桥梁是供铁路、公路、渠道、管线等跨越河流、山谷或其他障碍并具有承载能力的架空建筑。作为交通线上重要的工程实体, 桥梁既是人类文明的产物, 又是人类社会进步与发展的一个重要标志, 随着科技的不断进步, 现代的桥梁得到了飞速的发展。
现代桥梁的发展主要是指在二战后, 在二战期间, 由于大量的钢桥受到破坏, 预应力混凝土桥和斜拉桥开始崭露头角, 成为现代桥梁发展史上两个最伟大的创新成就。在现代桥梁的发展中也取得了很多创新成果。
从50年代开始, 法国Freyssinet公司开发了一整套预应力材料, 锚固、防腐、施工张拉设备等体系, 为预应力混凝土结构的发展奠定了基础。1953年, 德国工程师Finsterwald在建造跨越莱茵河的Worms桥时, 首创的预应力混凝土悬臂梁桥挂篮悬浇的节段施工新技术, 使预应力混凝土梁式桥突破了100m跨度。
在60年代除了预应力桥梁得到飞速发展外, 另一个重大创新是英国式流线形箱梁桥面悬索桥的问世。这种流线形扁平钢箱桥面具有很好的气动性能, 同时其自重轻, 不仅节省造价, 又便于施工安装, 加上用钢筋混凝土桥塔替代原来的钢塔, 也就诞生了新一代的英国式悬索桥, 并且成为以后悬索桥结构形式的主流。
70年代可以说是预应力技术发展的成熟期。与此同时, 斜拉桥已开始由德国向欧洲各国以及加、美、日等国推广, 特别是在法国, 斜拉桥和预应力技术的结合出现了采用预应力混凝土桥塔和桥面的P.C.斜拉桥。其中最著名的是法国J.Müller设计的Brottone桥 (1977年) , 主跨为320m, 其最大的拉索达到一千吨级的索力, 并创造了另一种刚梁柔塔的法国风格P.C.斜拉桥。在此期间瑞士著名工程师Christian Menn教授还创造了拉桥 (矮塔斜拉桥) 和连续刚架桥。
80年代中, 由于预应力索在水泥灌浆防腐的管道内发生严重锈蚀, 引起了国际桥梁界的关注。一种原用于加固桥梁的体外预应力索新技术得到了发展, 并逐渐代替了体内预应力配索。与此同时, 沿用水泥灌浆防腐工艺的斜拉桥拉索也出现了管内的水泥保护层因收缩和后期活载作用发生断裂, 使防腐失效的问题。为解决这一问题, 日本在80年代初开发了一种采用防老化的高密度聚乙稀材料的热挤防腐索套的平行钢丝索, 这一新型斜拉索是完全在工厂中制成的成品索, 不仅得到了施工单位的欢迎, 同时也为推动斜拉桥向大跨度发展作出了贡献。
20世纪90年代国外桥梁在新材料和新工艺上取得了一些技术创新, 如法国诺曼底桥的平行钢绞线拉索和施工控制技术;丹麦大海带桥的塔墩防撞技术;日本明石海峡大桥的1800MP高强度钢丝、塔墩深水基础和钢桥塔减振技术;日本多多罗桥的长拉索防雨振措施;挪威Stolmasundet连续刚架桥的预应力悬臂施工技术以及大桥的健康监测和振动控制技术。
桥梁工程在20世纪中取得了显著的成就。由于设计理论的进步和各种新材料、新工艺的出现, 尤其是电子计算机的出现和应用, 使桥梁的结构形式和跨度有了飞跃的发展。人们在桥梁工程方面发现的规律和取得的宝贵经验为21世纪的桥梁发展奠定了基础。综观大跨径桥梁的发展趋势, 可以看到世界桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。
为了适应我国快速发展的节奏, 我国的桥梁建设也需得到更大的发展。目前在中国, 国道主干线同江至三亚就有5个跨海工程以及杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程、琼州海峡工程等。其中难度最大的有渤海湾跨海工程, 海峡宽57公里, 建成后将成为世界上最长的桥梁;琼州海峡跨海工程, 海峡宽20公里, 水深40米, 海床以下130米深未见基岩, 常年受到台风、海浪频繁袭击。此外, 还有舟山大陆连岛工程、青岛至黄岛、以及长江、珠江、黄河等众多的桥梁工程。
在我国今后的桥梁的发展中, 除了在现有的技术基础上修建桥梁外, 更主要的是要不断地进行技术创新和突破, 目前国外就在桥梁的跨度上不断突破, 如2006年始建, 预计2012年建成的墨西拿海峡大桥, 该桥主跨达3300m, 将于2012年建成于迪拜的Sheikh Rashid bin Saeed大桥, 长一英里, 高673英尺, 建成后将成为世界上跨度最长和最高的拱桥。除了在跨度方面要不断取得创新和突破外, 同时在桥型上也要注重美学与经济、适用的结合。
中国作为文明古国之一, 曾经有过辉煌的桥梁历史。但由于中国近代科技的滞后, 近代桥梁发展几近停滞不前。另一方面, 西方国家却在桥梁的技术领域方面取得了许多创新。改革开放后三十多年, 中国桥梁建造获得巨大的进展。经过“学习追赶”和“跟踪提高”两个时代, 最终中国步入了桥梁大国的行列, 为了在21世纪取得更大的成绩, 我们需要不断地进行技术改进和创新。
1、土质不良引起的地基沉陷：土质不良，由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。桥涵通常位于沟壑地方，地下水位较高，此类土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有机质，压缩性高，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，强度便显著降低，桥头路基填筑高度较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载作用下，更容易引起地基沉陷，且变形稳定历时往往持续数年乃至更长的时间。既便是在一些稳定地基，在外荷作用下，也无可避免出现这个问题。
2、台后填料的压缩沉降：台后填料一
般为渗透性材料，存在着多孔隙，加上施工时受施工作业方面影响，压实机具不能过分靠近接触台背，不能将填料颗粒间孔隙完全消除，在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，便在短时间内产生压缩沉降，造成跳车。在工程实践中，就是施工时工序符合要求，压实度达到要求，但台后填土较高，随着时间推移，也会产生不可避免沉降。有时台后填土荷载对基底产生附加压力，严重时会使桥台向后倾斜，发生不均匀下沉，危及行车安全。
3、施工措施不当：当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关，排水措施没有做好，压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定，工后沉降大，且不均匀，是造成跳车现象主要原因之一。因为桥头跳车会造成极大的危险，解决桥头跳车的问题十分紧迫和重要。由于目前我国在高速公路施工过程中，普遍采用水平砂垫层和竖向塑料排水板，它们在施工阶段起到良好的效果：缩短排水路径，在较短时间内达到较高的固结度，提高软土路基的抗剪强度和承载能力，从而保证基础及地基的安全和稳定。但是，塑料排水板在地下很难降解，在工程竣工之后，仍然保持相当的排水能力，水平和竖向排水系统的存在，给孔隙水的消散提供通道，加速工后沉降，促使桥头跳车产生，给高速公路带来很大的负面影响。而目前我国所采用的主要的处理方法是当桥台于路堤相邻处的高差达到 10cm 以后填筑重度较高的沥青混凝土填料，新增加的荷载又会增加新的沉降。由于这样消极的处理方法，使得年复一年的进行维护施工，不仅在经济上是种很大的浪费，并且每年的维修也会给交【4】通带来不便，影响道路的使用舒适度。目前采用轻质材料处理桥头跳车问题，轻质材料换填以减少荷载、降低基底附加应力、控制沉降作用无疑是明显的，施工工艺主要是老路面铣刨挖除、浇筑膨胀珍珠岩高性能混凝土、铺筑沥青路面，技术上也是可行的。但是也有不利因素，主要是施工组织复杂，影响公路正常通行，且利用膨胀珍珠岩高性
能混凝土作为沥青路面基层，其配合比需要进一步研究，相应的沥青路面结构形式也需要探索研究。加强台背所在位置的地基处理。处理好台背软弱地基，是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法，如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等，都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用，以改善地基性能，提高地基承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差，避免错台。同时，考虑到桥头大多为高填土施工，故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑，且应控制好填筑宽度，严禁因填筑宽度不够进行贴坡，致遇雨期间引起滑坡，导致桥头路基不稳而沉降。如在漕俞路高填土施工时，因遇暴雨引起滑坡现象，致外侧 3m 范围内结构层开裂等现象。加强路桥过渡段的施工组织设计。公路路桥过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的工后沉降差。在桥台结构完成后，尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工。并使用具有同等压实度能量的压实机械将过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位，路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压，使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外，对一些路基工后沉降可能大的工点，如深层的软土地基和桥头高路堤，除了采用一切必要的地基处治措施外，必须优先安排施工，进行静置预压直至符合规范要求为止。选择有利于减少工后沉降的桥台结构。在形式多样的桥台结构中，桩接台帽的桥台结构施工过程是：填筑路堤，钻孔桩基施工，台帽和耳背墙施工。从其施工步骤可知，其过渡段路堤在桥台结构施工前填筑，不受施工作业面的限制，有利于大型机械碾压，不遗留施工死角，压实均匀，压实度易达到设计要求。同时，桥台结构施工时，又为过渡段软土地基和路堤填土留有一定的沉降期，有助于减少过渡段路堤工后沉降。因此，在桥梁设计时，宜首先选用桩接台帽式桥台结构。加强路桥过渡段路堤填料的选择实施路桥过渡段路堤填筑之前，要有目的地选择施工路段的填料，采用各种土壤作对比试验。试验项目包括：土壤的液限和塑限联合测定，实施筛分和击实试验。各种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从实验结果中比较各种土壤的技术指标，从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。【5】【6】【7】而处于领先地位的日本针对此类问题采用打穿或半打穿水泥搅拌墙方法，对桥头跳车可以做到较好的限制。要减少工后沉降应该从软土地基的沉降与固结理论出发。Terzaghi1924建立了饱和土单向固结微分方程，并获得了一定初始条件和边界条件上的解析解，迄今仍被广泛应用。【8】 Biot1940根据连续介质力学基本原理，联列土骨架平衡方程、几何方程、线弹性本构方程、有效应力原理以及渗流过程的连续性方程，将空间任意点的三向位移 wx，w y，wz 及孔隙水压力作为四个基本未知数，建立了 Biot 固结理论。Biot 固结方程反映出了固结过程中总应力随时间变化的规律，并揭示了这一规律的本质原因：土体固结过程中孔隙水压力消散和土骨架变形之间的耦合作用。Biot 固结理论比 Terzaghi 固结理论更为合理完整，但计算比较复杂，往往借助于有限元解。Biot 固结理论与太沙基一伦杜立克固结理论相同之处在于两种理论都认为土是饱和的多孔隙介质，骨架变形呈线性弹性，渗流满足达西理论；都应用有效应力原理；也都假定渗流的连续【9】条件。Biot 固结理论比太沙基固结理论更为合理，实际观测资料也证明了这点。所以在实际应用过程中，Biot 固结理论也被应用的更加广泛，然而针对经过竖井处理后的地基，目前我们主要采用方法有 2种，一种主要为数值解，最先由谢康和、Hird 和 Indraratna 等人提出【10】，而另一条思路即是解析解，就目前的研究来说，对解【11】析解的研究已有很多，但是只有唐晓武教授得到的解析解能够比较好的推广到 2 层地基，因此具有比较好的适用性【12】。本文主要采用的是有限元方法下的数值解。根据日本最新的理论和工程实例，结合之前的理论和经验，提出一种新型的处理方式，即П型水泥搅拌墙，控制沉降，延长维修年限的间隔，满足使用期的要求。路堤软基沉降变形研究主要涉及沉降与时间之间关系的问题。要求追踪整个施工、使用和维修过程中的沉降变化，以填筑体分级加载过程为研究过程，采用对比的办法进行研究，对比采用新方法处理和未采用新方法处理两种情况下软基中某点或某个截面
回顾历史,不难发现,近代桥梁是在与事故和病害的斗争中不断发展的。经过两个世纪的发展,近代桥梁数量已异常庞大,无论是钢桥还是混凝土桥梁曾出现过不少破坏事故。桥梁坍塌的原因有很多,有人为因素也有自然因素。
1 人为因素
1.1 设计方面
1878年Tay Rail Bridge倒塌,事故原因是设计者对横向的风压力没有充分的考虑,另一个原因是缺乏对材料性能的深入理解与掌握。
1970年,位于澳大利亚墨尔本的雅拉河上密尔福德天堂桥倒塌,其原因是由于钢箱梁板件的几何缺陷和焊接残余应力导致失稳,最终桥梁破坏。
1.2 施工方面
施工质量也是经常导致桥梁发生事故的原因。
四川綦江彩虹桥,采用钢管混凝土拱桥结构,于1999年夏季夜,突然坠毁,据报道主要是钢管焊接质量较差等所致。
1.3 管理方面
管理不善也是造成桥梁事故的一个重要原因。主要有超载,船舶撞击还有车辆撞击。
四川宜宾大桥从设计到2005年的设计日车流量是7 760辆,而实际上已达47 000多辆,加速了大桥的夭折。
韩国圣水大桥的倒塌,据称该桥在行车高峰期突然断裂的原因是该桥长期超负荷运营,钢桁梁螺栓和拉杆疲劳破坏所致。
船撞桥事故在世界各地一直不断发生,在1970年~1974年间,美国内河发生了811起船撞桥事故,损失2 300多美元。据统计,在1960年~1993年的33年中,全世界因船撞桥而导致损毁的大型桥梁已达29座。我国在长江上修建的不少桥梁自1959年~1990年的30余年间,在南京、九江、枝城和武汉等地亦曾发生70余次船撞桥墩事故。图1是1975年发生的船撞桥事故照片。
车辆冲撞引起桥梁塌落的事故时有发生,这种撞击往往是灾难性的,主要发生在美国和欧洲。车辆冲撞主要是撞击桥墩引起主梁坍塌,以及超高车辆直接撞击主梁。
2 自然因素
2.1 洪水
在国外,洪灾对公路桥梁的破坏事例不少。我国历来公路桥梁遭受洪水破坏的情况亦是十分严重。据1989年~1993年4年间的不完全统计,我国灾害直接经济损失达525亿元。其中仅洪灾损失就达100亿元,洪灾是导致公路桥梁破坏的主要原因之一。
在洪水中,桥梁的倒塌主要与桥墩附近的冲刷有关,冲刷形成冲刷坑,最后导致桥梁倒塌。受冲刷的桥墩见图2。
2.2 地震方面
地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害之首。桥梁的震害主要反映在结构的各个部位,桥面系的震害、支座震害、落梁的震害以及下部结构的震害(见图3)。
地震引起桥面的起伏,有时也会使伸缩缝附近的栏杆发生错位(见图4)。
落梁是桥梁最严重的震害,它直接导致交通中断(见图5)。
桥梁支座、伸缩缝和挂梁悬挂节点等支承连接部位历来被认为是桥梁结构体系上抗震性能比较薄弱的环节。
地震中,桥梁支座的震害极为普遍,历来被认为是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。破坏形式主要表现为支座锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等。
设置伸缩缝的地方比较容易发生移位震害(见图6)。
地震中墩柱的破坏会导致额外的结构破坏,最后整个建筑物倒塌。
混凝土桥墩一般有3类破坏,分别是弯曲破坏、剪切破坏以及它们的组合。
钢桥墩的破坏主要有以下几类:局部屈曲、脆性开裂以及循环的疲劳破坏(见图7)。
循环的疲劳破坏被认为是介于局部屈曲破坏及脆性开裂之间的。局部屈曲伴随着拉伸开裂。尽管钢材是延性材料,但是过度的塑性变形会使得钢材变脆。桥台的震害主要表现为台身与上部结构的碰撞破坏,以及桥台向后倾斜。
2.3 风
1940年秋,美国华盛顿州建成才4个月的Tacoma悬索桥在不到20 m/s的8级大风作用下发生强烈的风致振动而破坏,1879年,Tay Rail Bridge发生大风暴,正好有一辆载人火车经过,风使得火车离开轨道,撞到桥上,这给整个结构很大的冲撞,使得桥倒塌(见图8)。
2.4 冰冻及漂浮物的撞击
漂浮物自身重量较大,速度与水流一致,作用力较为集中,且可能作用在桥墩、主梁(或拱圈、拱上建筑)、桥面栏杆等多个部位,给桥梁安全造成很大威胁。
3 结语
引起桥梁事故的原因有很多,某一桥发生倒塌事故,往往并不是单独一个原因造成的,而是几个原因错综在一起,导致发生事故。尽管当今科学技术已经得到较充分的发展和应用,但在工程建设中事故隐患仍然存在着,桥梁事故问题不是单纯的科学技术理论问题,它涉及到科学技术、经济、社会等多方面的系统工程。桥梁事故带来的损失是令人痛心的,这就要求我们对每个工程事故进行深入分析,从中获得教训与启发。
摘要：从设计、施工及养护管理方面分析了造成桥梁事故的人为因素,通过研究得出造成桥梁倒塌的自然因素是洪水、地震、强风、冰冻及漂浮物撞击等,并指出某一桥发生倒塌事故往往并不是单独一个原因引起的,而是几个原因错综在一起导致发生事故的。
关键词：桥梁,事故,超载,震害,风毁
参考文献
[1]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社,2002.
［论文摘要］本文从会计学角度对公路经营权资产进行了简单综述。在对直线法与工作量法两种折旧方法的对比分析的基础上，对实践中公路企业折旧政策进行了评述。
一、公路经营企业固定资产折旧的定位
公路经营企业固定资产折旧是我国公路投融资体制改革的产物。
收费公路政策实施后，我国出现了政府还贷公路与经营性公路两种类型的收费公路。根据《收费公路管理条例》规定，经营性公路实行企业管理体制，收费期限等价格管制遵循 “收回投资并有合理回报的原则”。其中，“收回投资”是指收回企业的全部投资。企业投资中既有自有资本，又有银行贷款，但这是企业自己安排资本结构、自主选择内部财务政策的问题。企业与政府之间谈判所涉及的回报率是全投资意义上的。也就是说，经营性公路的投资回报率是针对企业全部投资形成的总资产而言的。企业获得合理回报的前提和基础是收回投资成本。
企业投资的结果形成的资产具有两种表现形式，一种是作为有形的物理性设施的公路及附属设施，另一种是表现为无形资产的公路经营权。
根据《交通部关于公路经营权有偿转让管理办法（1996年）》，公路经营权是依托在公路实物资产上的无形资产，是指经省级以上人民政府批准，对已通车公路设施允许收取车辆通行费的收费权和由交通部门投资建成的公路沿线规定区域内服务设施的经营权。新的条例把收费公路的权益明确为收费权、广告经营权、服务设施经营权（条例第二十条）。收费公路的权益在经营性公路中形成的资产仍然称为公路经营权，它是经营性公路企业的核心资产。
实质上公路经营权作为一项特殊资产，兼具固定资产、无形资产的特征。即使作为无形资产，其所形成经济利益的能力与所依托的物理设施是不可分的。因此，公路经营企业既可以把投资结果按照固定资产折旧处理，也可以按照无形资产的摊销处理。
同样都是基于谨慎性原则、都属于长期资产价值损耗的会计处理，固定资产折旧与无形资产摊销的会计政策存在很大差别。固定资产折旧方法有直线法、工作量法、年数总和法及双倍余额递减法等，会计政策选择存在一定的灵活性；无形资产摊销的会计制度规定刚性较强，摊销方法只能采用直线法。从一些公路上市公司的会计政策选择看，大多公司将公路经营权作为固定资产处理，有些公司把其作为无形资产处理。根据历史成本计价原则，企业以原始全部投资额确定公路经营权的资产价值。在特许经营期内，企业分期计提折旧或进行摊销，特许经营期结束，折旧计提或摊销完毕，收回投资并获得合理回报。
二、直线法与工作量法折旧比较
由于公路及附属设施在公路收费期限届满需无偿交还国家，所以在确定分折旧时不必预测残值。公路资产的折旧问题可归结为原值在其特许经营期间如何分配的问题。对公路构筑物设施来讲，其折旧方法主要有直线法和按车流量分配的工作量法。按照根据财政部与交通部联合颁布的《高速公路公司财务管理办法》第二十八条规定：公司固定资产的折旧方法一般采用平均年限法。对公路及构筑物，可以采用工作量法。公司有权选择具体的折旧方法和折旧年限，在开始实行前报主管财政机关备案。
直线法即平均年限法，其思路是把固定资产价值在折旧期内平均计提折旧，由历史成本转入期间费用。直线法计提折旧的特点是简便清晰，可操作性强，会计成本低，适用于各期间收入波动不大的企业。但固定资产在不同的使用期间提供的经济效益是不同的。对于公路经营企业来讲，公路建成通车后，初期车流量与通行费较低，之后呈上升趋势，如果对其按直线法计提折旧，折旧费用的平均分配与通行费收入的增长波动配比不当，不能充分地体现配比原则与权责发生制原则。
工作量法的思路是：先计算公路构筑物价值与预计总车流量的比值得出单位车流量折旧额，再用实际车流量与单位车流量折旧额相乘得到年折旧额。从公路经营企业的整个经营期内看，由于车流量与通行费收入呈上升趋势，因而按车流量计提折旧金额使得各期折旧费用与企业的通行费主营业务收入的增长符合配比原则。但问题是：预测总归是预测，实际与预期总是有差距的。如果对未来预测过于乐观，实际车流量低于预计车流量，企业的当期折旧就可能少计提，相当于挤占未来利润，或者无法通过折旧收回投资。
三、工作量法的动态调整
在实践中，为解决上述问题，以上市公司为代表的经营性公路企业比较普遍地采用了根据车流量的工作量法对公路经营权计提折旧。针对前述实际车流量与预测车流量的差异，上市公司基本是按照会计估计变更进行处理。
具体做法是：公路公司每隔3-5年审核各收费公路在经营期限内预测总车流量与实际车流量之差异，当实际车流量与预测车流量产生重大差异时，本公司将委任独立的专业交通研究机构对未来交通流量进行研究，并根据重新预测的总车流量调整以后的每标准车流量应计提的折旧额，以确保累计折旧与经营期满后等于公路计构筑物的原价。
显然，像深高速、五洲交通这样鉴于预测车流量和实际车流量的差异，定期对各收费公路经营期限内的预测车流量进行审核，并且委任专业交通研究机构对所属各收费公路未来交通车流量进行研究，然后根据重新预测的总车流量调整以后的每标准车流量应计提的折旧额的做法，更符合会计上的权责发生制和配比原则。但这种方法也存在一些问题，其一是针对同一事项的会计估计频繁变更的会计成本问题，即上市公司需定期支付给独立的专业交通研究机构相应的调研咨询费用，它加重了公司的会计成本，不符合会计信息的成本—效益原则；此外，更重要的是，这种方法给上市公司利用折旧调节利润提供了一定的空间，因为在专业交通研究机构的“独立性”不能确保的情况下，存在二者之间进行合谋以操纵利润的可能。(不同公司用不同方法,可比性差)
由此可见，要从一开始就保证会计信息的准确、客观，对高速公路类上市公司来说，不仅仅要求会计师事务所勤勉尽责，而且还要求有关专业交通研究机构对未来车流量出具的预测数据准确可靠。从目前来看，这一类中介业务远不及审计业务市场化程度高。从事预测的机构大多为公路行业主管部门下属部门，而公路类上市公司大多为地方交通部门改制而来，一方面，由于和公路类上市公司之间存在千丝万缕的联系，预测很难做到完全公允；另一方面，由于该市场仍存在一定的管制，专业交通研究机构更多的是通过行政权力安排，而非通过业务水平的竞争来扩大自己的市场份额。这些都影响了独立、客观预测数据的得出。
1 桥面板的维修与加固
1.1 桥面板的修补措施
桥面板出现表面碎裂、脱落或洞穴现象后,必须采取局部修复的方法进行维修。修复时,将破损部分全部凿除再浇筑新混凝土,并注意加强养护。如果桥面板的碎裂和其他损坏特别显著、混凝土质量或施工状况特别不良,需重新浇筑新的混凝土桥面板。
1.2 桥面补强层加固法
在旧有混凝土或钢筋混凝土桥面板上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,这种方法称为桥面板补强层加固法。此法既能修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效厚度,增加梁板的抗弯能力,改善铰接梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的荷载能力。桥面补强层加固的常用方法有:钢筋网与混凝土、钢筋网与膨胀混凝土、钢纤维混凝土等。
2 主梁的维修与加固
2.1 增大截面和配筋加固法
增大截面与配筋加固法,是通过增大构件截面面积或配筋率以提高钢筋混凝上梁的强度、刚度、稳定性的加固方法。该方法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋,以提高主梁截面的有效高度,从而达到提高桥梁承载能力的目的。
如图1所示为在原结构下部加大截面,阴影部分为新增截面。如图2所示为马蹄增大配筋加固的示意图。
2.2 外包钢加固法
外包钢加固法,即在钢筋混凝土梁、柱四角或两角包以型钢的一种加固方法,有干式外包钢和湿式外包钢两种形式。该方法能够在基本上不改变原构件截面尺寸的情况下,大幅度地提高其承载力,但用钢量较大,加固维修费用较高。
2.3 粘贴加固法
粘贴加固法,即在混凝土构件外部用结构胶粘贴钢板、钢筋或玻璃纤维布,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。该方法可以提高被加固构件的抗弯、抗剪能力,限制裂缝的发展。这种加固方法施工简单、快速、材料消耗较少,不影响结构外形,且施工期短,对生产和生活影响小,所以该种加固方法得到广泛应用,但这种方法对施工工艺要求较高。
2.4 体外预应力加固法
体外预应力加固是指运用预应力原理,在梁的下缘受拉区设置用粗钢筋形成的预应力拉杆或预应力钢丝束,通过张拉对梁体产生偏心预应力,在此偏心压力作用下梁体发生上拱,荷载挠度减小,改善了结构的受力,从而达到提高承载能力的目的。常采用的布筋形式有三种(如图3所示)。折线布置(如图3a)所示)时,体系受力合理,并能减小梁的上拱度,但设计与施工难度大;直线布筋(如图3b)所示)时,设计与施工简单,摩阻损失小,但存在上拱度较大的缺点;若采用钢绞线或钢丝束作为预应力筋时,可采用曲线布筋(如图3c)所示)。
2.5 T梁桥截面转换加固
简支T梁桥承载力不足时,将出现桥跨挠度过大、受拉区裂缝过多过宽与裂缝发展过高等一系列刚度不足的现象。对于这类T梁桥,可用T梁截面转换法进行加固。这种方法较其他加固方法具有几个特点:能在桥下施工,不影响桥上车辆的正常通行,且加固工作量小,施工方便、快速,工期短,投资省,加固效果显著,可大幅度提高桥梁的承载能力。
2.6 改变结构体系加固法
不同的结构体系受力特点不同,例如简支梁的跨中弯矩较同跨径的连续梁、拱式或刚架式体系要大得多,体系转换法就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力,提高承载能力的一种加固方法,这是一种“变被动加固为主动加固”的方法。有四种形式:简支梁变连续梁、加劲梁式叠合梁加固法、改桥为涵加固法、八字撑架加固法。改变结构体系加固法效果好,但往往要在桥下操作,或设置永久设施,因而影响桥下净空,适合在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。
2.7增加辅助构件加固法
当梁体结构基本完好,而其承载力不能满足要求或者需要提高荷载等级时,一般可以采取增加辅助构件的方法进行加固。
1)增加主梁。当采用增加主梁的方法进行技术改造时,新增加的主梁一般设置在原有中梁的两侧,如图4所示。
2)增设横隔梁。对于因横向整体性差而降低承载能力的桥梁结构,可以采用增加横隔梁的方法以增加各主梁之间的横向连接。
3)增设支点加固法。是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。该种方法可以减小结构构件的计算跨度,能较大幅度地提高原有结构的承载能力,减小挠度和裂缝宽度。
2.8纤维增强塑料加固方法
纤维增强复合材料是用碳、玻璃、塑胶等纤维用环氧树脂粘剂拌和在一起组成的复合材料。将这种材料加入混凝土内,不仅能显著地提高混凝土构件的承载力,而且能改善混凝土结构的抗冲击和耐疲劳性能,特别是具有很好的抗裂和控制裂缝宽度发展的能力。目前由于这种纤维重量轻、耐腐蚀,具有优良的机械强度和刚度,便于施工且不影响美观等优点,已逐渐引起世界上众多地区科研人员的关注和青睐,并把它作为一种新的修复材料而研究它的加固方法和技术。
3结语
文中可能孤立了各种加固方法,忽略了它们之间的联系,在实际操作中,可能要同时选用几种方法;仅限于对桥梁维修加固方法与技术的研究,没有涉及到相关理论基础,从基本理论角度对既有桥梁加固方案进行研究还有待进一步提高。
摘要：总结了我国桥梁的维修加固和改造方法,介绍了各种方法的适用范围,比较了各种方法的优缺点,以满足我国公路桥梁养护发展的需要,发挥维修加固和改造方法的积极作用。
关键词：桥面板,主梁,维修,加固,结构体系
参考文献
[1]刘真岩,周建斌.旧桥维修加固施工方法与实例[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2]张开鹏,蒋玉龙,曾雪芳.桥梁加固的发展与展望[J].中国公路学报,2005.
[3]JTG D62-2004,公路桥涵设计规范[S].
[4]GB 50010-2004,混凝土结构设计规范[S].
[5]CECS 25-1990,混凝土结构加固技术规范[S].
关键词：桥梁,皖江地区,交通工程,文物
皖江地区是指长江流经安徽省的影响区域,自唐、宋以来即为移民地区。随着移民文化与本土文化的交融,形成了流派多样的皖江文化积淀。自唐后期中国经济重心南移至长江流域后,皖江地区在农业、手工业、商业、交通等各个方面都得到了前所未有的发展。伴随着经济前所未有的发展,同步带动了交通的建设和发展,兴修了大量的水利及交通设施,形成了独特的桥文化,留下了璀璨的桥梁遗产。皖江古桥分布广,历史遗存丰富,有拱桥、廊桥、亭桥、板桥形式,不同程度上体现了皖江流域独特的文化传统。本文以旌德县淳源桥、歙县太平桥、祁门县阊江双桥、肥东县通济桥四座古代桥梁为例,简述其桥梁结构、历史文化、典故小记、修缮记载等方面的知识[2];又以铜陵长江公路大桥、芜湖长江大桥、安庆长江大桥这三座现代桥梁为代表,介绍其桥跨布置、所获成就,展现皖江地区桥梁事业的发展,最后展望皖江地区桥梁事业将更加辉煌。
1 皖江古代桥梁介绍
1.1 淳源桥
淳源桥原名平政桥,俗称上市桥。宋元丰五年(1082年)县令马譿建,后历经修葺。至清康熙五十七年(1718年)被洪水摧毁,由邑绅饶履吉独资重建,留存至今(见图1)。该桥利用桥身与河道的夹角,以墩角自然分水,在桥梁建筑中独具一格,是该地区现存古代桥梁当中年代最久的一座。
据宋代进士汪齐《平政桥记》记载,县城上东门自古以来就有桥,但徽水每当桃花汛期,桥梁总是被冲毁而后修复。到1082年,鄱阳人马譓来知县事,眼看交通要道被水所阻,心中焦急。恰巧有一名叫惟静的和尚,愿意出来为修桥劝募,马譓极力赞许,“七乡之民,输材者、受役者、捐谷者、施金者”蜂拥而来,真是众擎易举。《平政桥记》中说:“费金钱工役无算。上有栋宇之覆,下无柱石之碍,岿然中流,迢迢亭亭,若升龙之跃于渊,若偃虹之跨于涧”。
这座勾联城西与河东的古桥,九百年来,从有文字记载的史料看,随修随毁的历史反反复复。粗略统计小修、大修、改建、重建14次之多。一座桥的历史也是一部人与自然抗争的历史。
现存淳源桥为道光年间重建,桥长50 m,5孔净跨各6.1 m,高5.6 m,宽6.2 m。该桥在建筑设计上,现在看来仍然有其独到之处。桥的5个孔洞四座桥墩迎水一面皆无分水尖,这在古桥建筑中实属罕见。经过对桥址附近水文资料的分析,水流方向冲向西岸石坡,从而改变方向,激流经此一折,水势减弱,向桥墩的一个直角涌去,自然成了分水尖。设计因地制宜,十分科学。
1956年修建旌(德)俞(村)公路时,铺筑泥结碎石桥面利用古桥通车。1983年,为保护古桥,改善旌鸿路穿城路段交通拥挤状况,在淳源桥上游200 m新建旌阳桥,以分流交通,原淳源桥禁止机动车通行,被列为县级文物保护单位,成为城区行人桥。
“淳源”的寓意,是希望桥像徽水河一样既淳朴又源远流长。这样的寓意,看来是恰如其分的。
1.2 太平桥
1981年安徽省人民政府又将该桥列为省重点文物保护单位。此桥位于安徽黄山市歙县。始建于明弘治年间,为16孔拱形的石桥,长279.87 m,宽6.9 m,中间设上下双侧车道,两边各有人行走道。
太平桥始建于宋朝(公元1234年),最初为木结构的浮桥,全长167 m,名为“庆丰桥”。后来几经损毁和修缮,在明代改建为石桥。解放后,为使交通更加便捷,提高运输效率,将原桥中的记载此桥建造和修葺历史的碑亭拆除。在施工工艺及建筑材料方面,该桥具有优良的耐久性能。利用糯米汁拌合石灰作为砌筑砂浆,砌块采用淳安茶园石,具有较高的抗压承载能力。
1969年7月,徽州境内发生特大洪涝灾害。水位峰值高出桥面3.4 m。沿河地带众多房屋被毁。此桥除桥面、条石栏杆、桥墩分水尖局部损坏外,桥体整体情况良好,洪水退可供车辆行人通行。同年8月安徽省交通纵队出资9万元,对该桥进行加固修复。
修复后桥面为钢筋水泥混凝土材质,并增设悬臂式挑梁钢筋混凝土微弯板人行道及桥面照明设备(见图2)。
1.3 阊江双桥
祁门县平政桥和仁济桥的合称阊江双桥,皆为祁门县重点文物保护对象。双桥位于祁门县城东阊江上,两桥相距250 m,上桥名“平政”,下桥称“仁济”,均为5孔,宽度均为7 m,分别长78 m和79.4 m(见图3)。
双桥皆由紫砂石砌成,窥拱遥含,又称“阊江双虹”。祁门知县曾咏有《双桥夜月》诗:“戌楼寂历仰祁东,天外疏云卷碧空。光耿林端飞一镜,影环沙际照双虹。”来描述当年此桥的动人景色。
1)平政桥。此桥位于皖赣公路的咽喉,自古便是交通要道。公元1307年(暨大德十一年)建立,1550年(明嘉靖十九年),将原木桥改为石拱桥,建成现在的样子。在1851年、1862年—1874年间均曾对此桥有较大规模的修葺工作:加设8根石镇栏并在桥翼处设196块石质护栏。
1935年(民囯二十四年)将此桥扩建为公路桥。新中国成立后,1974年当地政府再次将此桥扩建,使用钢筋水泥结构加固。采用“悬挑”法将桥宽拓至9 m,增建人行道。
2)仁济桥。1532年(明嘉靖十年),县主薄卢默捐俸倡建仁济桥。经过1748年、1868年的修葺扩建,此桥具今规模。且难得的是,在此之后此桥再未改建,旧貌依存,是一座名副其实的古桥。
1.4 通济桥
1)桥梁概况。通济桥位于安徽省肥东县店埠镇境内。建于明嘉靖年间,为3孔拱形横跨店埠河的青石大桥。
咸丰年间毁于兵燹。
同治六年(1867年)由李承志捐款重修。
民国二十年(1931年)大水曾冲塌桥墩。
1976年治理店埠河时拆除。
1979年10月改建为双曲拱(3孔/20 m)公路桥,全长88.8 m,净宽14 m(行车道9 m,人行道2×2.5 m),净空7 m,设计荷载汽—15,挂—80。
1.5 其他桥梁简介
1)蹬步桥。蹬步桥一般常在一些水流较为平缓而且较浅的小溪、河流之上,落脚位置摆放大型石块,类似于桥墩结构,为行人提供过河支撑,即为蹬步桥的雏形。随着更加规整的石墩埋置在水中,形成了今天所见到的蹬步桥(见图4)。
“聚石为步渡者也,通作杠”指的就是今天的蹬步桥、踏步桥或汀步桥。在婆源县彩虹桥前面就有这样的蹬步桥。
2)杨桥。皖江流域的木板桥在历史上曾大量存在,这与皖江区域盛产木材、造价低廉,加之木材又易加工不无关系。事实上古时的桥梁大都是木制的,只是沧桑巨变,许多木桥已化为腐朽,从而无法考究。现在所能看到的木桥多为恢复重建。在绩溪龙川登源河上就有这样的一座桥———杨桥。该桥由数十块杉木板以粗铁链和铆钉相连架在各支架上而成(见图5)。
2 皖江现代桥梁介绍[4]
2.1 铜陵长江公路大桥
1)桥梁概况[5,6]。铜陵长江公路大桥沟通铜陵市与安庆市两个区域,是安徽省内第一座跨江公路大桥,桥梁建成于1995年12月。全长2 592 m,其中主桥1 152 m,为主跨432 m的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥。
2)建成意义。该桥建成以后,天堑变通途,实现了长江两岸的交通沟通与联系,缓解了过江压力,促进了地区经济发展。
大桥服役至今已有21年的历史,目前仍然作为京台高速的重要咽喉工程,为华东腹地的交通主脉提供持续服务。
2.2 芜湖长江大桥
1)桥梁概况。芜湖长江大桥,于1997年3月正式开工。历经42个月建成通车,是国家“九五”期间重点交通项目。在工程规模中是我国长江大桥之首,曾是我国跨度最大的公、铁两用桥。在同类型重载桥梁中,其位居世界第二,主跨度仅次于丹麦厄勒海峡桥[7,8]。其桥型为公、铁两用钢桁梁斜拉桥。铁路层为双线Ⅰ级铁路,公路层宽21 m,其中,两侧人行道各宽1.5 m,中央车行道宽18 m,有双向四车道[9]。铁路桥长10 616 m,公路桥长6 078 m,其中跨江桥长2 193.7 m,含引桥36 km,投资61亿元。
2)建成意义。从武汉长江大桥跨度128 m,发展到九江长江大桥216 m,花40年时间,再到芜湖长江大桥主跨突破300 m,却用了不到10年的时间。该桥的建设创造了多个国内建设速度记录,同时各分部分项工程的质量合格率也超过了国优标准。2001年,大桥荣获该年度中国建筑工程最高荣誉“鲁班奖”,其采用的“正桥大跨度低塔斜拉桥板桁组合结构建设技术”荣获国家科学技术进步一等奖;2004年该桥在此斩获桂冠———“詹天佑金奖”;同时被国家建设部评为全国首届十大建设科技成就之一,名列第二位,仅次于“神州五号”发射场[11,12]。该桥是中国重载桥梁跨度发展的一个里程碑,它的建设成功表明中国已经跻身于世界大跨重载铁路桥梁的先进行列[13,14]。
2.3 安庆长江大桥
1)桥梁概况。安庆长江公路大桥位于长江安庆段范围内,该桥位于九江长江大桥与铜陵长江大桥之间,缓解了跨江空白区域的交通压力。桥梁全长5 985.66 m,其中主桥全长1 040 m,大桥双向四车道,设计时速100 km[15]。
该桥是皖江上游的第二座长江公路大桥,是国家“十五”重点工程,是国家高速公路网的重要组成部分,是安徽省“四纵八横”高速公路网“四纵”的重要组成部分,是连接京津冀、中原城市群、长江中游城市群、珠三角城市群和海峡西岸城市群交通枢纽中心,是安徽省皖西南地区重要的公路枢纽中心[16]。
2)建成意义。该桥的建成,对于完善华东腹地高速公路网络建设起到了至关重要的作用,打通了安徽中部地区的东南出海通道。
交通的建设带动了经济的迅速腾飞,3座现代桥梁的建成,标志着安徽长江南北交通网络的基本完善和贯通。对于皖江地区的开发,经济振兴、实现中部崛起具有极其重要的意义[17]。
3 展望
1.1 路基填料
规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准, 采用CBR值表征路基土的强度, 引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件, 高速公路和一级公路路面底以下0~30cm的路床填料CBR值应大于8, 下路床及其下面的填土, 也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时, 应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。
1.2 路基压实
当前路基施工, 普遍采用了大吨位的压路机, 碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80~150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%, 对其它等级公路当铺筑高级路面时, 其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。
1.3 特殊潮湿地区路基土的压实
1.3.1 黄土路堤施工时, 应做好填挖界面的结合 (纵向) , 清除坡面杂草, 挖好向内倾斜的台阶。
如结合面陡立, 无法挖成台阶时, 可采用土工钉加强结合。
1.3.2 黄土含水量过小, 应均匀加水再行碾压;
如含水量过大, 可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压, 也可掺入适量石灰处理, 降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀, 其最大干密度应通过击实试验确定。
1.3.3 老黄土透水性差, 干湿难以调节, 大块土料不易粉碎, 使用前应通过试验决定措施。
路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料, 可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑, 分层压实, 大于10cm的块料, 必须打碎, 并应在接近上的压实最佳含水量时碾压密实。
1.3.4 根据设计及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽,
将水引至坡脚以外, 对高度大于20m的路堤, 应按设计预留竣工后路堤自重压密固结产生的压缩下沉量。
1.3.5 黄土地区应特别注意路基排水, 对地表水应采取拦截、分散、防冲、防渗、远接远送的原则。
2 路基路面排水问题
2.1 地面排水。
最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠, 一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。
2.2 路面排水。
第一种是集中排水, 在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带, 以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水, 每隔20~50m间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排水通过设在中央带的园形开口排水沟或雨水井进行排除。在西部降水量低的地区大多采用在中央分隔带设过水槽排水。第二种是分散排水, 多用于西北地区地势平坦, 路线纵坡小于0.3%的长路段, 除了硬化路肩和加固路基边坡外, 在经过地下水位较高的绿洲地带, 也要防止边坡上部的植草向上生长挡住横向排水出路造成路表积水, 改进的方法是硬化路肩, 设置路肩排水沟, 增大沟坡排水。
2.3 地下排水。
路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等, 其特点是以渗透力式排水, 当水流量较大, 多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物, 几年研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径8~30cm, 很适用于地下排水。
3 路基防护
3.1 坡面防护
坡面防护的目的是防止地表水流的冲刷、坡面岩土的风化剥落以及与环境的协调。近年来, 随着对环境保护的重视, 高等级公路的边坡, 多采用种草防护边坡较高时, 采用砌石框格 (方型、菱形、拱型、M型) 种草防护。由于西部干旱缺水, 边坡种草防护类型的选择很重要, 现大多采用草坪植生带, 即将草籽、肥料和土均匀拌和裹于土工物内, 当草籽发芽也长成草起到固土作用后, 无纺布纤维自然腐烂, 不会污染环境, 效果很好。石砌圬工防护仍较普遍使用, 混凝土预制块护坡多用在路堤边坡, 连片的及带窗孔的护面墙;用于路堑边坡。
3.2 冲刷防护
防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进, 用高强土工格栅代替铁丝做石笼, 用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡, 很能适应土体不均匀沉降。
3.3 支挡防护
挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合;钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理, 墙身圬工体积小, 也已广泛应用于公路路基的防护。垛式挡土墙易于调整墙的高度, 并采用预制构件拼装, 是一种特殊型式的挡土墙。
4 软土地基处理方法
4.1 灰土挤密桩。
当软土地层含水量过大或过小时, 采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉, 以吸去部分水分, 或快速成孔浇灌或边成孔边下套管, 或成孔后下套管;含水率过小, 应预先浸湿加固范围内土层, 成孔顺序应先外圈, 后里圈并间隔进行;对已成孔, 应防止受水浸湿, 且应当天回填夯实。
4.2 轻质路堤。
用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验, 可使路堤自重减轻25%左右。
4.3 土工合成材料加固。
浅层 (一般小于3m厚) 的软土地基可采用先在地表铺筑上工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用, 从而取代常规的置换方法。
5 黄土陷穴处理
黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。处理时, 采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施, 开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。
5.1 灌砂法适用小而直的陷穴, 以干砂灌实整个洞穴。
5.2 灌浆法适用于洞身不大, 但洞壁起伏曲折较大, 并离路基中线较
远的小陷穴, 施工时先将陷穴出口用草袋装土堵塞, 再在陷穴顶部每隔4~5m打钻孔作为灌浆孔, 待灌好的土浆或水泥浆凝固收缩后, 再在各孔作补充灌浆, 一般需要重复2~3次。
5.3 开挖回填夯实适用于各种形状的陷穴, 填料一般用就地黄土分层夯实。
5.4 导洞和竖井适用较大、较深的洞穴, 由洞内向外逐步回填夯实, 在回填前, 应将穴内虚土和杂物彻底清除干净。
当接近地面0.5m时, 应用老黄土或新黄土。加10%的石灰拌匀回填夯实。
结束语
我们虽然在路基施工中取得了一定的成绩, 但是仍然存在着一些问题, 需要我们去解决, 所以在今后的工作中我们仍然存在着一些问题, 需要我们去解决, 所以在今后的工作中我们仍然需要不断的努力, 发现问题, 解决问题, 把好工程质量关。
关键词：公路,路基,施工,防护
参考文献
[1]姜保明.公路路基施工技术[J].学术纵横, 2006, (9) .
[2]郭温生.高速公路路基施工工艺与质量控制的分析[J].科技咨询导报, 2007.
1 路基及重要性
公路路基一般主要包括了路堑和路堤两个方面, 它的基本的操作就是通过挖、运、填三个方面的工序, 看似较简便, 然而在施工中的条件却是相对比较复杂的。由于在进行公路建设施工中一般主要是在外面操作, 所以条件较差, 施工作业较为艰难, 并且交通运输也不方便, 对施工建设的供应条件比较困难。同时, 在进行公路路基的施工过程中由于工地都是较分散的, 相对工作面也比较狭窄, 很容易遇到一些特殊的情况, 所以, 如果在遇到这种复杂的状况时, 注重施工的质量, 以高效、快速、安全施工为主, 同时也要注重路基施工的管理与技术方面的问题。在现阶段的路基施工当中, 必须要配备具有稳定性的施工专业队伍, 而且要具有一定技术力量与机械设备, 必须要建立完善的施工技术操作规范制度, 从而确保完善公路路基施工的技术手段。
2 对于路基填压的施工
公路路基的稳定性和强度在很大程度上都是取决在路基的填料性质以及路基压实的程度, 所以, 更好地改进填土的要求以及压实的条件, 也是确保路基质量的最佳方法和手段。
2.1 路基填料:
规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准, 采用CBR值表征路基土的强度, 引入了路床的概念。对上路床的的填料提出了限制的条件, 高速公路和一级公路路面底以下0-30cm的路床填料CBR值应大于8, 下路床及其下面的填土, 也都给出相应的规定值。当路基填料达不到规定的最小强度时, 应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理, 并不规定对其它等级公路铺筑高级路面时, 也要采用高速公路和一级公路的规定值。
2.2 路基压实:
当前路基施工, 普遍采用了大吨位的压路机, 碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80-150cm部分的上路堤其压实度必须≥95%, 对其它等级公路当铺筑高级路面时, 其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。此外, 还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的规定。
随着路基施工技术进步, 对于特殊路基的处理技术也日渐成熟和完善。针对处理软土地基施工技术:
(1) 灰土挤密桩。 (2) 轻质路堤。 (3) 土工合成材料加固。浅层 (一般小于3m厚) 的软土地基可采用先在地表铺筑上工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用, 从而取代常规的置换方法。
软土层厚度3-5m, 采用土工布与砂垫层联合处治, 排水砂垫层的厚度可由50cm减薄至30cm。也要在路堤下面与地表之间铺设多层土工织物, 利用材料的高抗拉强度克服地基的滑动变形来保持稳定, 通过控制填土速率, 配合超载予压, 使地基迅速固结。
采用聚丙烯或聚乙烯土工格栅, 以及采用网箱席垫处理软土地基, 其主要作用是使地基土和填料向上和向两侧的位移受到限制, 减少局部荷载。采用网箱席垫可减少总沉降量40%左右。
3 对路基的排水的施工
在公路路基施工当中, 必须要注重施工的排水处理, 这主要是为了避免出现由于各种原因所造成的不利因素, 对路基施工造成直接的影响。
3.1 地面排水设施。
常见的地面排水设施有边沟、排水沟、截水沟、急流槽、跌水等。边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧, 山坡上路堤靠上坡一侧的坡脚应设置不透水的边沟。边沟的断面尺寸应根据当地水文、水利情况来计算其排水量而确定。
3.2 地下排水设施。
路基地下排水设施常见的形式有渗沟、暗沟、渗井、检查井、隔离层等。道路路基的地下排水设施, 主要是为了截断与排除来自山坡地下流向路基的地下水, 使之不会侵蚀路基, 同时也用于降低地下水位, 可以隔断毛细水的上升或排除路基下面的积水。在实际施工管理中, 会发现地下水对路基的危害很大, 轻者使路基松软, 降低路基强度, 重者翻浆或边坡坍滑, 所以我们对地下排水要高度重视。
3.3 特殊路段路基防排水。
特殊路段路基防排水工作主要是与一般地区相比具有一定的特殊性, 如果处置不当, 会导致路基失稳、不均匀沉降, 严重危害路基质量。在路基施工中一定要根据特殊路段不同的特点采取相对应的处置方案。它主要有多年冻土区的路基施工防排水、黄土地区的路基施工防排水、膨胀土地区的路基施工防排水、盐渍土地区的路基施工防排水以及盐溶区地区中基施工防排水措施等。
4 路基施工的技术要求
4.1 在进行路面垫层施工技术其中比较好的材料就是级配碎
石, 但是由于碎石材料其本身的质量好坏就会影响到垫层的使用以及对于整体路面的施工工程质量, 因此, 作为监理人员就必须要掌握好对于碎石技术方面的要求标准, 需要控制好级配碎石垫层的工程质量保证。一般在级配碎石垫层施工过程当中可以分成运输摊平、碾压路槽、整形洒水碾压以及初期养护等方面的工序, 而级配碎石它主要是一种比较松散的材料, 在避免受到行车破坏的同时, 作为监理人员必须要提醒在实施施工计划时, 需要采取半幅通车与半幅施工的方式, 从而可以避免出现因施工原因造成混乱行车的局面, 而级配碎石垫层在表面出现平整度较差并且较松散的情况。
4.2 在水泥稳定碎石基层施工技术分为两种。
(1) 在应用路拌法进行施工水泥稳定的碎石基层, 其主要工序是, 需要初平碎石料、进行摆放水泥、需要摊平水泥、进行机械的搅拌以及整型找平和碾压成型后洒水等工序。 (2) 应用厂拌法进行施工水泥稳定碎石基层的施工, 主要施工需要进行碎石的备料、适当的水泥剂量、进行加水搅拌以及运料上路和摊铺碾压、进行洒水等工序。
5 结束语
总之, 在公路项目的施工过程当中, 公路路基作为基础工程, 并且在全部项目中有着非常重要的作用。因此, 在对于以后的路基工作中必须要不断的加强努力提高施工技术, 及早的发现问题, 及时的解决问题, 必须严格根据公路施工要求完成施工, 按照公路设计规范要求进行施工, 从而确保建设具有质量优良, 社会效益显著的公路工程。
摘要：随着我国经济快速的发展, 交通事业也跟随着不断的进展当中, 公路施工技术上也就面临着巨大的挑战。由于行车速度也有所提高, 车辆荷载在逐渐地增加, 同时也就促使对于公路的路基和路面质量的要求也在不断地提高, 而路基是作为路面的基础工程, 就是公路的基础、基石, 它是公路的一个至关重要的组织部分。路基建设的好坏, 直接影响到公路使用的寿命, 其质量技术也就影响到了对路面的使用。因此, 在公路路基的施工过程中, 就必须要严格控制质量, 提高施工技术, 从而促使路基达到稳定和坚实的目的。
关键词：路基,施工,技术
参考文献
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[3]汪玉庆.塑料排水板加固软土地基[J].青海交通科技, 2001.03.[3]汪玉庆.塑料排水板加固软土地基[J].青海交通科技, 2001.03.
1 裂缝的种类与成因分析
钢筋混凝土结构裂缝成因复杂, 种类繁多, 尤其产生的原因, 大致可分为以下几种:
1.1 荷载引起的裂缝
钢筋混凝土桥梁在常规静荷载、动荷载以及此应力下产生的裂缝为何在裂缝。荷载裂缝多出现在结构构件的受拉区、受剪区或振动严重部位。主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝直指外荷载引起的直接应力产生的裂缝, 其原因主要表现为三个方面:
1) 设计计算阶段, 结构计算时忽视了裂缝宽度和变形验算、计算模型与实际结构有较大差异、荷载少算或漏算、内力计算与配筋计算不正确、结构设计时未考虑或漏算、内力计算与配筋计算不正确、结构设计时未考虑施工的可行性、钢筋布置错误、构造处理不当等;
2) 施工阶段, 施工机具、材料等施工荷载随意放置、随意翻身、起吊、运输、安装构件、结构施工顺序不当等;
3) 试用阶段, 使用荷载大大超过设计荷载 (即汽车超载运输) 、车辆的撞击、发生大风和地震等恶劣自然现象等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力阐述的裂缝, 其原因主要表现为两个方面:一是结构的实际工作状态同常规计算有较大差异, 从而在某些部位引起次应力导致结构开裂;二是桥梁施工完成后进行开槽、凿洞等, 导致洞口附近产生应力集中现象。
1.2 温度变化引起的裂缝
1) 温差。一年四季温度不断变化, 以及每天的昼夜温差等。当夏天温度高时, 桥梁梁板会变热膨胀, 产生纵向水平力, 当梁板位移时, 就会引起应力裂变, 产生裂缝。
2) 水化热。在施工过程中, 混凝土浇筑后, 水泥水化会产生热量, 如不能及时散热, 就会累聚温度上升, 膨胀开裂。因此, 在混凝土浇筑中规定水泥用量不能大于500kg/m3, 且气温在32℃以上时, 不允许混凝土施工。
1.3 混凝土原材料质量引起的裂缝
1) 水泥。水泥安全性不合格。因水泥烧制过程中, 石料未烧透, 残留有游离的氯化钙, 氯化镁, 在水泥凝结过程中, 水化速度很慢, 在水泥终凝后, 还会继续反应, 产生内应力, 导致混凝土开裂。
2) 砂、石等料。所用的砂、石料如果属于酸性类岩, 如;安山岩, 凝灰岩, 石英岩, 硬绿泥岩及方石英等, 所用水泥又为碱性水泥, 混凝土结构物又长期处于有水环境中, 则氧化铝、氧化镁碱与二氧化铝之间就会发生碱级料化学反应, 产生内应力, 导致混凝土结构物开裂, 破碎。
1.4 施工工艺引起的裂缝
在钢筋混凝土、运输、浇筑养护过程中, 以及制件在运输拼装及吊装过程中, 施工工艺不完善, 造成裂缝出现, 比较常见的有:
墩柱钢筋笼绑孔过程中, 加强筋及箍筋焊接加工不到位, 造成向外张力, 容易引起环向规则裂纹。
混凝土浇注完毕后, 收面次数不够, 特别是最后一次收面时机没掌握好, 同时养护不及时造成表面龟裂, 或冬天施工保温措施不得当, 造成表面不规则细裂纹。
混凝土分层浇筑时, 接头部位没处理好。比如, 没凿毛表面已活动部分没清理干净, 容易造成新的结合部位粘结不牢, 形成裂纹。另外, 在接头部位浇筑时, 产生离析, 接头处石子过多, 振捣时又漏振该处, 造成该部位“蜂窝”现象严重, 裂缝出现。
混凝土构件拆模过早, 特别是预应力预制构件, 出模过早, 很容易造成构件两端底座裂缝出现。
钢筋混凝土连续箱梁采用满堂支架浇筑施工时, 浇筑前未对模板支架进行预沉降, 浇筑后造成模板不均匀沉降, 形成裂纹。另外, 支架, 基础局部混凝土厚度不够, 造成破坏而又未及时进行修补处理, 浇筑后箱梁发生不均匀沉降, 形成裂纹。
2 裂缝状态判断
钢筋混凝土结构在正常施工极限状态下出现裂缝属于正常现象。我们根据裂缝对桥梁的危害性的大小把裂缝分为有害裂缝和无害裂缝。有害裂缝主要指对桥梁结构的承载能力 (强度) 、变形 (刚度) 、节点构造的可靠性等有直接影响或严重影响的裂缝。无害裂缝主要指对桥梁结构影响较小的裂缝。由于无害裂缝在后期的发展过程中可能形成新的有害裂缝, 因此, 我们要及时对有害裂缝进行加固, 对无害裂缝进行有效预防和控制。
3 结语
桥梁是国家的重要基础设施, 它的安危直接关系着人民的生命和财产安全。一座桥梁从建成到使用, 会涉及到设计、施工、监理、使用等各个方面。混凝土桥梁产生裂缝的原因较为复杂, 工程实例中也是允许微小裂缝产生的, 保证不出现裂缝是较难实现的, 但是我们是能够尽量减少因为设计疏漏、施工低劣、监理不当、运营管理不力等诸多人为因素所产生的裂缝扩展, 从而保证桥梁不会因为裂缝扩展导致钢筋腐蚀、脆性断裂等病害发生。
参考文献
[1]姜慧君.混凝土结构温度裂缝的控制与防范[J].安徽建筑, 2000.