关键词:山区高速公路;桥隧连接工程;施工技术
一、连接桥隧的类型
1、紧靠型的桥隧连接
该种类型的桥隧连接主要特点是,隧道洞口和桥梁桥台的结构相互分开,没有衔接的路段,只是表面上靠在一起,两者施工缝非常明显。可是从道路表面看来,隧道洞口与桥台之间的表层结构属于一个统一整体,两者看不出来分离。其受力的情况时,整个桥台主要的负荷源于汽车的荷载效应、桥梁的自重、桥台的基础变化以及温度效应等,其还可能会受到周围岩石的压力,隧道洞口边主要是受到汽车荷载的效应和周围岩石的压力。因为当中存在施工缝隙,所以其作用在隧道结构和桥台上面的力量不会互相传递,所以两者的受力不会相互影响。其位移和变形的情况时,因为两者之间存在施工缝,所以一般情况下隧道洞口和桥台的位移和变形是相互无关。可是两者的位移与变形不能够统一,导致整个施工的接缝处会存在很大的裂缝,严重时甚至会出现错台的情况,严重影响车辆行驶的安全性和舒适度,从而可能会引发交通事故。施工的时候,因为隧道和桥梁之间有缝隙存在,所以相关施工队伍可以先单独施工在连接,单独施工的时候一定要预留出一定空间,如果有条件可以两者一起施工。
2、整体型的桥隧连接
该种类型的桥隧连接主要特点是,隧道洞口和桥梁桥台的结构没有分开,是一个完整的个体,其变形和受力的情况时,隧道洞口和桥台一起承受负荷的作用,并且变形的程度相互一致。在设计整体型结构的时候,需要计算和分析整体结构,将隧道洞口和桥台看成统一的整体。施工的时候,需要确保隧道结构和桥梁自身的完整。现阶段,很多规定都是只针对桥台和隧道洞门,没有统一的施工标准和规范,来规定整体型的洞口和桥台连接施工。并且,隧道和桥台组成的结构需要承受住隧道围岩和自重的符合。运营的时候,需要一起承担汽车本身的负荷量。一般情况下,汽车的活载荷桥梁的自重都很容易计算和确定,可是围岩荷载会随着地质情况的变化而变化,很难对其进行统一的计算和确定。因为该种融合的结构需要同时承担隧道洞门与桥梁基础的责任,其承受的负荷也很难控制和确定,计算结构非常困难,所以该种结构一旦出现问题,其影响结果非常严重。
3、连接型的桥隧连接
该种类型的桥隧连接主要特点是,隧道洞口和桥梁桥台的结构互相分析,是有衔接的路段进行联系。其变形和受力的情况是,隧道和桥梁的变形和受力没有直接联系,相互之间是独立的个体。其存在的主要问题是,桥梁、衔接路段和隧道这三者之间的路面有联系可是没有相同的路面基层,隧道的路面和桥梁的路面是采用刚性基层,衔接路段的路面则是采用刚性和半刚性基层。桥梁、衔接路段和隧道这三者之间的路面互相关联,会影响车辆的行驶。
二、施工案例
此次研究的工程属于我国某地区大型洪水沟大桥施工工程,此次工程建设的桥梁总长度为246.75m,按照实际工程情况以及地质勘察结果,此次工程主要是应用54+118+55m的预应力混凝土变截面连续箱梁布置整个施工桥跨结。该大桥的某些建设环节采用现浇混凝土施工,主桥墩沉陷“T”字型,通过挂蓝对称进行悬臂浇筑。由于该山区公路桥梁的正交跨越大型洪水沟,跨越部位冲沟深切,所以在实际施工期间需要全面注重混凝土施工工作以及设备材料运输工作,这样能够在较大程度上提高整个工程施工的进度和质量。
三、桥隧连接技术
在山区高速公路建设期间,若桥梁端点与相邻隧道洞门之间存在较短的距离,那么在实际设计阶段以及投入运营阶段就需要全面分析隧道与桥梁之间的影响租用,因此,将所有与桥隧间,隧道以及桥梁端点之间连接的路段就被称为桥隧连接。在山区高速公路桥隧连接工程当中主要包含山岭隧道建设以及桥梁建设等。尽管当前山岭隧道以及山区桥梁建设包含在桥隧连接工程当中,在修建和建设隧道和桥梁时也逐渐出现较多成熟技术,然而在桥梁与隧道距离较近位置进行施工设计时,需要全面考虑施工期间出现的较多可以产生相互作用的各项问题,以上存在的部分问题已经在实际施工阶段得到处理和解决,但是某些问题在实际建设期间无法解决。现阶段,工程建设在面临以上问题时缺乏充足的总结和研究吗,并且体现在桥隧连接施工设计方面。
四、桥隧连接工程存在的各项问题
1、缺乏有序性和统筹性
在山区高速公路桥隧连接工程的设计阶段和实际施工阶段,没有极爱去哪个区分桥隧工程连接技术的特殊形式,造成在实际施工阶段无法进行统筹性安排,这样就导致整体工程无法有序开展。
2、缺乏系统的技术规范
在桥隧连接工程建设期间,针对连接技术的各项规范标准没有制定相应的原则和制度。导致在实际建设期间无法按照相关技术标准进行各个环节施工,使得整体工程出现较多安全隐患,频发安全事故。
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3、缺乏总结和研究建设经验和技术
随着不断扩大的山区高速公路建设规模,在较大程度上已经解决和处理了较多桥隧连接方面的各项问题,并且在此基础之上总结和归纳了各项桥隧连接工程的建设方案,然而却没有积累和研究各项经验,导致较多连接技术虽然在实用性和创新性方面表现良好,导致却无法广泛应用在实际工程建设当中,缺乏全面推广和宣传建设技术等,因此在山区高速公路建设期间需要全面总结和分析各项建设经验和技术,这样将会全面促进以后桥隧连接工程的发展。
4、安全因素
在桥隧工程建设期间主要包括隧道,公路以及桥梁等物构造物的结构形式,该项建设工程具有较大的重要性和特殊性,因此在实际施工建设期间需要全面注重桥隧工程的技术连接问题,在探讨和分析该项工程安全性时能够全面提升整体工程建设的稳定性,消除各项安全隐患。
五、山区高速高速公路桥隧连接工程的各项施工技术
1、桥隧连接条件下的桥台施工处理措施
现阶段,在桥隧连接工程当中的施工技术难点在于桥台施工建设,该项施工内容主要包括软地基桥台施工和大体积桥台施工等。针对大体积桥台施工建设来说,在施工期间需要确保一次性浇筑成型,因此在实际建设过程中需要加强控制混凝土浇筑期间的水热化,防止由于温度情况导致的裂缝现象。针对该项问题需要全面利用减低浇筑温度,优化施工工艺,加强控制混凝土配合比,全面加强混凝土各项原料的质量等。针对软地基桥台建设期间,由于软地基既需要抵挡地基对抵挡台的水平推力,还需要承受上部结构压力荷载,在建设软地基桥台时,如果在前期设计阶段出现较多不合理现象,将会导致桥头跳车以及桥台移动等情况,还有可能剪断桥台基,出现大规模的工程事故,因此在实际建设期间需要使用以下技术:
(1)使用双排桩或者多排桩方式进行分担引道填土,如果台面不整齐将会导致出现不均匀沉降问题,这样就会对基桩产生压力和剪力,某些工程还应用竖直桩和斜桩混合而成的斜桩基础。
(2)台前加载技术:该项技术主要是通过重力挡墙作为椎体护坡的坡脚基础,在此技术之上提升椎体护坡的质量以及扩大涉及范围,在平衡台背引道填土压力时可以利用大椎体填土方式实现,这样能够导致台前和台后出现不均匀的软基受力情况,从而降低下沉程度。
(3)台后减压技术:该项技术主要是采用较轻重量的骨料作为填土材料,设置混凝土桩,并且采用低填土方式。
2、桥隧连接工程当中的桥台施工技术
(1)隧道外桥台施工技术:如果需要在隧道洞门外进行桥台隧道施工,在对桥台进行基地挖掘期间,如果是在隧道洞门外进行外巨额,就会影响隧道洞口的岩石,并且影响原有的地应力,导致其需要进行重新分布,这样可能导致隧道周边以及桥台周边的岩石出现失稳现象。因此在开挖桥台基础时,需要缓慢进行,并且逐渐进阶,在此期间需要确保隧道周边岩石的监控稳定过错,若条件允许的话也可以利用临时支撑措施,在完成开挖工作之后可以拆除临时支撑。
(2)桥台在隧道洞门内施工:如果需要在隧道洞门内建设桥台,将会对周边岩石产生较大的影响,因此在实际建设期间需要按照(1)的建设方法搭建临时支护措施,在开挖桥台时需要使用少量的干根锚杆,这样能够全面增加周边岩石的稳定性。由于桥台存在于隧道底部,因此桥台的重量将会对周边岩石造成一定的影响,导致岩石需要承担较多压力承载。其次,由于桥台位于隧道洞门处,因此无法应用仰拱的施工方法,因此边墙产生的侧压将会比拱部荷载的对称砌结构产生较大的影响,因此如果施工环境以及设计条件允许,为了降低桥台的重量可以采用多箱型和箱型桥台结构方式实现,这样能够降低边墙的侧压。
3、桥梁与连拱隧道相连
在建设连拱隧道期间,由于具有较大的开挖跨度,因此出现较多施工工序,需要同时进行支护措施和开挖工程,这样将提升衬砌荷载转换和围岩应力变化的难度。在将所有桥梁全面伸入到隧道当中,由于需要在连拱隧道当中设置中隔墙,这就需要在洞口施工期间扩大隧道洞门,将其设计为大型拱形隧道,并且提升断面面积,这样就能够将中隔墙去掉,该项施工形式将会增加连拱隧道当中的受力分析,导致隧道断面也需要变为六车道,在洞室内部存在较大的跨度,进一步导致隧道结构的承受荷载也逐渐增加,这就提升了设计阶段的难度,存在较多的制约性。
4、桥梁与分离式隧道相连
如果施工要求将桥梁完全伸入到分离式隧道当中,在实际施工期间只需要加大和加深隧道断面面积。由于桥梁与分离式隧道相连的方式就是将桥梁梁片全面包入到隧道当中,在此期间需要全面确保隧道行车的安全性。在增加隧道断面面积时需要设置一段距离的渐变段。该项连接工程的具有简便的施工方式,在可操作性方面表现较强,有效解决和处理隧道洞口紧张问题,降低隧道桥台设计难度。
结束语
综上所述,随着我国不断发展的基础设施建设,针对山区高速公路桥隧连接工程也逐渐提升了重视程度,由于我国在该领域还处于初始阶段,需要在今后长期理论实践研究当中进行完善。本文主要是初步总结和研究了山区高速公路桥隧连接工程的发展现状以及各项技术工艺等,然而为了促进高速公路桥隧连接工程的发展,还需要我国较多技术人员加大研究力度,共同促进该项施工领域的发展。
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论文作者:王泓滔
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年5期
论文发表时间:2020/4/30