嚴明
摘 要:高速公路的發(fā)展與建設對我國的經(jīng)濟發(fā)展與國家安全具有非常重要的意義,由于我國地理特征的復雜性,在高速公路的建設過程中,工程人員經(jīng)常會遇到地勢崎嶇、山體陡峭的場景,需要挖掘隧道并架設橋梁,橋隧相接處的施工與設計也是高速公路建設的重點與難點。本文以此出發(fā),分析了三種不同的常見高速公路橋隧相接形式,并結(jié)合具體使用條件,分析了不同橋隧相接形式的施工方式,提出了注意事項,以及需要注意的重點。
關鍵詞:高速公路;橋隧相接;施工方式
引言
橋隧相接是公路工程中一項重要的工程形式,占高速公路的施工工程量的70%以上。我國作為一個擁有960萬平方公里的大國,境內(nèi)地理類型多樣,地質(zhì)條件復雜,在高速公路的建設過程中通常會遇到山地等復雜地形,需要設計隧道與橋梁,保障高速公路可以安全高效地運營。在高速公路的施工過程中,經(jīng)常需要面對隧道與相接的橋梁距離非常近的條件,因此橋隧相接技術在高速公路的施工工程中占據(jù)非常重要的位置,橋隧相接的有效性和安全性也直接關乎著高速公路的使用壽命與運營安全。改革開放以來,隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,以高速公路工程為代表的基礎設施建設如火如荼地展開,在大量的設計與施工過程中也為我國的橋隧相接技術積累的寶貴的技術經(jīng)驗。本文將圍繞高速公路的橋隧相接形式與對應的施工方式進行論述。
1.高速公路的橋隧連接形式
根據(jù)我國高速公路工程的設計施工技術經(jīng)驗,我國高速公路橋隧相接方式可以分為整體型、緊靠型以及連接型三種方式。
1.1整體型相接
整體型的橋隧相接特點為橋梁橋臺與隧道出入口的結(jié)構(gòu)是整體為分開的,共同承受變形與受力,具體可分為整幅相連和單幅相連兩種形式,其中整幅相連為對隧道出入口進行擴展挖掘,在暗洞處建設用于橋梁連接的承臺結(jié)構(gòu);而單幅相連為在隧道的明洞口之外的位置設置承臺結(jié)構(gòu)以及橋臺結(jié)構(gòu)??紤]到整體型橋隧相接的結(jié)構(gòu)特點,在工程設計階段要充分考慮整體結(jié)構(gòu)的受力,將二者視為一個整體統(tǒng)計進行計算,同時在施工過程中也要格外強調(diào)建筑體的完整性。橋隧交付運營后,橋臺與隧道除了需要承受路面機動車的負荷載重,還需要承受來自于隧道的圍巖和隧道、橋梁自重的壓力。這其中最難把控的是來自于圍巖的荷載,圍巖自身結(jié)構(gòu)復雜,同時還會隨著地質(zhì)變化而相應地發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,定量計算非常困難。由于整體型的橋隧相接的整體特點,一旦某方面出現(xiàn)問題將會對整體工程帶來嚴重的影響,因此在實際工程中要謹慎選用整體型設計。
1.2緊靠型相接
緊靠型橋隧相接的特點為橋梁橋臺與隧道出入口的工程結(jié)構(gòu)為分開的設計,沒有實際進行橋接。具體可分為護坡結(jié)構(gòu)設置橋臺的方式與相接段設置橋臺的方式。該類型的相接方式所承受的壓力主要來自于機動車的荷載、橋臺基礎變化、橋梁自重、溫度效應、圍巖壓力等等。緊靠型的橋隧相接在表面上看橋臺與出入口是統(tǒng)一的整體,但二者連接的縫隙非常明顯,通過這個縫隙,可以有效隔離二者承受的荷載,使其無法進行相互傳遞。當橋臺或隧道出入口發(fā)生變形與位移的變化時,這些變化也無法影響到對方,從而將危害影響控制在一定的范圍內(nèi)。雖然緊靠型的方法具有可控的優(yōu)勢,但其施工縫隙的控制需要格外注意,尤其是當橋臺或隧道其中一方發(fā)生形變以及位移時,施工縫隙會顯著增大,輕則影響行車舒適度,重則危害人車安全,甚至發(fā)現(xiàn)錯臺等嚴重事故。因此在施工過程中施工方可單獨施工隧道與橋臺,預留一定的空間,最后將其進行連接。
1.3連接型相接
連接型橋隧相接方式介于緊靠型與整體型之間,其主要特點為隧道出入口與橋梁橋臺的結(jié)構(gòu)是彼此獨立的,二者的形變、位移、受力都相互無影響,這接近于緊靠型橋隧相接;而橋梁、隧道以及銜接路段這三者之間的路面是相互連接的,這接近于整體型橋隧連接。三者中,橋梁路面與隧道路面的連接使用的是剛性基層,銜接路面則使用的是剛性與半剛性基層。這種相接方式無需擴挖隧道的斷面,同時機動車的行駛舒適感較好。
三種相接方式具有不同的使用場景與優(yōu)缺點,需要設計方與工程施工方結(jié)合具體的地質(zhì)條件與地勢特點進行綜合考量與詳細設計,下面就高速公路橋隧相接的施工方式進行論述。
2.高速公路橋隧相接的施工方式
橋隧相接技術的應用場景絕大多數(shù)為地形陡峭的山區(qū),地形復雜,施工場地較小,非常限制技術的應用,在這樣的復雜條件下妥善的處理好隧道與橋臺的連接處非常困難。通常在工程中會使用連拱隧道與分離式隧道的方式,其連接形式分別為連拱隧道連接與小間距的隧道連接,橋梁與隧道的斷面并不相等,這要求相接方式要滿足橋梁與隧道的平行,并根據(jù)實際情況相應調(diào)整高速公路的路肩與護欄。
前期的設計準備工作中,要結(jié)合相關部門提供的地質(zhì)、水文、遙感等方面的資料,對當?shù)氐牡乩硖攸c進行全面的了解。使用包括GPS、RS、GIS在內(nèi)的3S技術,結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)條件,科學合理地進行布設線位,在減少對山體結(jié)構(gòu)影響的同時,也降低災害、地質(zhì)變化對高速公路的施工與后期運營的影響。當遇到地形平緩、有基地基礎且地質(zhì)穩(wěn)定的情況時,橋隧相接通常會使用橋梁不深入隧道的方式。這種方法因為隧道與橋梁的獨立性,會在一定程度上影響橋隧部分的整體穩(wěn)定性,同時對施工條件的要求也會增大很多,尤其是對橋臺的要求格外嚴格,需要足夠大的橋臺以保證穩(wěn)定性,但是這種方法具有可控性優(yōu)勢。在地勢陡峭、地形復雜以及地質(zhì)不穩(wěn)定的區(qū)域建設橋隧連接時,一般會使用橋梁深入隧道的方式,這種方式對施工條件要求較低,但是會影響隧道出入口的穩(wěn)定性。隧道口的設計與建設是橋隧相接的重中之重,需要結(jié)合歷史數(shù)據(jù)與勘測資料,對隧道口位置的選定、施工方案、災害控制進行詳實地規(guī)劃設計,務必要避開山體滑坡、泥石流等災害的多發(fā)段。同時要格外注重施工縫隙的控制,保障通行車輛的駕駛體驗與人車安全。
結(jié)論
隨著我國經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展,以高速公路為代表的基礎設施建設在全國各地不斷展開。由于我國地勢的復雜性與地理的多樣性,在山區(qū)等復雜條件下建設高速公路相對來說比較困難,高速公路的橋隧連接處的設計與施工是其中的重點也是難點。從形式上看,橋隧連接處可分為整體型連接、緊靠型連接以及連接型連接三種方式,本文從多角度對它們進行了論述并分析了其優(yōu)缺點,并對橋隧處的施工方式,以及不同施工方式的優(yōu)缺點、對應的具體場景進行了全面分析。
參考文獻
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