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時(shí)間:2023-03-22 17:37:33
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇公路設(shè)計(jì)論文范文,愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
人們?cè)趯?duì)公路高邊坡進(jìn)行支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前的基礎(chǔ)性工作就是高邊坡普查。高邊坡普查是指在對(duì)前期勘察資料分析的基礎(chǔ)上,對(duì)高邊坡周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行進(jìn)一步勘探,根據(jù)勘探結(jié)果作進(jìn)一步的調(diào)查研究,并且重點(diǎn)分析需要開(kāi)挖地段的周邊的巖體結(jié)構(gòu),根據(jù)具體的地質(zhì)狀況以及巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。要結(jié)合定性研究與定量研究來(lái)對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分類,并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,來(lái)達(dá)到更加適合自然條件的設(shè)計(jì),并指導(dǎo)施工。邊坡普查目的主要就在于根據(jù)穩(wěn)定性對(duì)邊坡進(jìn)行分區(qū),來(lái)提出更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,并且篩選出需要重點(diǎn)研究的邊坡。
2重點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1基于過(guò)程模擬與控制的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及災(zāi)害控制方法研究
高邊坡巖土體具有地質(zhì)體所具備的地質(zhì)過(guò)程特性,對(duì)巖石進(jìn)行的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的主要目的就是對(duì)邊坡變形破壞的過(guò)程以及機(jī)制進(jìn)行闡述,并且基于地心力學(xué)來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行刻畫,實(shí)際上這種對(duì)巖石高邊坡進(jìn)行的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)更具體說(shuō)來(lái)應(yīng)該是一個(gè)變形穩(wěn)定性的問(wèn)題。對(duì)變形穩(wěn)定性的分析是指對(duì)高邊坡的變形以及相關(guān)的破壞情況、破壞機(jī)制進(jìn)行研究,并且結(jié)合數(shù)學(xué)、力學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),利用數(shù)值模擬的方法來(lái)對(duì)邊坡變形的過(guò)程進(jìn)行模擬演示,并且對(duì)變形過(guò)程進(jìn)行控制,基于這種模擬研究的結(jié)果對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)。變形穩(wěn)定性分析的過(guò)程是在對(duì)應(yīng)力環(huán)境、變形特征、破壞模式、潛在滑面位置進(jìn)行模擬分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,但目前對(duì)于穩(wěn)定性系數(shù)以及推力值的估計(jì)還缺乏足夠的理論支持,沒(méi)有形成一個(gè)成熟、準(zhǔn)確的計(jì)算方法。
2.2重點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
對(duì)需要重點(diǎn)進(jìn)行研究的邊坡要隨時(shí)進(jìn)行施工跟蹤,要注意對(duì)實(shí)際施工中遇到的巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡變形的情況進(jìn)行足夠精確、細(xì)致的描述,并且要積極收集邊坡以及施工過(guò)程中的反饋信息,對(duì)具體的坡體情況進(jìn)行分析,根據(jù)上述資料以及研究分析,來(lái)建立相應(yīng)的地質(zhì)模型來(lái)反映控制性結(jié)構(gòu)面空間展布特征,并且要根據(jù)具體邊坡結(jié)構(gòu)的實(shí)際特征來(lái)進(jìn)行計(jì)算方法的選擇,用來(lái)研究邊坡變形的破壞模式以及穩(wěn)定性情況。土質(zhì)邊坡、散體結(jié)構(gòu)以及破裂結(jié)構(gòu)邊坡的穩(wěn)定性大多都會(huì)受到最大剪應(yīng)力面的控制,因此,對(duì)這類邊坡的邊坡開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行研究分析,就要在對(duì)潛在滑動(dòng)面的位置的判斷基礎(chǔ)之上進(jìn)行,并且根據(jù)強(qiáng)度穩(wěn)定性分析來(lái)對(duì)相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),為支護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提高有效的參數(shù)。
2.3重點(diǎn)高邊坡支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
在對(duì)邊坡支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化中,要由對(duì)變形破壞的過(guò)程進(jìn)行模擬來(lái)研究邊坡開(kāi)挖過(guò)程的不同變形階段,由地質(zhì)體所處的演化階段以及變形破壞機(jī)制來(lái)對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行篩選,要按照具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行靜力學(xué)設(shè)計(jì),要按照數(shù)值模擬的結(jié)果來(lái)研究地質(zhì)體以及治理工程結(jié)構(gòu)之間的相互作用,并由此來(lái)進(jìn)行方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)要建立在精準(zhǔn)的地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,利用控制過(guò)程技術(shù)來(lái)完成,而且還需要特別關(guān)注邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià),根據(jù)原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)。邊坡優(yōu)化要注意變形控制以及災(zāi)害控制,要將采用適宜的支護(hù)措施來(lái)是變形控制在允許范圍之內(nèi),要結(jié)合反饋信息以及穩(wěn)定性分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:軟土地基公路路堤設(shè)計(jì)軟基計(jì)算
東莞鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)網(wǎng)公路總長(zhǎng)207.7km,公路等級(jí)一級(jí),設(shè)計(jì)車速60km/h,雙向四車道或雙向六車道。包含老路改造加鋪瀝青路面、老路拓寬、新建道路三部分。按區(qū)域劃分為5個(gè)標(biāo)段。本文就一標(biāo)段軟土地基路堤設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)論述。
一、水文地質(zhì)概況
東莞地處珠三角平原區(qū),地勢(shì)低平,降雨充沛,河網(wǎng)縱橫,地下水位受河水及潮水水位的影響。一標(biāo)段內(nèi)主要地表水系為東江及其支流水網(wǎng),縱橫交錯(cuò)。地下水主要為孔隙潛水及基巖裂隙水,局部具微承壓性。地下水位8月期間穩(wěn)定水位標(biāo)高介于0.33~2.43m,隨潮汐波動(dòng),但年變化幅度不超過(guò)2m。
原始地貌單元為海陸混合沉積地貌。建設(shè)范圍內(nèi)普遍分布有軟土,主要特征是:天然含水量高,孔隙比大,壓縮性高,強(qiáng)度低,滲透系數(shù)小。軟土工程性質(zhì)差。
二、特殊路基處理方法
本項(xiàng)目主要采用了以下幾種特殊路基處理方法:
1.墊層法(清淤換填)
本方法用于淺層較軟弱地基,即軟土深度不超過(guò)3米。其基本原理是挖除淺層軟土或不良土,換填砂礫,并分層碾壓夯實(shí)。該方法可以提高持力層的承載力,減少沉降量。但是如果換填厚度超過(guò)3m,從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)不可取。
2.塑料排水板
本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度小于2m的路段。其基本原理是在軟基表面施加大于或等于設(shè)計(jì)使用荷載,經(jīng)施工期預(yù)壓后,使被加固土體中的孔隙水排出,軟基完成大部分或絕大部分的沉降,預(yù)壓完成后卸去預(yù)壓荷載,地基有些回彈,交付使用后地基承受使用荷載再次沉降,但沉降量很小(僅為卸載時(shí)的回彈量加剩余沉降量)。達(dá)到減少路基工后沉降、孔隙水排出同時(shí),有效應(yīng)力增加,土中孔隙體積減小,密實(shí)度加大,土體強(qiáng)度提高,地基承載力也得到提高。
本項(xiàng)目中采用等載預(yù)壓。堆載分級(jí)施加,荷載施加按設(shè)計(jì)加載曲線進(jìn)行。每200~300m設(shè)置一個(gè)檢測(cè)斷面,每個(gè)檢測(cè)斷面設(shè)置沉降板三組及邊樁二組。當(dāng)每天地基沉降量小于0.02mm時(shí),可停止預(yù)壓。
3.粉噴樁
本方法用于深厚軟弱地基,且填土高度大于2m的路段以及橋頭、涵洞等承載力要求較高的路段。其基本原理是通過(guò)施工設(shè)備將水泥與原狀土的地基土充分?jǐn)嚢瓒纬伤嗤粒ㄟ^(guò)水泥的水化反應(yīng)及土顆粒與水泥水化物的凝硬作用、離子交換作用改變軟土的性質(zhì),與樁間土形成復(fù)合地基,可以大大提高承載力,減少沉降。
三、設(shè)計(jì)計(jì)算
1.塑料排水板
本項(xiàng)目各層土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表3-1:
各層土的物理力學(xué)指標(biāo)表3-1
注:該路段地下水埋深0.79m,填土高度2m。
(1)設(shè)計(jì)
井徑及間距經(jīng)多次固結(jié)試算確定為:等效井徑5cm,井距1m,三角形排列。本段軟土層較厚,底層沒(méi)有透水層,排水板的長(zhǎng)度為穿透持力層0.5m。平均長(zhǎng)度為13.0m。路基底部設(shè)置50cm砂墊層。并設(shè)置3%~4%的預(yù)拱度,保證砂墊層的使用質(zhì)量。
(2)計(jì)算
①沉降計(jì)算
總沉降包括瞬時(shí)沉降Sd、固結(jié)沉降Sc和次固結(jié)沉降Ss三部分。瞬時(shí)沉降是在加荷初始,地基土的孔隙水壓力來(lái)不及消散,土的孔隙來(lái)不及調(diào)整,由地基側(cè)向引起的。這種沉降一般不大,不宜精確計(jì)算。固結(jié)沉降是在上覆土壓力作用下,地基中的孔隙水逐漸排出,體積發(fā)生變化引起的,是地基的主要沉降。次固結(jié)沉降是指孔隙水壓力消散后,在一定有效應(yīng)力的作用下,土骨架由于蠕動(dòng)變形引起的,這種沉降很小,持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)。
本工程采用壓縮模量(Es)計(jì)算主固結(jié)沉降Sc:
式中:—壓縮模量;
—地基中各分層中點(diǎn)的附加應(yīng)力增量;
—分層厚度;
由上式計(jì)算得本段軟土地基的主固結(jié)沉降為Sc=0.311m,總沉降S=mSc=0.421m。
再根據(jù),
分別計(jì)算出竣工時(shí)及基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí)固結(jié)度Ut1、Ut2,則基準(zhǔn)期(15年)內(nèi)殘余沉降St=(Ut2-Ut1)S=0.163m<容許工后沉降0.30m.
②穩(wěn)定計(jì)算
采用有效固結(jié)應(yīng)力法對(duì)打排水板前后的路基滑動(dòng)面進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算,比較其安全系數(shù)。
路基滑動(dòng)安全系數(shù)采用下式計(jì)算:
式中:—地基土內(nèi)抗剪力,,;
—路堤內(nèi)抗剪力;
—當(dāng)?shù)趈圖條的滑裂面在路基填料內(nèi)時(shí),若該土條滑裂面與設(shè)置的屠工織物相交,則P為該層土工織物每延米寬(順路線方向)的設(shè)計(jì)拉力;
—各土條在滑弧切線方向的下滑力的總和,;
經(jīng)過(guò)計(jì)算,打排水板前后該段路基的滑動(dòng)破壞最危險(xiǎn)滑裂面安全系數(shù)分別為1.071,1.278,說(shuō)明打排水板后路基才穩(wěn)定。
2.粉噴樁
本項(xiàng)目各層土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表3-2:
各層土的物理力學(xué)指標(biāo)表3-2
注:該段地下水埋深1.05m,填土高度6m,為橋頭路段。
(1)設(shè)計(jì)
樁徑500mm;多次試算確定樁距1.2m,正方形排列;樁長(zhǎng)須穿透持力層0.5m。樁噴粉量50kg/m(32.5R普通硅酸鹽水泥),摻入比約15%。90d齡期無(wú)側(cè)限極限抗壓強(qiáng)度為1200Kpa。單樁容許承載力為110KN,復(fù)合地基承載力為150Kpa。
(2)計(jì)算
①單樁承載力及復(fù)合地基承載力計(jì)算
單樁承載力計(jì)算公式:;
式中:—強(qiáng)度折減系數(shù),可取0.35~0.50;
—樁的截面積;
復(fù)合地基承載力計(jì)算公式:;
式中:—面積置換率;
—樁間土天然承載力標(biāo)準(zhǔn)值;
—樁間土承載力折減系數(shù),當(dāng)樁端為軟土?xí)r,可取0.5~1.0;當(dāng)樁端為硬土?xí)r,可取0.1~0.4;當(dāng)不考慮樁間軟土作用時(shí),可取0。
根據(jù)地質(zhì)資料,計(jì)算得單樁承載力,復(fù)合地基承載力。
②沉降計(jì)算
樁土復(fù)合層壓縮變形按下式進(jìn)行計(jì)算:
式中:—樁土復(fù)合層頂面的平均壓力
—樁土復(fù)合層地面的附加應(yīng)力,其值為,其中為樁土復(fù)合體的平均容重。
—樁長(zhǎng);
—樁土復(fù)合體的變形模量,其值為,分別為樁身灰土和樁間土的變形模量。可取(100~200)。
復(fù)合體底面以下未加固土體的壓縮變形,采用分層綜合法進(jìn)行。
總沉降。
四、結(jié)語(yǔ)
軟土地基在選擇處理措施時(shí),應(yīng)考慮地基條件、公路條件及施工條件,尤其要考慮處理措施的特點(diǎn)、對(duì)地基的適用性和效果,以確定符合處理目的的處理措施。
參考文獻(xiàn)
[1]JTJ017-96.公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].
關(guān)鍵詞:高速公路;線形設(shè)計(jì);安全;選線;對(duì)策
1線形設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題
1.1直線。過(guò)長(zhǎng)的直線段,易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生疲勞,一旦有突顯信息出現(xiàn),就會(huì)因措手不及而肇事。另外,駕駛員在長(zhǎng)直路段愛(ài)開(kāi)快車,致使車輛進(jìn)入直線路段末段后的曲線部分速度仍較高,若遇到彎道超高不足,往往導(dǎo)致傾覆或其它類型的事故。
1.2平曲線。平曲線即彎道,平曲線與交通事故的關(guān)系很大。在圓曲線上,由于橫向力的存在,對(duì)汽車的安全行駛會(huì)產(chǎn)生不利影響。大半徑曲線比小半徑曲線的事故率低;連續(xù)曲線當(dāng)半徑協(xié)調(diào)時(shí),事故率比不協(xié)調(diào)時(shí)低。
1.3縱坡度。調(diào)查表明,在平原地區(qū)、丘陵地區(qū)和山區(qū)高速道路上,發(fā)生于坡道部分的交通事故分別占17%、18%和25%。分析山區(qū)高速公路坡道上交通事故率高的原因,主要是下坡時(shí),駕駛員為節(jié)油常采取熄火滑行的操作方法,一旦遇到緊急情況來(lái)不及采取應(yīng)急措施。
1.4線形組合。行車安全性的大小與不同線形之間的組合是否協(xié)調(diào)有密切的關(guān)系不良的線形組合往往是誘發(fā)安全隱患的重要原因。如線形的驟變,在直線路段的凹形縱斷面上,在凸形豎曲線與凹形豎曲線的頂部或底部插入急轉(zhuǎn)彎的平曲線,在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線的底部設(shè)置斷背曲線,縱坡長(zhǎng)度過(guò)短,出現(xiàn)鋸齒形縱斷面等等。
2線形設(shè)計(jì)中的其他問(wèn)題
2.1公路選線與公路平面、縱斷面、橫斷面等線形設(shè)計(jì)密切相關(guān),山區(qū)高速公路的線形設(shè)計(jì)往往忽視了與選線工作的重要性,線形和選線之間缺乏聯(lián)系。
2.2山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)的各個(gè)階段,忽視運(yùn)用先進(jìn)的手段對(duì)線形設(shè)計(jì)方案做深入細(xì)致地研究,沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分論證和比選就確定設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。
2.3山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)時(shí)缺乏與農(nóng)業(yè)基本建設(shè)的配合,出現(xiàn)了占多農(nóng)田,占多高產(chǎn)田的現(xiàn)象。
2.4山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)忽視環(huán)境保護(hù),忽視對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè),沒(méi)有查清其對(duì)高速公路的影響,缺少采取相應(yīng)的措施。
3線形設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策
3.1安全問(wèn)題的對(duì)策。在平曲線上應(yīng)該保持期望車速的連續(xù)性,如果由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的原因在某一地點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)降低,就應(yīng)通過(guò)清晰的標(biāo)志、標(biāo)線和其他警告設(shè)施提前告之駕駛員前方潛在的危險(xiǎn),并引導(dǎo)他們安全通過(guò)危險(xiǎn)位置。曲線的偏角不能太小。曲線偏角過(guò)小時(shí),曲線長(zhǎng)度看起來(lái)將會(huì)比實(shí)際的短,使駕駛員對(duì)公路產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的錯(cuò)覺(jué),這種錯(cuò)覺(jué)偏角越小越顯著。盡可能使用緩和曲線,使用道路曲線能自由流暢。緩和曲線是從安全角度出發(fā)設(shè)計(jì)的一條駕駛員易于遵循的路線,能使車輛在進(jìn)入或離開(kāi)圓曲線時(shí)不致侵入鄰近的車道。慎用直線,直線長(zhǎng)度的長(zhǎng)短直接影響車輛的行車安全。直線過(guò)長(zhǎng)時(shí),在長(zhǎng)直線上行車過(guò)于單調(diào)乏味,容易造成駕駛?cè)藛T的疲乏和放松警惕。與地形相適應(yīng)的路線不僅能誘導(dǎo)駕駛員的視線,而且能使司乘人員心情舒暢,提高駕駛的安全性。在縱斷面設(shè)計(jì)中,影響交通安全的因素有縱坡、坡長(zhǎng)和豎曲線半徑,采用較小的縱坡和大半徑的豎曲線,能同時(shí)為駕駛員提供良好的視距及超車機(jī)會(huì),有利于行車安全。因此,在豎曲線設(shè)計(jì)中就盡量避免連續(xù)的短豎曲線(特別是在直線路段)和長(zhǎng)而淺的凹型豎曲線上應(yīng)確保道路的橫向排水系統(tǒng)。橫斷面設(shè)計(jì)要素包括路面、路肩、路拱、路緣帶、邊溝、中間分隔帶等對(duì)行車安全都有影響,其中尤以行車道寬度和路面狀況對(duì)道路安全的影響最大。因此,規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃設(shè)計(jì)中要始終貫徹以人為本的理念,為用戶提供安全、快速、便捷、舒適的公路交通基礎(chǔ)設(shè)施。
3.2其他問(wèn)題的對(duì)策。山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì),首先,根據(jù)山區(qū)特征順應(yīng)地形設(shè)計(jì),即是線形設(shè)計(jì)要達(dá)到平面順適,縱面均衡,橫面合理,降低路堤高度,減少切割,盡量保護(hù)山體平衡體系。其次,根據(jù)山區(qū)地質(zhì)水文條件設(shè)計(jì)線形,由于山區(qū)地形復(fù)雜,線形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能多地收集有關(guān)地質(zhì)水文方面的資料,并進(jìn)行實(shí)地踏勘,較全面地掌握有關(guān)地質(zhì)水文情況,根據(jù)地質(zhì)水文條件,使線形設(shè)計(jì)盡量避開(kāi)不良地質(zhì)地段和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造帶,減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率。線形必須經(jīng)過(guò)不良地質(zhì)地段時(shí),在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡量利用縱斷面的變坡點(diǎn)控制填挖高度,減少開(kāi)挖面,使路基設(shè)計(jì)時(shí)較容易采取有效措施防治地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)于受地形、地質(zhì)水文條件及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限制,縱坡控制難度較大時(shí)產(chǎn)生的高填深挖路段,因形成的大面積新坡面在雨水沖擊下易產(chǎn)生山體崩塌、滑坡,一定要進(jìn)行多方案比較,不僅從經(jīng)濟(jì)上作路基高填深挖與橋隧方案的比較,還要從技術(shù)上分析方案的可行性,全面分析地質(zhì)情況,綜合考慮環(huán)境因素,使工程經(jīng)濟(jì)、合理。如果各方案在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上相當(dāng)時(shí),從保護(hù)自然環(huán)境考慮,宜選用橋隧結(jié)合方案。另外,高速公路工程穿山越嶺跨江過(guò)河,連接城鄉(xiāng),工程沿線地形地貌變化多端,地質(zhì)水文條件復(fù)雜多變,公路線形設(shè)計(jì)必須適應(yīng)多變的環(huán)境,堅(jiān)持人與自然相和諧、尊重自然、保護(hù)環(huán)境的原則,堅(jiān)持以人為本,堅(jiān)持安全第一,注重道路的功能需求,使線形順適,平、縱、橫組合合理,滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn),有良好的視線誘導(dǎo),注重環(huán)境保護(hù),結(jié)合工程沿線植被及氣候等自然條件,合理利用自然資源。線形設(shè)計(jì)應(yīng)避開(kāi)自然保護(hù)區(qū)、水源、人文景觀、居民區(qū)等生態(tài)及社會(huì)環(huán)境敏感區(qū),盡可能繞開(kāi)森林、濕地、水利設(shè)施和基本農(nóng)田,少拆遷電力、通訊設(shè)施及建筑物,由于山區(qū)土地資源十分珍貴,所以更應(yīng)充分利用荒山、荒坡地及劣質(zhì)地,在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下控制填挖,盡量減少對(duì)自然景觀和植被的破壞,在不可避免的情況下要同步做好恢復(fù)工作,使公路自然融入周圍環(huán)境,形成和諧的人工景觀。超級(jí)秘書網(wǎng):
參考文獻(xiàn):
[1]白冰,王飛.淺談山區(qū)高速公路線形設(shè)計(jì)的原則和優(yōu)化[J].科技信息,2009(5).
[2]王穎.淺談山區(qū)高速公路選線原則[J].北方交通,2008(9).
1.1公路養(yǎng)護(hù)管理主要功能概述
該系統(tǒng)作為一個(gè)信息建設(shè)平臺(tái),應(yīng)該能夠?qū)ν话l(fā)事件做出預(yù)警,及時(shí)評(píng)定突發(fā)事件的程度,制定出可行性的解決方案,并以此方案為基礎(chǔ),進(jìn)行一系列的指揮調(diào)度。同時(shí),在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程中,還能夠根據(jù)方案的制定實(shí)施提供一定的輔助決策,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的機(jī)動(dòng)調(diào)配。在本系統(tǒng)中,公路養(yǎng)護(hù)管理的主要功能應(yīng)包括以下三個(gè)方面:第一,實(shí)施公路監(jiān)控。掌握路網(wǎng)監(jiān)控重點(diǎn),通過(guò)視頻監(jiān)控,實(shí)行對(duì)交通量、氣象等方面的監(jiān)控,獲得車流密度等數(shù)據(jù);同時(shí),還要能夠通過(guò)監(jiān)控實(shí)施對(duì)突發(fā)事件的及時(shí)處理。第二,有效業(yè)務(wù)合作。通過(guò)該系統(tǒng),可以做到事件信息的全面處理,包括采集、處理等,實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)傳遞。同時(shí),還要能以一種簡(jiǎn)要的方式向決策者傳達(dá)事件的最新發(fā)展情況。此外,對(duì)于預(yù)警信息,社會(huì)公眾也要能及時(shí)的獲取,了解事態(tài)發(fā)展的變化。第三,應(yīng)急指揮。根據(jù)對(duì)突發(fā)事件的有效分析,全面明確期影響范圍,并通過(guò)信息來(lái)源等多方因素供決策者做出應(yīng)急指揮。做到單位分工的有效明確,及時(shí)處理事件信息,及時(shí)進(jìn)行信息的報(bào)送,形成一個(gè)完整的應(yīng)急指揮系統(tǒng)。
1.2路政巡查主要功能概述
路政巡查的主要作用是能夠有效制止損害公路路產(chǎn)的各種違法行為,是一種路線巡查。該功能設(shè)計(jì)的主要目的是為了保障公路的安全和交通的有效暢通。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,路政巡查是重點(diǎn)的設(shè)計(jì)內(nèi)容,主要包括兩個(gè)方面的功能實(shí)現(xiàn):一是信息的采集功能,通過(guò)C/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn);二是信息的管理,通過(guò)B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)該系統(tǒng),用戶在路政日常巡查中發(fā)現(xiàn)的各種信息及現(xiàn)場(chǎng)案件處理情況等都可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的傳入,以便路政管理者及時(shí)進(jìn)行案件的總結(jié)、查詢以及對(duì)外公示。
2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.1公路養(yǎng)護(hù)管理主要功能設(shè)計(jì)
在本系統(tǒng)中,公路養(yǎng)護(hù)管理主要功能設(shè)計(jì)大致包括如下幾個(gè)方面:第一,信息有效傳達(dá)設(shè)計(jì)。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為使公路信息得到有效的傳達(dá),建立了應(yīng)急處置平臺(tái),通過(guò)呼叫中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。同時(shí),在系統(tǒng)工作中,還會(huì)自動(dòng)將電話錄音等有關(guān)信息進(jìn)行相應(yīng)的記錄,將短信內(nèi)容加以保留。并且,在該功能設(shè)計(jì)中,出于方便查閱的考慮,還會(huì)保留傳真副本。第二,公路監(jiān)測(cè)與接報(bào)管理設(shè)計(jì)。在公路監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)中,主要功能通過(guò)日常監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)。在監(jiān)測(cè)內(nèi)容方面,既包括對(duì)公路的氣象監(jiān)測(cè),還包括對(duì)公路實(shí)時(shí)路況的監(jiān)測(cè),同時(shí),還要能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)公路的視頻信息。通過(guò)公路監(jiān)測(cè),及時(shí)了解最新的事件信息和公路情況,然后通過(guò)電話、傳真等多種接報(bào)方式進(jìn)行接報(bào)管理,完成事件信息的采集處理,做出事件預(yù)警。第三,公路預(yù)警及相應(yīng)管理設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)主要包括評(píng)估突發(fā)事件等級(jí)對(duì)預(yù)警信息加以分類、啟動(dòng)預(yù)警信號(hào)、制定有效預(yù)警方案,最后解除預(yù)警情報(bào)。應(yīng)急工作小組會(huì)及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做出預(yù)警的等級(jí)評(píng)估,進(jìn)行預(yù)警分類,確定預(yù)警級(jí)別。然后,通過(guò)系統(tǒng)的信息有效傳達(dá)設(shè)計(jì)功能以電話、傳真等形式啟動(dòng)預(yù)警信號(hào),并制定相對(duì)應(yīng)的預(yù)警方案。最后,根據(jù)預(yù)警方案,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示任務(wù)單位及任務(wù)人員等詳細(xì)的任務(wù)劃分,并可以打印出相關(guān)人員的聯(lián)系方式等詳細(xì)的任務(wù)內(nèi)容。當(dāng)任務(wù)完成、確定預(yù)警信息安全后,系統(tǒng)會(huì)對(duì)預(yù)警信息加以解除,同時(shí)通過(guò)信息有效傳達(dá)設(shè)計(jì)功能對(duì)任務(wù)人員進(jìn)行通知。第四,事件處理功能設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)功能同公路預(yù)警及相應(yīng)管理設(shè)計(jì)類似,不同的一點(diǎn)是該功能設(shè)計(jì)是對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行評(píng)估和分類、制定應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的具體方案,最后確定事件安全后加以解除。第五,應(yīng)急后續(xù)處理功能設(shè)計(jì)。每當(dāng)結(jié)束一項(xiàng)應(yīng)急處理行動(dòng),就必須撤銷相應(yīng)決策,各參與機(jī)構(gòu)應(yīng)該以積極的態(tài)度投入善后工作中,主要進(jìn)行兩個(gè)方面的工作內(nèi)容:一方面是補(bǔ)償工作,一方面是整改工作。在補(bǔ)償工作中,主要檢查應(yīng)急行動(dòng)過(guò)程中造成的人員傷亡或是裝備損失,制定賠償方案,并協(xié)同保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)做好傷亡理賠。在整改工作中,主要是對(duì)應(yīng)急行動(dòng)進(jìn)行總結(jié),提出優(yōu)化意見(jiàn)。
2.2路政巡查主要功能設(shè)計(jì)
路政巡查功能的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分:一是信息采集功能設(shè)計(jì),一是信息管理功能設(shè)計(jì)。其中,在信息管理功能設(shè)計(jì)中,主要通過(guò)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),整個(gè)系統(tǒng)以B/S架構(gòu)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。之所以采用B/S架構(gòu),是因?yàn)樵诼氛膊橄到y(tǒng)中,需要將相應(yīng)的巡查信息傳遞給分局(改成路網(wǎng)中心),通過(guò)服務(wù)器將其自動(dòng)上傳,以供決策參考。這一部分功能的實(shí)現(xiàn)由于采用B/S架構(gòu),并不需要額外安裝其他軟件,確定系統(tǒng)地址后,系統(tǒng)的登錄只需要通過(guò)用戶名和密碼就能實(shí)現(xiàn)。第一,信息采集功能設(shè)計(jì)。在該功能設(shè)計(jì)中,路政小組(改成隊(duì)員)可以將每日的具體路政案件向系統(tǒng)錄入,就可以進(jìn)行案件的自動(dòng)匯總。如果用戶需要查詢相關(guān)的路政案件,可以通過(guò)報(bào)表功能和查詢功能實(shí)現(xiàn)。在信息采集中,主要包括兩個(gè)方面的信息采集,一是案件信息采集,主要包括公路案件發(fā)生的具體時(shí)間、案件發(fā)生具置與坐標(biāo)以及案件處理結(jié)果,同時(shí)還要記錄案件類型以及結(jié)案時(shí)間。二是當(dāng)事人信息采集,主要包括當(dāng)事人的姓名、證件號(hào)碼、工作單位、聯(lián)系電話等全面的個(gè)人信息。如有必要,還可以對(duì)信息進(jìn)行備注。第二,信息管理功能設(shè)計(jì)。通過(guò)這一功能,路政局(管理部門)以及各個(gè)路政單位(大隊(duì))可以對(duì)路政信息進(jìn)行全面的匯總和整理,便于信息的分享和傳遞。如果用戶需要查詢信息,系統(tǒng)可以以查詢和報(bào)表的形式向用戶呈現(xiàn)。在該功能中,用戶對(duì)路政信息的管理主要分為輸入、輸出、加工及案件定位。用戶輸入用戶名和密碼便可登錄系統(tǒng)輸入相關(guān)信息,然后可以以年月和單位的形式對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì),根據(jù)需要輸出路政管理月報(bào)表等。此外,通過(guò)該功能設(shè)計(jì),可以有效實(shí)現(xiàn)案件的準(zhǔn)確定位,主要分為三步:一是通過(guò)輸入地址參數(shù)打開(kāi)地圖頁(yè),在地圖上對(duì)案件信息進(jìn)行定位并加以標(biāo)注,然后就可以實(shí)現(xiàn)案件信息的系列查詢操作。
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與展望
該系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)是基于公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的,以加強(qiáng)現(xiàn)代化公路網(wǎng)絡(luò)管理、提升公路交通服務(wù)水平為目的,通過(guò)對(duì)多種現(xiàn)代化信息成果的有效利用,輔以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及多層架構(gòu)技術(shù),較好的實(shí)現(xiàn)了公路的統(tǒng)一化和分級(jí)化管理,建立了現(xiàn)代化的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái),為加快公路網(wǎng)路建設(shè)及管理作出了重要貢獻(xiàn)。在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中,可以快速實(shí)現(xiàn)公路管理及路政信息的傳達(dá)與共享,能夠提供快速化、準(zhǔn)確化的信息查詢服務(wù),為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)作出正確決策提供了有效參考,極大提升了公路管理及養(yǎng)護(hù)工作水平,有助于實(shí)現(xiàn)公路管理的網(wǎng)絡(luò)化和科學(xué)化發(fā)展,對(duì)建設(shè)規(guī)范化的公路網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著重要作用。在系統(tǒng)維護(hù)的后續(xù)工作中,將繼續(xù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)改正系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤,尋找系統(tǒng)功能缺陷并進(jìn)行進(jìn)一步的完善,使之更好的滿足公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求,更好的服務(wù)于用戶。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞等截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單支承
1概述
大蒲高架橋位于閩侯境內(nèi),是北京至福州國(guó)道主干線福州境內(nèi)的一座大橋,橋梁全長(zhǎng)2015.1m,主橋斜跨國(guó)道316(交角為34.4°)。本橋東岸受軟土路基控制,西岸接南嶼互通立交主線橋。大蒲高架橋布孔方案左幅為:(1孔20m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁)+(23+35+23m預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)箱梁)+(1×20m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁)+(3聯(lián)5×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁)+(8聯(lián)6×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁)。右幅為:(2×20m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁)+(23+35+23m預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)箱梁)+(3聯(lián)5×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁)+(8聯(lián)6×30m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁)。橋位平面圖及主橋立面布置分別見(jiàn)圖1和圖2。
本橋的突出特點(diǎn):主橋上部為等截面連續(xù)箱梁,下部為獨(dú)柱墩,這是我省高速公路上首座此類型的橋梁。圖1橋位平面圖見(jiàn)附件
2設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
(1)計(jì)算行車速度:80km/h;
(2)設(shè)計(jì)荷載:汽超20-級(jí),掛-120;
(3)橋面凈寬:凈11+2×0.5m;
(4)設(shè)計(jì)水位:8.3m(百年一遇);
(5)地震基本烈度:7度,按8度設(shè)防;
(6)氣候:年平均氣溫19.6°C,年平均降水1343.8mm,年平均風(fēng)速2.8m/s,年平均相對(duì)濕度77%。
圖2主橋立面圖見(jiàn)附件
3主橋上部構(gòu)造
本橋主橋?yàn)?23+35+25)m三跨等截面連續(xù)箱梁,箱梁高2m,斷面為單箱雙室,兩翼懸臂長(zhǎng)2.5m,底寬7m。在邊跨跨中和中跨跨中均設(shè)置一道實(shí)體厚30cm的中隔板,在各跨支承處均設(shè)置一道實(shí)體厚100cm或120cm的端隔板。主橋中支承為單點(diǎn)單支承,邊支承為雙點(diǎn)支承。箱梁縱向布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)及布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線的要求,擬定結(jié)構(gòu)尺寸如下:
⑴頂板:在端隔板至跨中方向4m范圍內(nèi)頂板厚度由45cm過(guò)渡到20cm;中隔板兩側(cè)20cm范圍內(nèi)頂板厚度由30cm過(guò)渡到20cm。
⑵底板:在端隔板至跨中方向4m范圍內(nèi)底板厚度由40cm過(guò)渡到20cm;中隔板兩側(cè)20cm范圍內(nèi)底板厚度由30cm過(guò)渡到20cm。
⑶肋板:肋板承受截面剪應(yīng)力及主拉應(yīng)力,并承受局部荷載產(chǎn)生的橫向彎矩,其厚度還必須滿足布置預(yù)應(yīng)力鋼筋及澆筑混凝土的要求。因本橋箱梁斷面為單箱雙室,所以有3個(gè)肋板,在端隔板至跨中方向4m范圍內(nèi)邊肋板厚度由70cm過(guò)渡到35cm,中肋板厚度由90cm過(guò)渡到35cm;中隔板兩側(cè)20cm范圍的內(nèi)邊肋板厚度由55cm過(guò)渡到35cm,中肋板厚度由75cm過(guò)渡到35cm。
⑷梗腋:頂板與肋板交接處設(shè)80×25cm的上梗腋,以減少崎變應(yīng)力,減少橋面板跨中彎矩,避免應(yīng)力集中。底板與肋板交接處設(shè)25×25cm的下梗腋。
4主橋下部構(gòu)造
由于本橋是斜跨316國(guó)道的高架橋,因此主墩采用圓形獨(dú)柱墩,具有整體外形簡(jiǎn)潔美觀,橋下通視好的優(yōu)點(diǎn)。為布置支座需要,主墩頂1.4m范圍內(nèi)直徑由1.9m過(guò)渡到1.6m,并采用40#混凝土,其余部分為30#混凝土,主墩支座采用KPZ抗震盆式橡膠支座,主墩構(gòu)造見(jiàn)圖3。連接墩為圓形雙柱輕型墩,墩徑為1.5m,連接墩構(gòu)造見(jiàn)圖3。基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁。
圖3橋墩構(gòu)造圖見(jiàn)附件
5上部結(jié)構(gòu)計(jì)算
采用同濟(jì)大學(xué)"橋梁博士2.8版直線梁橋平面桿系有限元程序"進(jìn)行主橋上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及配索,截面尺寸詳見(jiàn)圖4典型斷面圖。整個(gè)上部結(jié)構(gòu)共劃分為185個(gè)節(jié)點(diǎn),328個(gè)單元,其中縱梁根數(shù)有5根,總計(jì)180個(gè)單元。縱梁?jiǎn)卧幪?hào)如下:
①號(hào)縱梁?jiǎn)卧幪?hào)1~36
②號(hào)縱梁?jiǎn)卧幪?hào)37~72
③號(hào)縱梁?jiǎn)卧幪?hào)37~108
④號(hào)縱梁?jiǎn)卧幪?hào)109-144
⑤號(hào)縱梁?jiǎn)卧幪?hào)145~180
計(jì)算工況考慮
本橋等截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)采用搭梁式支架一次現(xiàn)澆。因此計(jì)算劃分為2個(gè)施工階段和1個(gè)運(yùn)營(yíng)階段。
(1)施工階段。
①搭架現(xiàn)澆3跨連續(xù)箱梁,經(jīng)過(guò)正常混凝土養(yǎng)護(hù)齡期后張拉預(yù)應(yīng)力鋼索。
②卸支架,施工二期恒載。
(2)運(yùn)營(yíng)階段。
按距施工完畢500d和1000d分別計(jì)算計(jì)入活載的組合效應(yīng)。
5.2預(yù)應(yīng)力體系
主橋采用OVM-12張拉錨固體系,鋼絞線采用ASTMA416-90a標(biāo)準(zhǔn),高強(qiáng)度低松弛270k級(jí)φj15.24鋼絞線,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa,,公稱直徑15.25mm,公稱面積140mm2。預(yù)應(yīng)力波紋管采用鍍鋅雙波金屬波紋管。
有關(guān)預(yù)應(yīng)力計(jì)算參數(shù):預(yù)應(yīng)力鋼索錨下張拉控制應(yīng)力為1395MPa(未考慮錨具錨口摩阻損失),張拉控制力2343.6kN,采用一次張拉,松弛系數(shù)為0.07,預(yù)應(yīng)力管道摩擦系數(shù)μ=0.25,管道偏差系數(shù)K=0.0015,錨具變形和鋼束回縮量為6mm,
5.3溫度場(chǎng)
超靜定結(jié)構(gòu)中,溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超過(guò)活載應(yīng)力,已被認(rèn)為是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的主要原因。溫度應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值,有可能增加箱梁腹板的主拉應(yīng)力,惡化斜截面的抗裂性。所以選用符合實(shí)際情況的溫度梯度曲線十分重要。根據(jù)橋址區(qū)的氣象條件并參考有關(guān)文獻(xiàn)及相似工程,本橋采用的溫度場(chǎng)為:
⑴均勻溫差:升溫取25℃,降溫取-20℃。
⑵不均勻溫差:升溫模式取新西蘭升溫溫差模式,降溫模式取英國(guó)降溫溫差模式(BS5400),如圖5所示。圖中H為梁高。圖5不均勻溫差模式見(jiàn)附件
5.4沉降計(jì)算
(1)邊墩沉降取1cm。
(2)中墩沉降取1cm。
兩種工況取不利值。
5.5計(jì)算組合
組合一:結(jié)構(gòu)重力+預(yù)應(yīng)力+汽車+支沉①(或支沉②);
組合二:結(jié)構(gòu)重力+預(yù)應(yīng)力+汽車+支沉
①(或支沉②)+升溫模式(或降溫模式);
組合三:結(jié)構(gòu)重力+預(yù)應(yīng)力+掛車。
5.6計(jì)算結(jié)果
根據(jù)以上所述的計(jì)算方法及考慮計(jì)算參數(shù)、工況等,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力配索設(shè)計(jì)計(jì)算(23m+35m+23m)等截面連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)在主要組合(組合一)為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,在附加組合(組合二)為部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件。運(yùn)營(yíng)階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力見(jiàn)表1。箱梁需設(shè)置8mm預(yù)拱度。
表1運(yùn)營(yíng)階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力見(jiàn)附件
6橫向計(jì)算
由于箱梁的肋距較大,箱壁相對(duì)較薄,所以箱梁的橫向內(nèi)力計(jì)算是十分重要的。本橋的橫向計(jì)算仍采用采用"橋梁博士2.8版直線梁橋平面桿系有限元程序"。計(jì)算方法為框架分析法,其原理是:在箱梁的長(zhǎng)度方向上截取單位長(zhǎng)度的薄片框架,利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法進(jìn)行分析,但必須滿足框架的變形與整個(gè)梁體協(xié)調(diào)一致的原則。
本橋?yàn)榈冉孛嫦淞海?jì)算步驟為:取1m長(zhǎng)的跨中箱梁梁段(見(jiàn)圖4中"跨中典型斷面"),視為平面框架,先對(duì)此框架加支承,進(jìn)行框架分析,然后釋放支承,進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,最后將兩者內(nèi)力疊加,即為箱梁的橫向內(nèi)力。根據(jù)此內(nèi)力進(jìn)行橫向配筋。
7下部結(jié)構(gòu)計(jì)算
下部結(jié)構(gòu)計(jì)算除考慮常規(guī)影響因素外,還考慮了在地震基本烈度為Ⅶ度情況下土層震陷影響。墩柱和樁基礎(chǔ)按極限狀態(tài)法及裂縫控制進(jìn)行配筋和驗(yàn)算。
8結(jié)語(yǔ)
(1)箱形截面具有強(qiáng)大抗扭性能,所以在中支承為單點(diǎn)支承及偏心荷載作用下,結(jié)構(gòu)在施工與使用過(guò)程具有良好的穩(wěn)定性。
(2)箱梁頂?shù)装宥季哂休^大的混凝土面積,能有效地抵抗正負(fù)彎矩,適應(yīng)連續(xù)梁等具有正負(fù)彎矩的結(jié)構(gòu)。
(3)城市高架橋中,上部采用箱形截面,下部采用獨(dú)柱墩,具有橋梁外形簡(jiǎn)潔美觀,橋下通視好的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用廣泛。
參考文獻(xiàn)
1郭金瓊.箱形梁設(shè)計(jì)理論.人民交通出版社,1991
①茅荊壩特長(zhǎng)隧道洞身平面線形組合不利于行車安全,行車舒適性差。隧道內(nèi)僅靠采用復(fù)合式路面來(lái)增加路面摩阻力是不夠的。為了保證運(yùn)營(yíng)階段的長(zhǎng)期行車安全,結(jié)合路線研究調(diào)整線形組合來(lái)解決根本性的長(zhǎng)大下坡帶來(lái)的行車安全問(wèn)題。茅荊壩特長(zhǎng)隧道僅有兩個(gè)鉆孔,應(yīng)補(bǔ)充勘探孔,保證主洞和地下風(fēng)機(jī)房勘察能夠滿足設(shè)計(jì)深度要求。茅荊壩特長(zhǎng)隧道地下風(fēng)機(jī)房空間高、大,地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜,應(yīng)基于詳細(xì)勘察后對(duì)地面、地下兩種設(shè)置方式予以全面的量化比較,同時(shí)應(yīng)詳細(xì)比較特長(zhǎng)隧道全縱向射流、豎(斜)井送排通風(fēng),依據(jù)全壽命周期成本給出量化數(shù)值。曹家溝隧道軸間距應(yīng)優(yōu)化,減小車通和人通長(zhǎng)度,同時(shí)減少洞口三角占地。南溝隧道左、右洞進(jìn)口淺埋段長(zhǎng)約230m/90m,且進(jìn)口為長(zhǎng)路塹,運(yùn)營(yíng)期易積雪,應(yīng)提出應(yīng)對(duì)措施;變坡點(diǎn)離洞口太近,應(yīng)調(diào)整縱坡組成。②黃地溝隧道應(yīng)設(shè)置超高。③除霍家溝1號(hào)隧道位于圓曲線外,其余隧道均處于圓曲線+緩和曲線+直線組合線形上,尤其是頭道溝、大松樹(shù)溝、霍家溝2號(hào)隧道平面線形復(fù)雜,應(yīng)優(yōu)化洞口位置。霍家溝1號(hào)隧道長(zhǎng)144m,進(jìn)口路塹挖方量大、出口接橋梁,最大埋深40m,為減少挖方與占地、降低洞口邊仰坡高度,與連拱隧道方案深入比較。頭道溝隧道進(jìn)口間距可適當(dāng)減小,大松樹(shù)溝隧道沿溝進(jìn)出洞出現(xiàn)淺埋偏壓,應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化洞口位置;黃地溝隧道出現(xiàn)多處淺埋、出口接線路塹邊坡較高、挖方量和后期維護(hù)量大,應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化;西平臺(tái)隧道出口接線為粉質(zhì)黏土,挖方與維護(hù)量大,坡高,適當(dāng)減小洞間距,并核實(shí)洞口段地基及其承載能力。
2互通立交
2.1主線
全線共設(shè)置大廟、七家、兩家、頭溝、東營(yíng)子、雙峰寺、避暑山莊、單塔子(預(yù)留)、夏臺(tái)、東園子、灤河和紅石砬互通式立交12處,間距、布局、位置、選型基本合理,技術(shù)指標(biāo)采用基本適當(dāng),設(shè)計(jì)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。應(yīng)修改完善以下內(nèi)容:全線單喇叭互通較多,環(huán)形匝道半徑偏大,應(yīng)適當(dāng)減小。①大廟互通:減速車道距離隧道口較近,應(yīng)加強(qiáng)交通安全措施。②頭溝互通:應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化A匝道縱斷面,與被交道平順相接。③東營(yíng)子樞紐互通:BK0+648變坡點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)抬高,減少挖方,避免縱面起伏過(guò)大。④避暑山莊互通:主線與被交路高差將近90m,A匝道平均縱坡約3.6%偏大,應(yīng)根據(jù)地形條件適當(dāng)調(diào)整,以降低平均縱坡[2]。⑤單塔子互通:應(yīng)結(jié)合張承高速公路實(shí)施進(jìn)展情況,統(tǒng)一籌劃,一次設(shè)計(jì),分期實(shí)施。該互通應(yīng)按十字交叉全互通預(yù)留建設(shè)條件。⑥夏臺(tái)互通:深入比較簡(jiǎn)易菱形互通方案與單喇叭互通方案,擇優(yōu)選用。落實(shí)改移道路的位置,避免侵占伊遜河河道。⑦東園子樞紐互通:被交路為西環(huán)高速,應(yīng)采用T型的全互通方案;同時(shí)將A匝道向南移,為內(nèi)環(huán)預(yù)留空間,將B匝道向山體靠攏,縮短橋長(zhǎng)。至少應(yīng)增加由灤河互通來(lái)車去唐山方向匝道。⑧灤河互通:A匝道與被交路交角過(guò)小,應(yīng)向小樁號(hào)移動(dòng),優(yōu)化平交口位置。應(yīng)增加改溝設(shè)計(jì)及工程量。
2.2支線
①藍(lán)旗卡倫互通:平交口應(yīng)正交設(shè)計(jì),同時(shí)遠(yuǎn)離村莊。優(yōu)化調(diào)整A匝道縱坡,緩解D、E匝道縱坡。②四合永互通:應(yīng)結(jié)合地方要求調(diào)整互通立交位置,并設(shè)計(jì)成半苜蓿葉形式,以方便四合永、圍場(chǎng)和S254車輛上下。
3橋涵
①全線橋梁橋臺(tái)均采用樁基礎(chǔ),應(yīng)結(jié)合具體橋梁的地質(zhì)特點(diǎn),合理選用橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式。細(xì)化每座橋梁的橋孔布置,有效控制橋梁工程規(guī)模。橋址區(qū)各工程地質(zhì)層位的容許承載力、極限摩阻力等巖土參數(shù),應(yīng)在對(duì)各結(jié)構(gòu)層地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,提出合理的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)建議值。部分橋梁無(wú)巖石力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo),采用嵌巖樁或擴(kuò)大基礎(chǔ)的橋梁,應(yīng)提供持力層巖石飽和抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。個(gè)別橋位區(qū)鉆孔數(shù)量偏少,鉆孔間距偏大,無(wú)法全面控制橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)的工程地質(zhì)性質(zhì),應(yīng)結(jié)合詳勘補(bǔ)充完善。②橋梁布置應(yīng)按防洪評(píng)價(jià)要求進(jìn)行復(fù)核。③高墩宜采用墩梁簡(jiǎn)易固結(jié)形式。④結(jié)合棄方,核實(shí)匯水面積及流量,優(yōu)化縮減橋梁長(zhǎng)度或取消部分橋梁。⑤壩底、小草溝特大橋。花瓶式橋墩宜增加豎向線條,以改善景觀;由于采用斜交、變截面箱梁,壩底特大橋橋下凈空530cm偏小,宜適當(dāng)提高。⑥頭溝特大橋。宜對(duì)橋墩和主梁外觀適當(dāng)美化,以改善橋梁景觀。穿越頭溝鎮(zhèn)的高架橋高出地面35m,應(yīng)采取妥善的環(huán)保措施(如增加橋下拆遷寬度、設(shè)置聲屏障、采取集中排水等措施),減小對(duì)沿線居民的干擾。⑦頭道溝1~5號(hào)大橋、黃地溝大橋、前營(yíng)子1號(hào)大橋等7座跨越溝谷的高架橋,在滿足泄洪要求的前提下,應(yīng)結(jié)合路線平縱面、路基廢方處理等,適當(dāng)優(yōu)化橋長(zhǎng)。⑧雙峰寺互通B匝道橋跨承朝高速的(39+66+39)m現(xiàn)澆連續(xù)梁,宜采用薄壁橋墩;在滿足受力的條件下,可采用墩、梁固結(jié)的連續(xù)剛構(gòu)橋。⑨釣魚臺(tái)大橋樁基嵌入中風(fēng)化巖,根據(jù)地質(zhì)資料,核查嵌巖深度,合理確定樁長(zhǎng)。
4交通工程及沿線設(shè)施
4.1安全設(shè)施
①應(yīng)取消設(shè)于被交道路上的高速公路入口1km及2km預(yù)告標(biāo)志。②防眩板不可用PVC,應(yīng)為玻璃鋼加噴塑保護(hù)。③中央分隔帶開(kāi)口不應(yīng)采用推拉式護(hù)欄,不安全。④長(zhǎng)大下坡路段增加“連續(xù)下坡低檔慎行”等告示標(biāo)志,此路段兩側(cè)的車道邊緣線采用振動(dòng)標(biāo)線。⑤對(duì)采用了極限值路段,應(yīng)調(diào)整優(yōu)化;受地形條件限制而無(wú)法調(diào)整的,應(yīng)在相應(yīng)路段采取必要的交通管制措施,以確保行車安全。⑥對(duì)特長(zhǎng)隧道及線形不良的互通匝道等路段,應(yīng)加強(qiáng)交通管制。
4.2機(jī)電工程
①全程閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)取消部分事件檢測(cè)器,保留平均2km一臺(tái)遙控?cái)z像機(jī)和一臺(tái)定焦攝像機(jī);監(jiān)控系統(tǒng)中的部分主線外場(chǎng)設(shè)備距離遠(yuǎn)端接入設(shè)備距離超出了設(shè)備接口允許的傳輸距離,應(yīng)進(jìn)一步核實(shí)并增加數(shù)據(jù)光端機(jī)數(shù)量。②隧道監(jiān)控系統(tǒng)及通風(fēng)、照明、消防系統(tǒng)均應(yīng)在統(tǒng)一的防災(zāi)預(yù)案的指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì),首先應(yīng)明確隧道內(nèi)防火區(qū)段劃分、指揮調(diào)度機(jī)構(gòu)職責(zé)及防災(zāi)救援流程、各系統(tǒng)功能和聯(lián)動(dòng)要求,而后進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備布設(shè)。③茅荊壩和大廟特長(zhǎng)隧道,運(yùn)營(yíng)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。為保證運(yùn)營(yíng)安全,按照火災(zāi)發(fā)生后8min救援隊(duì)伍趕到現(xiàn)場(chǎng)的國(guó)際通用要求,應(yīng)在距洞口合適位置各設(shè)置一處隧道管理(或救援)站。④茅荊壩隧道由冀蒙共建,隧道的監(jiān)控和防災(zāi)指揮調(diào)度應(yīng)實(shí)行統(tǒng)一管理。兩省(區(qū))建設(shè)管理處應(yīng)進(jìn)一步簽署相關(guān)協(xié)議,使得該隧道的監(jiān)控、消防、通風(fēng)、照明及供電系統(tǒng)等統(tǒng)一設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理。茅荊壩和大廟特長(zhǎng)隧道應(yīng)設(shè)置完善的監(jiān)控設(shè)施,應(yīng)補(bǔ)充洞口的可變情報(bào)板等設(shè)施。其他隧道可予以適當(dāng)考慮設(shè)置,并設(shè)置必要的洞口信號(hào)燈和車道標(biāo)志等基本管理設(shè)施。⑤長(zhǎng)大下坡和避險(xiǎn)車道,應(yīng)從預(yù)防事故、發(fā)現(xiàn)事故、組織救援、預(yù)告信息、防止二次事故發(fā)生等流程出發(fā)完善監(jiān)控設(shè)計(jì)。長(zhǎng)大下坡宜考慮增加超速報(bào)警系統(tǒng);避險(xiǎn)車道應(yīng)增加照明、車檢器和懸臂式可變情報(bào)板等設(shè)施。⑥對(duì)閉路電視圖像傳輸做壓縮和非壓縮技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案(含通信系統(tǒng)干線傳輸方案)比選,取消指令電話系統(tǒng)。
4.3房建工程
①服務(wù)區(qū)建筑物總體布局應(yīng)盡量緊湊,主體建筑物盡量建成單排式,以增大停車區(qū)面積。七家服務(wù)區(qū)位置應(yīng)與七家互通對(duì)調(diào)。②監(jiān)控分中心的監(jiān)控室要滿足機(jī)電設(shè)計(jì)單位提供的技術(shù)條件。③服務(wù)區(qū)加油站雨棚頂建議設(shè)計(jì)成型鋼結(jié)構(gòu)。
5結(jié)語(yǔ)
(1)在西康高速公路沿線的大部分施工區(qū)域設(shè)置邊溝和排水溝等,使公路路面的表面水可以通過(guò)邊溝與排水溝等引入灌區(qū)或者天然的溝渠。公路路基的表面水利用邊溝和排水溝,經(jīng)過(guò)橋梁或者涵洞排入施工區(qū)域周圍的河道或者人工渠道,從而減少地表水和地下水對(duì)公路路基路面質(zhì)量的不利影響。
(2)施工單位利用混凝土網(wǎng)格對(duì)立交工程施工區(qū)域的路堤邊坡進(jìn)行有效防護(hù),在混凝土網(wǎng)格內(nèi)種植草被。這樣既可以對(duì)路堤邊坡進(jìn)行綠化、美化公路道路環(huán)境,又可以防止坡面匯集的水流沖刷邊坡,造成邊坡的水土流失。
(3)由于西康高速公路工程經(jīng)過(guò)秦嶺隧道,而隧道所在的區(qū)域夏秋兩季陰雨天氣居多,甚至?xí)霈F(xiàn)大暴雨,從而造成山體滑坡。因此,施工單位需要在隧道施工區(qū)域增加草被的覆蓋率,避免陰雨連綿時(shí)期導(dǎo)致水土流失或者出現(xiàn)塌方情況,給公路隧道工程的安全通行埋下隱患。從主體工程安全角度分析,上述施工措施可以有效控制公路沿線的水土流失,滿足保持施工區(qū)域水土要求。但是在進(jìn)行主體工程的設(shè)計(jì)時(shí),從保持水土方面考慮,還需要增加措施將水土流失量降到最低。施工單位采取的設(shè)計(jì)保護(hù)措施主要為:公路路基水土保護(hù)措施需要做到以工程措施與植物措施相互結(jié)合,以工程措施為主,兼顧植物措施;在工程的施工結(jié)束以后,施工單位需要對(duì)棄渣采取機(jī)械壓實(shí)措施,避免棄渣在臨時(shí)堆放的期間出現(xiàn)腐蝕情況,同時(shí)對(duì)路基兩側(cè)護(hù)坡道進(jìn)行土地平整,并在護(hù)坡道采取播撒草籽的措施;施工單位需要為工作人員提供良好的工作與生活條件。在工程施工結(jié)束后,對(duì)生產(chǎn)生活區(qū)進(jìn)行綠化處理。
二、棄渣廠區(qū)的水土保持措施
在主體工程的設(shè)計(jì)中,施工單位將料坑作為棄渣廠區(qū)。這樣既減少了工程施工占地的空間,又減少了工程施工過(guò)程中擾動(dòng)地表的面積,在避免水土流失方面發(fā)揮了積極的作用。從保持水土方面考慮,棄渣廠區(qū)采取的水土保持措施包括兩方面:一方面,施工單位需要按照施工工序要求,將部分棄渣臨時(shí)堆放在料場(chǎng)中未開(kāi)采的區(qū)域,并對(duì)這些臨時(shí)棄渣采取有效的臨時(shí)保護(hù)措施;另一方面,主體工程設(shè)計(jì)中要明確棄渣堆放的位置,并將料渣平鋪于料場(chǎng)跡地。然后,對(duì)土地進(jìn)行平整。最后,采取機(jī)械壓實(shí)措施。
三、料場(chǎng)區(qū)的水土保持措施
在主體工程設(shè)計(jì)中,對(duì)料場(chǎng)區(qū)采取的水土保持措施主要有:
(1)在工程開(kāi)采的初期,施工單位對(duì)臨時(shí)堆放于料場(chǎng)的棄料要采取適當(dāng)?shù)臑⑺雷o(hù),并依據(jù)實(shí)際的情況,將后期棄料直接填入施工現(xiàn)場(chǎng)已開(kāi)采的料坑內(nèi),避免棄料對(duì)施工區(qū)環(huán)境造成影響。
(2)在寬淺型沖溝料場(chǎng)的上游側(cè)布設(shè)排水溝,以減少雨水對(duì)料場(chǎng)的沖刷,破壞料場(chǎng)周圍環(huán)境。
(3)在料場(chǎng)開(kāi)挖的過(guò)程中,施工單位需要按照1:2的穩(wěn)定邊坡比例進(jìn)行開(kāi)挖。
(4)對(duì)出入施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸石料車輛,施工單位既要保證其所裝的石料不能高于車頂,又要在石料上面加蓋一層防塵網(wǎng),避免在石料運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)渣土飛揚(yáng)的情況。
(5)在工程施工結(jié)束以后,施工單位需要依據(jù)料場(chǎng)擾動(dòng)的范圍。因地制宜地采取有效工程措施對(duì)料場(chǎng)附近加以防護(hù),以避免料場(chǎng)周圍環(huán)境出現(xiàn)惡化,
四、施工道路區(qū)的水土保持措施
主體工程的設(shè)計(jì)中對(duì)施工道路區(qū)采取的主要措施,是在臨時(shí)道路的表面鋪設(shè)砂石,以促使施工道路的路面硬化。這樣既避免了通行車輛碾壓破壞施工道路路面,又可以防止塵土飛揚(yáng)。從水土保持的方面考慮,設(shè)計(jì)方案中采取了兩方面的措施:一方面,在施工的過(guò)程中,施工單位需要按照天氣狀況和實(shí)際需要,對(duì)新建的施工便道進(jìn)行灑水防護(hù)。天氣炎熱的時(shí)候,灑水次數(shù)為2~4次/d;天氣正常時(shí),灑水次數(shù)為1~2次/d。另一方面,在工程施工的期間,施工單位需要在施工便道的兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的彩旗,以便嚴(yán)格控制車輛行駛的范圍,并適當(dāng)控制車輛行駛的次數(shù),以減少對(duì)施工區(qū)域地表的擾動(dòng)。在施工結(jié)束以后,可以將彩旗移除。
五、施工生產(chǎn)生活區(qū)的水土保持措施
在主體工程的設(shè)計(jì)中,施工單位需要在工程結(jié)束以后,將臨時(shí)搭建的建筑物進(jìn)行拆除,并清運(yùn)所產(chǎn)生的生活垃圾和生產(chǎn)垃圾。從水土保持的層面分析,在工程施工期間,施工單位還需要做好施工生產(chǎn)生活區(qū)堆放砂料的防護(hù)工作,并在施工結(jié)束以后,依據(jù)水土保持的要求,對(duì)施工跡地的土地進(jìn)行必要地平整,恢復(fù)其原來(lái)的地貌。對(duì)擾動(dòng)的地表進(jìn)行機(jī)械壓實(shí)處理后,再采取灑水措施,以避免其出現(xiàn)水土流失。
六、公路工程主體工程設(shè)計(jì)中的防治措施體系
依據(jù)公路工程主體工程設(shè)計(jì)和水土保持方案相互結(jié)合的特點(diǎn),施工單位需要建立完善的水土流失防治體系,其所采取的防治措施主要為以下幾點(diǎn):
(1)路基工程區(qū)以工程措施為主,例如,修建截水溝、邊溝和排水溝、對(duì)礫石土進(jìn)行包邊和設(shè)置草方格與立式沙障等。
(2)附屬工程區(qū)主要以工程措施和植物措施為主,例如,覆土、種植草坪、灌木和喬木等。既防止塵土飛揚(yáng)破壞施工環(huán)境,又可以綠化環(huán)境,避免水土流失。
(3)料場(chǎng)區(qū)也以工程措施為主,例如,設(shè)置草方格、播撒草籽以形成植被,用以鞏固施工區(qū)域水土,減少雨水沖刷造成的水土流失。
七、結(jié)語(yǔ)