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1、山区高速公路桥梁施工技术探讨山区高速公路桥梁施工技术探讨桥在崇山峻岭中延伸桥在崇山峻岭中延伸第1页/共33页1.0 工程概述 湖南省邵阳至怀化高速公路是国家重点建设的“五纵七横”国道主干线中上海至瑞丽高速公路中的一段，是我国中西部地区交通运输的大通道。第17合同段起点桩号为K103+370，接国内最长高速公路隧道雪峰山隧道出口，终点桩号为K106+543.797，全长3.174。本合同段主要为中低地貌，沿线地形起伏大，山谷相间，冲沟发育，山高坡陡，地势险峻，线路附近相对高差为3080 m，山体植被发育，交通极度不便利。全线共有特大桥1743.275m/3座，大中桥2972.59m/13座（按单
2、幅计），在雪峰山脉地形复杂的崇山峻岭中穿越。第2页/共33页第3页/共33页2.0 山区高速公路桥梁建设的主要特点 2.1 湖南省地形的特点 湖南中、低山与丘陵面积约为14.9万2，占全省面积70.2%。东西南三面环山，西北有武陵山脉，西部有雪峰山脉，南部有南岭山脉，东面为罗霄山脉，中北部低落，呈马蹄形。湘西的雪峰山脉地势较高，主峰苏宝顶海拔1934m。雪峰山脉为资江与沅水的分水岭，成为湖南西部地区交通的主要屏障。第4页/共33页 2.2 近年来，由于国家实施“西部大开发”战略及湖南省提出“开发大湘西”计划，高速公路建设已进入西部山区。近几年内将陆续开工的高速公路建设项目中，山区高速公路占三分
3、之二以上，建设任务十分艰巨1。湖南省的西部（包括西南、西北）多以山岭重丘地形为主，有“八山一水一分田”之称。从公路建设角度考察，具有地形起伏变化大，水文地质条件复杂，气候因素多变，人均耕地稀缺等特点，仅凭早期积累的平原微丘区高速公路施 工管理经验和第5页/共33页 技术水平是难以适应的。鉴于此，对山区高速公路施工管理进行充分探讨很有必要，本文结合工程实例，重点从桥梁施工管理方面予以阐述。2.3 总结山区高速公路桥梁建设常具有以下技术和施工特点：a.桥梁占路线总长比例大，路桥相间频繁；b.横断面出现半路半桥形式；c.平纵技术指标降低，甚至取规范的极值；d.所采用的施工工艺较为成熟；e.桥位周围自
4、然地理环境差，地面起伏大，坡度多45，部分达到80，局部 形成峭第6页/共33页第7页/共33页 壁悬崖或峡谷；f.相邻墩柱（纵向、横向）相对高差大，本工程柱高最小不到1.0m，最高达45.2m；g.施工环境恶劣，桥位偏僻，交通不便；h.机械化作业程度低，劳动力密集；i.多高空作业，本工程盖梁顶至地面最大高差为达47.2 m；j.上部构造多采用无支架式施工方法，如预制安装法、悬臂现浇法等。第8页/共33页3.0 山区桥梁施工方案的选择山区桥梁施工方案的选择 3.1 桩基、承台（系梁）施工 成孔工艺的选择应根据地形、地质、水文、进场道路、施工场地等，因地制宜的选择机械钻孔或人工挖孔。有关资料1
5、指出，对地形复杂、地势陡峭、进场道路狭窄、水源困难、地质条件较好，无地下水或少量地下水的桩基，宜采用挖孔灌注桩施工，这是符合客观情况的。但同时，从安全角度考虑，人工挖孔深度不宜大于15m。如前文所述，本工程受各种条件限制，所有桩第9页/共33页 基均采用人工挖孔工艺成孔，几乎也是唯一切实可行的成孔方法，这就要求特别重视施工安全，严格遵守人工挖孔的安全操作规程，并对可能出现的安全问题制定防范措施和应急预案。当位于陡坡上的桩基上方边坡岩体破碎易坍塌时，采用必要的防护加固措施，如用锚索、锚杆稳定山体。本标段双江口高架桥、荒田冲高架桥多处陡坡60，开孔时经常造成开挖上方是山体，下方则为邻空面，我们采用
6、下述方法来处理：邻空的半个圆用内外模浇20厚混凝土，靠山第10页/共33页 体的半圆采用钢筋混凝土加锚杆。在桩孔由邻空半圆进入薄壁（壁厚2.0m），则薄壁的半圆采用钢筋混凝土，靠山体的半圆采用钢筋混凝土加锚杆。进入岩层后需要爆破，遵循“多打眼少装药”原则，以达到松动岩层又不破坏山体稳定。对于几处半路半桥地段，先施工紧靠桥梁的路基地段，后施工桥梁基础，防止爆破失稳等不利因素对基础的影响。由于大多数桩基吊车不能靠近，人工成孔后在孔口搭设井字钢管支架，在架内分第11页/共33页 节制作，用拉链葫芦分节放入孔内。为缩短时间，接头可采用直螺纹机械联接，但应在运输过程中保护好丝口。陡坡地段搭设的钢管支架应
7、设置支撑、风缆，保持支架的整体稳定。山坡人工挖孔桩一般无渗水或渗水量6/min，可采用导管小坍落度混凝土干浇。渗水6/min，必须用水下混凝土灌注。用该法灌注，要求孔内水位6m，不足时用水泵反灌水；同时随着混凝土表面上升，山坡孔壁漏水严重，接近桩顶，孔内可能变成无水或少水，终灌后桩顶以下第12页/共33页 5 m范围内用振捣棒插捣，保证混凝土密实。施工过程中，我们根据横向陡坡实际地形，调整系梁底面高程，以山体上侧的桩顶地面控制高程，尽量减少开挖山体。系梁调整后，山体下方需接长至地面以上的桩基，以立柱形式装模浇筑桩身，确保外露体美观。第13页/共33页 陡坡地段桩基立柱施工大型机械无法进场，主要
8、靠密集陡坡地段桩基立柱施工大型机械无法进场，主要靠密集陡坡地段桩基立柱施工大型机械无法进场，主要靠密集陡坡地段桩基立柱施工大型机械无法进场，主要靠密集劳动力进行。劳动力进行。劳动力进行。劳动力进行。第14页/共33页 3.2 立柱、盖梁施工 立柱顶距地面最大高差为45.2m，立面以突变形式分级为220、1800（180、150）两种圆柱墩。考虑人工装模的限制，每节半弧圆钢模设计高150，小型卷扬机（1t以下）配合可装拆模。混凝土按两种直径分两次浇筑，如图3。上一级支架应与已浇墩柱牢固连接，增强稳定性。经计算，认为用本模板体系可一次浇注两根全高度单径立柱（最高为25m），但须注意以下几点：a.模
9、板单件强度、刚度必须合格，由正规厂家生产，水平连接法兰用整体厚钢板第15页/共33页高墩柱施工高墩柱施工第16页/共33页 b.竖向、水平联接采用优质螺栓；c.柱间横向腰系梁同时浇筑，系梁模板要求刚度好，与左右两立柱形成“H”形整体；d.两柱模顶设自制卡件一道，增强两模间横向稳定，设柱顶、柱腰风缆；e.混凝土垂直运输采用输送泵，但要注意解除支架与模板之间所有联系并保持20的距离，避免输送过程中的摆动引起模板的不稳。盖梁施工采用无支架式，原有支架只作为操作平台。对于双柱墩，我们采用预埋牛腿孔，穿90厚壁钢管作为支承点，上托贝雷架承受模板、混凝土荷载。如图1：第17页/共33页第18页/共33页
10、对于独柱墩，我们采用预埋牛腿+抱箍斜撑法施工，避免了高柱墩帽施工搭设支架。如图2。加工抱箍应进行严格计算，制作规范，精确定位。抱箍也可代替预埋牛腿作为双柱盖梁的支承点。第19页/共33页第20页/共33页 3.3 上构施工 正如前文所述，由于条件限制，上部构造一般采用无支架施工，主要方法有预制安装法、悬臂浇注法等，又以标准化程度高的预制T梁、工字梁和空心板为多。预制场的设置应考虑山区桥梁建设的特点，宜设在桥头或桥下，但不宜设在填方路基上。梁体长度30m时应设反拱度（预挠度）。对于架梁设备的可操作性、稳定性、安全性提出了更高的要求，能自由横移，辅助铺设轨道，自行纵移跨孔，无须吊车配合。第21页/
11、共33页4.0 施工安全控制要点 由于桥位地理环境差，施工条件恶劣，机械化作业程度低，劳动力密集，多高空作业，施工过程中的安全控制显得尤为重要，最大高度近50m的高墩施工更是重中之重，我们运用项目管理原理，从组织、管理、技术、经济措施着手，确保施工安全.4.1 组织措施 项目部成立了项目经理为第一责任人的安全领导小组，同时设专职安全员两名，一名重点负责爆破作业安全，第22页/共33页高空作业安全管理显得尤为重要高空作业安全管理显得尤为重要高空作业安全管理显得尤为重要高空作业安全管理显得尤为重要,过程中始终贯彻过程中始终贯彻过程中始终贯彻过程中始终贯彻“安全第一、预防安全第一、预防安全第一、预防
12、安全第一、预防为主为主为主为主”的原则的原则的原则的原则第23页/共33页 一名重点负责高空作业安全，专职安全员均经培训取得了相关上岗资格证；每个工区的施工员则为现场兼职安全员。项目制定了安全事故应急预案和事故处理程序，全面落实安全岗位责任制。4.2 管理措施 本项目从安全教育培训、安全交底、安全检查、安全事故“四不放过”等基本内容入手，落实“安全第一、预防为主”的方针和“管生产就必须管安全”的原则，建立安全岗位责任制。安全技术交底纵向延伸到施工班组的每一个作业人员。安全检查不搞形式，不走过场，真正深入第24页/共33页 现场，发现问题及时查处，落实整改，将安全隐患消灭在萌芽状态。4.3 技术
13、措施 砖屋里高架桥设计为双柱圆形门式墩，立面突变，下部柱径220cm，高1520m，上部柱径180cm，高20-25m，设桩顶、220cm柱顶、180cm柱腰系梁各一道，立柱混凝土按上下两种柱径分次浇筑。高墩钢筋焊接、垂直运输、装拆模、操作人员上下靠整体支架，支架用483钢管搭设，为提高稳定性，一排四根墩柱支架整体搭设，如图3。竖杆分布为413第25页/共33页 根，标准步距1.502.00m，遇墩柱位置适当调整，横杆步距1.80 m，设置双向水平杆，并适当布置剪力撑。支架不承受新浇混凝土重力，只计算钢管自重力及施工荷载，重点验算其稳定性和强度。支架自重240KN,施工荷载取20KN，每根竖柱
14、承受荷载：（240+20）/525KN 所用483钢管，A4242，回转半径15.9;按强度计算，支柱的受压应力为：N/A5000/42411.8MPa,第26页/共33页第27页/共33页长细比L/=1800/15.9=113.2=150 查钢结构设计规范（GB50017-2003）附录C,得0.541，则支柱的受压应力为：N/（A）=5000/(0.541424)=21.8 MPa=215 MPa 经验算，支架的稳定性和强度满足要求。对于垂直运输用钢丝绳的选用，连接螺栓直径的确定，也应进行验算，首先从技术上保证安全性能符合规范要求。第28页/共33页 4.4 经济措施 首先项目部确保了安全
15、生产经费的投入，该配置的安全防护设施必须配置，如安全“三宝”（安全帽、安全带、安全网）必不可少。建立安全奖惩制度，与安全检查制度紧密结合，对违反现场安全制度人员予以一定的经济约束，方可有效减少事故的发生。第29页/共33页第30页/共33页5.0 结束语结束语 高速公路建设已经向西部山区纵深发展，承包人在施工过程中应针对山区施工特点因地制宜采取切实可行的施工方案，安全生产是山区桥梁施工的重中之重，必须引起高度重视，采取有效措施工进行管理。本文提出的一些观点和施工关键技术可供同行参考。第31页/共33页参考文献：参考文献：1李安等.湖南省山区高速公路施工管理规则.湖南省交通厅湘交政法字（2004）241号文2全国一级建造师考试用书编委会.工程项目管理.北京:中国建筑工业出版社,2004.3张学明.山区高速公路陡坡地段桩基施工.湖南交通科技.2004.44周水兴等.路桥施工计算手册.人民交通出版社.2001.1第32页/共33页感谢您的观看。感谢您的观看。第33页/共33页