价往往较低。
三、桥梁的加固技术研究
对于处于地震多发区的已经修建的桥梁,应根据更为先进的设计思想对其进行抗震性能评价,并结合评价结果考虑是否应给予相应的抗震加固措施。
3.1结构连接件的维护
当支承连接件不能承受桥梁上、下部结构产生的相对位移时,可能会失去相应的作用,并导致梁体坠毁。而这种情况往往都是由施工单位和养护单位对桥梁支承连接件的性能质量的重视度不够所引起的。因此,应定期对桥梁支座、伸缩缝等连接构件进行维护。在国内,目前采用较多的维护方法有采用挡块、连梁装置等安装于伸缩缝等上部接缝处;安装限位装置于简支的相邻梁间;为耗散作用于机构的地震能量增加耗能装置及减隔震支座;增加支承面的宽度等措施。此外,在桥梁使用期间定期检查并维护支座时应随时清除伸缩缝内的杂物。
3.2上部结构加固
加固上部结构主要有粘贴钢板加固法、增大截面加固法和结构体系转换法。粘贴钢板加固法主要在梁板桥的主梁底部出现严重横向裂缝时使用。在粘贴钢板、钢筋或纤维时应特别注意粘贴位置,即粘贴位置应尽量远离中性轴加固区。同时还应注意黏结剂的性能以保证锚固的可靠性;增加截面加固法主要是增设钢筋在主梁下部以提高主梁的抗弯能力。同时,如果增设的钢筋较多可考虑将主梁下部的截面面积增大以避免超筋构件的出现。另外,应设置锚固筋,传力销、剪力键等可靠的连接物在新老结构材料之间以避免增加的重量破坏原截面;结构体系转换法主要指将可承受负弯矩的钢筋设置在简支梁的梁端,使相邻两主梁连起来就可形成多跨连续梁,进而达到提高桥梁承载力的目的。
3.3下部结构加固
下部结构的加固主要有柱罩、填充墙、连梁、加固支座、加固帽梁、桥台和加固基础等措施。填充墙具有提高柱的横向能力和限制柱的横向位移等特点,可用于多柱桥梁;连梁可提高混凝土排架的横向能力。连梁可置于排架底部标高处替代墩帽,也可置于地面标高和排架底部标高之间的某个位置以调整特定排架的横向刚度。一直以来支座都是地震中受损最容易的部位,而为加固支座现在一般都采用隔震支座加固桥梁的方式,此外还有用铅芯橡胶支座或者缆索与弹性支座配套使用代替弹性支座的方法;帽梁加固方法最常见的是给现有帽梁增设垫板;桥台加固主要有两种方法,一是支座延长装置,二是用木材、混凝土或钢筋填塞夹缝,后者采用较多;通常基础加固的方法是增设覆盖层、均匀增加基础、增加接触面积或将基础锚固于土中等。
四、结束语
桥梁抗震加固是一项很复杂的工程,涉及地震工程学、弹塑性力学、损伤力学、计算力学、新材料开发和应用、现代检测技术等多个学科分支,必须通过学科交叉与融合研究,对桥梁的地震损伤进行正确计估和计算,并结合经济上的合理性,才能给出理想的桥梁抗震加固方案。■
参考文献
[1]李伟,崔雷等.桥梁抗震设计及对策分析吉林交通科技[J].2010;2(4):1045-1047.
[2]庄卫林,刘振宇,蒋劲松.汶川大地震公路桥梁震害分析及对策[J].岩石力学与工程学报,2009,28(7):1377-1387.
Abstract: In order to analyze the influence of bridge pier form on the large-span continuous rigid frame bridge, a continuous rigid frame bridge is used as the engineering background, and the dynamic analysis model is established by using the finite element analysis software CIVIL MIDAS. The model analysis of the different pier section is carried out. Dynamic response spectrum analysis method is used to calculate the dynamic response of the structure, and the results are compared and analyzed. The results provide a basis for the seismic analysis and design of large span continuous rigid frame bridges.
关键词: 地震响应;抗震分析;反应谱分析法;连续刚构桥
Key words: seismic response;seismic analysis;response spectrum analysis method;continuous rigid frame bridge
中图分类号:U443.22 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)31-0120-02
0 引言
高墩大跨连续刚构桥是山岭重丘区域和高差大、地质地形复杂的西部地区常用一种桥型,但一般西部地区都是地震频发地带,而从汶川地震对交通的破坏直接导致了经济的重大损失来看,对于此种桥型的抗震性能研究是十分必要的,同时也是提高桥梁安全性的重要课题。本文依据《公路桥梁设计抗震细则》(JTJ/TB02-01-2008),运用有限元软件MIDAS CIVIL 建立了某高墩连续刚构桥的有限元模型,采用了动力反应谱分析法对该桥进行了抗震性能分析。
1 工程概况
本桥位于西部地区某二级公路上一座连续刚构桥,跨径为396m,主桥采用103+190+103m单箱单室预应力混凝土变截面连续刚构桥,下部结构采用双薄壁墩,钻孔桩基础(按摩擦桩设计)。桥梁上部主梁截面为单箱单室箱型截面,箱梁顶板宽12m,底板宽6.5m;下部2主墩为高度与截面均相同的双肢薄壁墩,墩高104m,双肢薄壁截面肢中心距10.5m,纵桥向单肢宽3.5m,壁厚0.6m,横桥向单肢宽8.5m,壁厚1.0m,主墩承台厚度为5m,承台下采用16根D2m钻孔灌注桩基础,墩身采用C50混凝土,承台桩基采用C30混凝土。
2 计算参数
2.1 永久荷载
①一期荷载:混凝土容重取26kN/m3。
②二期荷载:包括桥面铺装,防撞栏等均以均布荷载计入,合计均布荷载为72kN/m。
2.2 偶然荷载
根据 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[1]、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),桥位区域地震动反映谱特征周期为0.4s,设计基本地震加速度值为0.2g,对应地震基本烈度为七度。
根据《公路桥梁抗震设计细则》[2] (JTG/T B021-01-2008)9.3.6规定,混凝土桥梁,拱桥的阻尼比不宜大于0.05,因此在这里取阻尼比为0.05。按抗震细则9.3.1条,本次抗震计算采用多振型反应谱法进行计算。水平设计加速度反应谱由下式确定:
S=Smax(5.5T+0.45) TTg
Smax=2.25CiCgCdA
式中Tg为特征周期,T为结构自振周期,Smax为水平设计加速度反应谱最大值;Ci为抗震重要系数取1.0,Cg为场地系数取1.0,Cd为阻尼调整系数取1.0,A为水平向设计基本地震加速度峰值。
3 模型建立
运用MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,对结构进行加速度反应谱分析。考虑结构抵抗顺桥向和横桥向地震作用的影响,模态组合采用CQC法。同时根据《公路桥涵地基与基础设计规范》[3](JTG D63-2007)规定,利用土弹簧模拟桩和土之间相互作用,尽可能真实地模拟桩基础。全桥模型如图2所示。
4 结果分析
4.1 实心墩和空心墩的对比分析
对模型中的桥墩分别采用图3两种截面形式,一种为实心墩,一种为空心墩。然后对模型进行地震响应下的反应谱分析,结果如表1所示。
表1中可以看到当桥墩分别采用外部尺寸相同的实心墩和空心墩时,空心墩的基频、反应谱加速度、墩顶的位移和墩底的内力均小于实心墩,由此可见,在地震的作用下,空心墩比实心墩具有更好的抗震效果。
4.2 桥墩采用不同截面尺寸对比分析
对模型中的桥墩分别采用8.0×3.5、8.0×4.0、8.0×4.5和8.0×5.0四种截面尺寸,在地震响应下的结果如表2所示。
由表2中可以看出,加大桥墩的截面尺寸,虽然墩顶的位移值会减小,但是位移变化并不明显;同时桥墩截面尺寸越大,桥梁的刚度就越大,基频也越大,动力反应谱加速度越大,而且加大桥墩的截面尺寸还会使得地震响应下墩底的内力变大。所以从抗震设计的角度而言,桥墩的截面尺寸加大,会对抗震不利。
4.3 桥墩不同截面形式的对比分析
对模型分别采用8.0×7.0的单矩形墩,直径6.16m的圆形柱式墩和8.0×3.5的矩形双薄壁墩,三种截面形式的面积都相等,在地震响应下的分析结果如表3所示。
由表3中结果可以看出在三种截面形式中单矩形墩相比双薄壁墩而言,基频较大,在地震响应下的反应谱加速度更大,墩底的内力也更大,所以双薄壁墩比单矩形墩具有更好的抗震性能,而相比圆形墩而言,矩形墩在地震响应下反应谱加速度偏小一点,墩顶位移和墩底内力相差不大。
5 结论
通过对该刚构桥的地震响应分析可以得出以下结论:
①在满足结构静力承载能力的设计情况下,空心墩相对于实心墩具有更好的抗震性能。②在刚构桥梁结构设计中,应该根据场地条件和结构特性合理选择桥墩的截面尺寸和截面形式。从抗震设计方面考虑,矩形双薄壁墩相对于其他矩形和柱式墩更具有抗震效果;而且桥墩的截面尺寸越大,桥梁的刚度就会越大,桥墩的内力越大,对结构的抗震更不利。在桥梁设计时应根据具体的地质环境条件,同时综合考虑经济因素及安全因素选择恰当的抗震措施,就能尽量减低桥梁震害的影响。③在桥梁抗震的设计中,注重延性抗震的理念,发挥延性在桥梁中的重要作用,控制好桥墩刚度对桥梁地震响应的影响,同时也应该考虑桥梁在地震响应下结构位移的要求。
参考文献:
[1]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]JTG/TB021-01-2008,公路桥梁抗震设计细则[S].北京:人民交通出版社,2008.
[3]JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京:人民交通出版社,2007.
[4]钟爱君,管仲国.桥梁抗震[M].北京:人民交通出版社,2011.
[5]范立础,卓卫东.桥梁延性抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2001.
【关键词】公路工程检测;公路工程质量控制;应用;要点
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
前言
公路工程检测能够对公路工程质量进行准确、客观、及时的监测,可以对公路工程质量进行科学的评定、控制与指导。而公路工程的质量关乎车辆运行安全问题,关系到人民生命财产的安全问题,其重要性自然不必说。为了满足公路工程质量要求,保障交通安全,应采用科学的技术手段,在相关制度和规范的标准下,按照相关实施细则进行认真的操作和处理,及时对公路工程进行质量检测,对不符合要求的原材料进行剔除,对不符合规范标准的分项工程等予以返工,从而保障公路工程的安全质量。
公路工程检测的作用和意义
2.1剔除不合格材料,保障公路安全
公路工程检测的对象包括多样的原材料、半成品、成品等,对这些材料的质量进行全面检测与鉴定可以有效避免一些不合格材料的应用,从基础层面保障公路的质量。另外,在公路工程的施工过程中,工程检测可以对每道工序和每个构件进行检测和把关,从而防止施工错误,进一步提升工程质量。公路工程检测涉及到多学科理论知识与实践技能,不仅可以提升工程质量,还可以给验收评定与养护决策环节提供一些合理依据。
2.2有效降低成本
公路工程检测的另一优势在于它能够有效地降低工程的成本。试验试配环节可以较好地对满足工程质量要求的原材料进行鉴别和选择,从而找出最合理、经济的材料,进而降低工程的成本,使经济效益最大化。另外,对一些新工艺、新材料与新技术的检测和鉴定,不仅可以判别出它们是否满足工程标准及设计需求,也能够对其起到一定的推广作用,促进新工艺技术等的使用和交流。
2.2有效检测出工程的缺陷
公路工程检测内容包括对分部工程、分项工程和单位工程的抽检,可以有效检测出工程的缺陷,进而提出相应改进措施。工程缺陷对工程的不良影响十分重大,绝对不能容许工程缺陷的存在,哪里出现缺陷,就要在哪里进行认真、细致的改造和弥补。公路工程竣工后的抽检时十分必要的,它可以进一步防止工程质量出现问题,保障公路安全。
公路工程检测涉及到的主要内容与环节
3.1检测施工材料的质量
施工前,监理方需要施工方提供质量证明、合格证、质检报告等资料。对工程需要的一些材料,包括半成品与成品,甚至原材料,都要进行严格检测,不仅要确定材料是否可以满足施工的技术要求,还要着重于对其质量的检测和把关。这一环节需要剔除一些不能达到质量要求或是满足工程使用标准的原材料和半成品、成品等。
3.2对施工技术要求与参数进行控制
施工参数是指导施工过程,把握工程质量的系列数据。比如填土最佳含水率和最大干密度参数是路基填土过程中需要用到的重要参数[1]。参数是否准确,是否恰当都会对公路质量造成重要影响。另外,对路面抗弯强度、平整度、混凝土层厚度的检测也十分重要,可使用超声波法获取相应检测参数。此外,路面结构中不同分层介质的强度、刚度及压实度等参数也是公路工程中的重要参数内容,这些参数的获取都离不开各类工程检测的准确应用。
3.3对检测流程进行控制和把握
检测流程的完善性关乎到检测的精确度,对于检测数据的可靠性和准确性也有十分重要的意义,可以帮助提升检测效率,给施工提供更多可用时间。公路工程检测前要对检测流程进行梳理,并加以细化,根据具体过程中可能涉及到的一些问题进行详细的处理,以便使整个过程流畅进行。对检测流程进行控制和把握是公路工程检测需要注意的重要问题之一。
3.4加强对检测现场的管理
由于公路工程具有一定的可变性和复杂性,所以加强对检测现场的管理是十分重要的。第一,检测员要按照规定和程序进行科学检测。如果不按照程序和规定进行很容易导致检测结果出现错误。第二,检测中出现设备故障等意外时要暂停检测。有时也包括一些自然状况等的影响,此时要停止检测,以免影响到检测参数和检测人员的人身安全等。第三,对检测人员人身安全进行保护。第四,对新员工和薄弱的检测环节进行监督。新员工在技术方面可能还不是很熟练,注意他们的操作过程是否正确不仅可以使检测数据更为准确,还可以通过及时指出错误之处使他们的技术水平得以提升。
3.5注意分工程质量验收
公路工程检测除了要对不同施工环节进行检测外,还要做好分工程的质量验收工作。对于不合格的分工程项目,一定要态度坚决,及时进行返工处理,只有这样才能保障公路工程的每个环节都能高质量完成,从而充分保障工程质量。
公路工程检测在公路工程质量控制中的应用措施
4.1完善检测制度,保障检测顺利进行
制度保障对于公路工程检测来说十分重要,良好的测评需要以完善的制度保障为前提。第一,要建立针对项目规模的质量保证体系和等级试验检测机构[2]。对工程相关标准、规范进行制定和整理,在检测时要严格按照规定实行。第二,要对检测的工作制度进行规范。需要各级人员按照岗位责任对相关问题进行处理和负责,另外,对于一些内部文件与技术文件,也要进行严格的保密处理,此外,检测样品的管理等也是需要进行相应制度规范的部分。通过这些规章制度的作用对整个检测过程进行制度和秩序上的规范,使得公路工程检测活动有序进行。第三,确立一个相应的工作细则。工作细则应具体到每层路基的填筑和构建的浇筑等,人员进行检测时也要依照检测细则的要求进行操作,只有在检测合格的基础上才准许其进行下一阶段,从而科学而合理地控制并评价施工质量。
4.2检测人员与检测设备的配备要合理
公路工程检测过程涉及到工地与中心试验室的布置。一定要保证这二种试验室的设置能够满足检测要求,这样才可以进行跟踪监测,并及时拿到实验数据。此外,还要对检测人员进行合理配备。技术员需要经过相关的专业培训,在具备全面的检测理论知识以后才能持证上岗。最后,也不能忽略试验室中的仪器设备。需要检测合格后再进行处用,并根据使用情况进行随时检测,确保仪器的科学、准确。
4.3对试验操作进行规范
一是要保证开工前对各项混合料和材料的抽样检测按时完成,将结果报告给监理试验室,监理试验室抽检后上交中心试验室,并完成主要复检[3]。二是施工过程中的检测要包括自检、巡检和抽检三部分,亦即分项工程完成后施工方自检,然后报请监理试验室进行验收,中心试验室进行进一步的核检和备案。
4.4加强相关数据管理
加强数据管理也十分必要,试验检测过后,要对数据进行科学处理,以便降低误差,正确评价工程的质量。要根据各类试验项目的差异指定专人建立台账,进行完整而科学的分类记录与管理,尽量保障试验资料能够更加清晰和完整。
结语
公路工程检测对于公路工程质量控制具有十分重要的意义,需要对其进行重视,并尽量做好相关准备和配合工作,以便完成检测,更好地为公路工程的建设提供支持。做好公路工程检测工作不仅需要法制建设和保障,相关专业的技术支持,具有丰富理论知识和技术水平的检测人员的努力,也需要全民加强重视,使科学而合理的公路工程检测为公路质量安全保驾护航!
【参考文献】
[1]饶关洪,刘昌明.加强工程试验检测在公路工程质量管理中的作用[J].建筑技术,2010,41(10):949-950.
关键词:互通式立交安全性评价
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
0引言
目前,互通式立交区域往往是高速公路交通事故多发点,要改善整个道路的交通安全状况,首先应提高互通式立交的安全性。互通式立交的安全性评价应该从交通条件、周边环境、道路条件以及立交范围内的线形条件等各个方面进行考虑,不同的立交可能有不同的诱导因素,应该对具体问题进行具体分析,之后提问一个可行的解决办法。
1立交范围内主线安全性评价
互通式立体交叉的位置应选择在两相交公路线形指标良好,地形、地质和环境条件有利的路段,同时考虑公路网的现状和规划情况综合确定。
从行车的舒适性、出口的安全性和行车方向的易辨性考虑,互通式立交范围内的主线平、纵面指标应高于主线正常路段,满足《公路几何设计细则》表14.2.3的要求。尤其在主线的分、合流处,高指标的路线能提供较缓的横坡和良好的视距,以防主线与匝道的坡差过大引发交通事故。《公路路线设计规范》中规定,互通立交区主线的设计指标要高于一般路段。设计中常常有设计者着重于匝道的设计,而忽视了主线与被交路的线形指标是否满足安全性的要求。主要表现在:互通式立交范围内的主线平曲线半径、竖曲线半径以及纵坡中的某项指标仅满足正常路段标准,或处于极限值和一般值之间。尤其是被交路为已有的高速公路,平纵面指标偏低的情况比较常见。在评价中检查主线指标是否满足互通区的标准很重要,再者这些指标都与视距有着很大的关联,因此视距应重点考虑。
2互通立交匝道安全性评价
匝道设计中,匝道的线形指标应该满足规范的要求。虽然线形指标满足了规范中的要求,但还存在着一些问题,比如设计速度与主线设计速度的不匹配,匝道的曲率半径、超高与匝道运行速度不一致的问题以及加、减速车道的长度。
2.1主线和匝道的设计速度不匹配
车辆在主线上行驶速度较高,当驶离主线进入匝道时,须减速行驶,一般情况下,匝道上行驶速度较小,某些驾驶员来不及减速,因操作不当而发生事故。这就是设计速度差过大,导致运行速度不协调性,易发生交通事故。匝道设计速度的选用原则,应为驾驶提供充足的减速长度为宜,主线与匝道入口段的速度差不宜大于20km/h。在评价中,就应注意主线速度和匝道速度的一致性,如果速度差过大,就必须采取相应的交通工程措施来纠正。
2.2超高不宜过大
匝道的超高应与车辆在匝道上的行驶速度相适应,最大超高一般出现在环形匝道上。超高过大会造成行车舒适性差,也会影响路容,而超高不足会影响行车安全性。国内部分立交匝道超高设置存在的主要问题有两点,一是没有考虑车辆在匝道行驶的变速规律,没能将车辆的实际运行速度作为匝道超高的设计速度,“欠超”的现象较为普遍;二是没有考虑服务的主流车型,全部按小客车进行设计选取了10%的最大超高值,极易出现弯道大型货车因货物偏载而引起倾覆的事故发生。
2.3匝道出入口设计问题
事实表明,立交出入口是高速公路事故多发点。其主要原因就是,在变速车道路段内,车辆要进行合流或分流,由于车辆性能的差异,易引发追尾事故,而且交通量大时,有些车辆会强行汇入,从而造成交通事故的连锁反应。这一问题已经被越来越多的交通事故调查资料所证明。从对分、合流点处的事故类型统计看,匝道出入口附近设计不合理,极易造成该区域成为事故频发点,其主要问题有几点:出口附近标志设置不清晰或信息过密,分合流点视距不足,匝道出口位置设置不明显,造成车辆在出入口附近停留判断、或错过出口而紧急制动,或直行车辆误入出口甚至有倒车现象。
2.4加、减速车道长度
规范规定的长度应视为最小值,而且规范明确规定了对于上坡加速和下坡减速应该进行长度修正。但在实际的设计中,设计人员往往简单的采用最小值进行设计,而不考虑前后衔接线形的特点。变速车道与三角带之间的关系也有些模糊,对渐变段的长度掌握不一致。这样就极易造成因减速车道长度不足而车辆减速不充分,冲撞三角段,或者加速车道不足而车辆加速不充分从而难以汇入主线车流中。
3立交与其他构造物之间间距
在考虑立交与构造物之间的间距时,不仅要考虑构造物中心线之间的间距,同时还要考虑构造物出入口之间的净距要求。
3.1立交之间的间距
规范规定,相邻互通立交的间距不宜小于4km,因路网结构或特殊情况限制,经论证相邻互通立交的间距需适当减小时,加速车道渐变段终点至下一个互通立交减速车道渐变段起点间的距离不应小于1km。如果间距小于1km,须加强交通标志、标线以及速度管理,或两个立交作为复合式立交来管理。
3.2立交与其他构造物之间的间距
《标准》对互通立交与隧道、服务区、停车区、公共汽车停靠站等其它重要设施之间距离应满足设置出口预告标志的需要。实际上,有的道路由于地形限制或其它原因所致,收费站与互立交间距过近,这样易造成出互通的车辆由于减速不充分而冲撞收费站,或因收费站拥堵排队而影响互通立交车辆的顺畅出入,从而造成撞车事故。如果不能满足规范的要求,则要加强管理和标志、标线的诱导,以提高交通安全性。
4保障安全的一些措施
根据对立交区域速度、通行能力和线形条件等各个方面的分析,提出综合措施,达到提高本路段通行能力,降低交通事故,改善服务质量,确保交通畅通。改善措施主要包括速度控制措施、视线诱导措施及交通管理措施,从而提高互通式立交的安全性。
4.1速度限制措施
高速公路上发生的事故,一般都是因车辆行驶的速度太高,而导致无法及时的刹车引起的。因此对速度的限制是必要的。
速度限制措施有:①设置横向减速振动标线②设置纵向减速标线③超速检测④设置限速标志⑤设置抓拍装置等等。
4.2视线诱导设施
加强线形的诱导,以免因驾驶员视认不清道路边缘而产生位置和距离判断上的错觉,发生交通事故。
4.3交通管理措施
加强法制宣传,利用多种媒体宣传《中华人民共和国道路交通安全法》、《道路运输从业人员管理规定》、《中华人民共和国道路运输条例》等法律法规,让更多的驾驶员遵守行车秩序的和服从管理,有序的行车是保障交通安全的重要因素。
5结语
互通立交作为高速公路网络的重要节点,其设计的安全性对提高整个公路的安全水平至关重要。在互通立交的安全性评价工作中,不能只注重单一指标的符合性检查,应将整个互通立交乃至相邻的构造物当作一个整体,从车辆速度的协调性、驾驶员驾驶的舒适性和安全性的角度,全面核查互通立交设计可能存在的问题,发现设计缺陷,提出纠正措施,进而指导设计。
参考文献
[1]公路几何设计细则(JTG/TD20-200X).
[2]中交第一公路勘察设计院.JTGD20-2006公路路线设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.
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[4]杨智生.互通立交设计有关问题的思考[J].公路,2005.