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1.1 线形设计一般原则 ............................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 平面线形要素的组合类型 ................................................................ 错误!未定义书签。
1.3 平面设计方法 .................................................................................... 错误!未定义书签。
1.4 平曲线设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.4.1 平曲线要素计算 ......................................................................... 错误!未定义书签。
1.4.2 逐桩坐标计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。
1.5 纵断面设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1.5.1 竖曲线设计 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计 .......................................................................................................................... 1
1.6.1 路基宽度的确定 ........................................................................................................... 1
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定 ....................................................................................... 1
1.6.3 超高与加宽 ................................................................................................................... 1
2 路基路面设计 ............................................................................................................................. 2
2.1 一般路基设计 ...................................................................................................................... 2
2.1.1 路基的类型和构造 ....................................................................................................... 2
2.1.2 设计依据 ....................................................................................................................... 2
2.1.3 路基填土与压实 ........................................................................................................... 2
2.2 软基处理 .............................................................................................................................. 3
2.3 路基防护 .............................................................................................................................. 4
2.4 支挡结构设计 ...................................................................................................................... 4
2.5 路面结构设计 ...................................................................................................................... 6
2.5.1. 路面结构组成 ............................................................................................................. 6
2.5.2 路面类型 ....................................................................................................................... 6
2.5.3 沥青路面设计 ............................................................................................................... 7
2.5.4 水泥路面设计 ............................................................................................................... 8
2.5.5 路面比选 ....................................................................................................................... 9
2.6 路基土石方数量计算及调配 ............................................................................................ 10
2.6.1 横断面面积计算 ......................................................................................................... 10
2.6.2 土石方数量计算 ......................................................................................................... 11
2.6.3 路基土石方调配 ......................................................................................................... 11
3 排水设计 ................................................................................................................................... 15
3.1 公路排水设计的内容 ........................................................................................................ 15
3.2 设计依据 ............................................................................................................................ 15
3.3 路基排水设计 .................................................................................................................... 15
3.3.1 地表排水设备的类型 ................................................................................................. 15
3.3.2 边沟设计 ..................................................................................................................... 15
3.3.3 排水沟设计 ................................................................................................................. 16
3.4 路面排水设计 .................................................................................................................... 16
3.4.1 路面表面排水 ............................................................................................................. 16
3.5 涵洞设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
3.5.1 涵洞分类及各种构造型式涵洞的适用性和优缺点 ................. 错误!未定义书签。
3.5.2 涵洞选用原则 ............................................................................. 错误!未定义书签。
3.5.3 涵洞拟定 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 致谢 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.6 横断面设计
公路的横断面,是指公路中线上各点的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟边坡、截水沟、护坡道以及隔离栅、环境保护等设施。
公路横断面的组成和各部分的尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素。在保证必要的通行能力和交通安全与通畅前提下,尽量做到用地省、投资少,使道路发挥其最大经济效益与社会效益。
道路横断面的布置及几何尺寸应能满通、环境、城市面貌等要求,横断面设计应满足以下一些要求:
(1)设计应符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》规定的具体要求。
(2)设计时应兼顾当地农田基本建设的需要,尽可能与之相配合,不得任意减、并农
田排灌沟渠。
(3)路基穿过耕种地区,为了节约用地,如当地石料方便,可修建石砌边坡。
(4)沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁。
1.6.1 路基宽度的确定
路基宽度是指公路路幅顶面的宽度,即两路肩外缘之间的宽度,公路路基宽度为行车到与路肩宽度之和。
根据规范,二级公路采用单幅路形式,行车道宽2×3.5m,硬路肩宽度:2×0.75m,土路肩宽度:2×0.75m。路基宽:7+1.5+1.5=10m,路拱坡度2%。
布置如下图4-1所示: 土
路
肩硬路肩行车道行车道硬路肩土路肩
图4-1 路基设计简图
1.6.2 路堤和路堑边坡坡度的确定
由《公路路基设计规范》,结合实际的工程地质条件综合考虑:路堤边坡坡度取为1:
1.5~1:1.75;路堑边坡取为1:0.5~1:0.75。
1.6.3 超高与加宽
2 路基路面设计
公路路基是路面的基础,它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。
2.1 一般路基设计
2.1.1 路基的类型和构造
(1)路堤
路基设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。路基边坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的两侧设置边沟。高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,可以在适当位置设置挡土墙。为防止水流侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。
(2)路堑
路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或折线,一般坡度取1:0.5和1:0.75。挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。
(3)半挖半填路基
半挖半填路基兼有路堤和路堑的特点,上述对路堤和路堑的要求均应满足。
2.1.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路工程技术标准》
2.1.3 路基填土与压实
(1)填土的选择
路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。并与填土的高度和施
工技术有关。在填土时应综合考虑,据《路基设计规范》可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表:
路基压实度及填料要求表
(2)不同土质填筑路堤
如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应
自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。为了防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。水的土与不透水的土,
不能非成层使用,以免在填方内形成水囊。
(3)路基压实与压实度
路堤填土需分层压实,使之具有一定的密实度。土的压实效果同压实时的含水量
有关。对于路基的不同层位应提出不同的压实要求,上层和下层的压实度应高些,中间层可低些。
据《路基设计规范》,高速公路路基压实度应满足下表:
路基压实度(重型)要求表
软土地基,通常情况下地基承载力达不到其上面构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使地基失稳,
造成路面严重破坏,处理好路基,是设计的重大环节。公路是一条带状的承受动静两种荷载的特殊人工建筑物,由于它分布较广,使用要求较高,因而对地基提出了较高的要求。
本设计所经过的路段除田间地段有淤泥的不良地段外,其它地段的地基承载力很好,地质也良好。对于有淤泥层的地段,由于深度都在3m以内,一般通过清淤泥换填法进行处理。填料采用碎石土,石渣等,其上铺0.5m的砂砾垫层土工隔栅。
对于地质条件差,且在路基范围内有少量地下水渗出的土质地段,边坡采用护面墙进行防护。
2.3 路基防护
路基防护是确保道路全天候使用,使路基不致因地表流和气候变化而失稳的必要工程措施,是路基设计的主要项目之一。
路基的防护的方法,一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。坡面防护主要有植物防护和工程防护两类。对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实。冲刷防护有间接和直接防护两类。对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等。
(1)路堤边坡防护
路堤高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堤高度大于3米均采用方格网植草护坡,具体尺寸见图纸《路堤方格网植草防护图》。
(2)路堑边坡防护
路堑高度小于3米边坡均直接撒草种防护;路堑高度大于3米均采用人字形骨架植草护坡。
2.4 支挡结构设计
(1)挡土墙的用途
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。在公路工程中广泛应用于支挡路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。
(2)挡土墙的类型及适用范围
挡土墙类型分类方法较多,一般以挡土墙的结构形式分类为主,常见的挡土墙形式有:重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式。按照墙的设置位置,挡土墙可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。
路肩墙或路堤墙设置在高填路堤或陡坡路堤的下方,可以防止路基边坡或基底滑动,确保路基稳定,同时可以收缩填土坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积,以及保护临近线路已有的重要建筑物。
路堑挡土墙设置在堑坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡,同时可减少挖方数量,降低边坡高度。
(3)本路段挡土墙设置
在路段K0+960~K1+100右侧,为收缩坡脚、加强路基的稳定性,设置挡土墙长140m,高2~4m,具体布置及构造见《挡土墙布置图》和《挡土墙构造图》。
(4)挡土墙排水设施
挡土墙的排水处理是否得当,对岩石或土坡的稳定性影响很大,直接影响到挡土墙的安全与使用效果。挡土墙的排水设施通常由地面排水和墙身排水组成。地面排水,主要是防止地表水渗入墙背填料或地基。因此,可设置地面排水沟以截留地表水。夯实回填土顶面和地表松土,以减少雨水和地面水下渗,必要时应加设铺砌,采取封闭处理。为防止地表水渗入地基,可夯实墙前回填土及加固边沟等。墙身排水,主要是为了迅速排除墙后积水。通常是在非干砌的挡土墙墙身的适当高度处设置一排或数排泄水孔。设计中采用10×10cm的方形孔,间距为2m。最下一排泄水孔的底部距地面30cm。
沉降缝和伸缩缝:为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂,应根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况,设置沉降缝。为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝,须设置伸缩缝。
通常,把沉降缝和伸缩缝结合在一起,统称为变形缝。设计中,沿墙身10m设置一道变形缝,缝宽20mm,缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋,塞入深度不应小于15cm。
(5)挡土墙施工注意事项
①施工前应做好地面排水工作,保持基坑干燥;
②基坑开挖后,若发现地基与设计情况有出入,应按实际情况调整设计;
③墙趾部分的基坑,在基础施工完后应及时回填夯实,并做成不小于4%外倾斜坡,以免积水下渗,影响墙身的稳定;
④浆砌挡土墙的砂浆水灰比必须符合要求,灰浆应填塞饱满,浆砌挡土墙应错缝砌筑,填缝必须紧密,不得做成水平通缝,墙趾台阶转折处,不得做成竖直通缝;
⑤墙体应达设计强度的75%以上,方可回填墙后填料;
⑥回填前,应确定填料的最佳含水量和最大干密度,根据碾压机具和填料性质,分层
填筑压实,压实度应满足设计要求;
⑦墙后回填必须均匀摊铺平整,并设不小于3%的横坡,利于排水。墙背1.0m范围内,不得有大型机械行驶或作业,防止碰坏墙体,并用小型压实机碾压,分层厚度不得超过0.2m。
⑧墙后地面坡度陡于1:5时,应先处理填方基底(如铲除草皮,开挖台阶等)再填土,以免顺原地面滑动。
2.5 路面结构设计
2.5.1. 路面结构组成
⑴面层
面层是直接承受车辆荷载作用及大气降水和温度变化影响的路面结构层次,并为车辆提供行驶表面,直接影响行车的安全性、舒适性和经济性。因此,面层应具有足够的结构强度,抗变形能力,较好的水稳定性和温度稳定性,而且应当耐磨,不透水;其表面还有良好的抗滑性和平整度。面层可由一层或多层组成;其上层可为磨耗层,其下层可为承重层、连接层或整平层。修筑面层所用的材料主要有:水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料等。
⑵基层
基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。它应具有足够的强度和刚度,具有良好的扩散应力的能力及足够的水稳定性。基层厚度大时,可设为两层,分别称为上基层和底基层,并选用不同强度或质量要求的材料。修筑基层所用的材料主要有:各种结合稳定土、天然砂砾,各种碎石和砾石、片石,各种工业废渣等。
⑶垫层
垫层介于土基与基层之间,将基层传下来的车辆荷载应力加以扩散,以减小土基产生的应力和变形,阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。修筑垫层的材料强度不一定要高,但水稳定性和隔温性能要好,常用的材料有:砂、砾石、炉渣、水泥或石灰稳定土等。
2.5.2 路面类型
按面层所用的材料来分,有水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等。高等级公路路面的特点是强度高、刚度大、稳定好、使用寿命长,能适应较繁重的交通量,一般采用水泥混凝土路面或沥青路面。
2.5.3 沥青路面设计
2.5.3.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 34.9 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 30.9 (0.01mm); H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 17.3 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 17.3 cm(仅考虑弯沉); H( 4 )= 17.3 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,干燥状态下取二灰土厚度H( 4 )=18cm。
② 中湿状态
按设计弯沉值计算设计层厚度 :
LD= 33.1 (0.01mm)
H( 4 )= 15 cm LS= 37.1 (0.01mm);H( 4 )= 20 cm LS= 32.7 (0.01mm); H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力验算设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求)
H( 4 )= 19.5 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 4 )= 19.5 cm(仅考虑弯沉);H( 4 )= 19.5 cm(同时考虑弯沉和拉应力)。 根据上述结果,中湿状态下取二灰土厚度H( 4 )=20cm。
⑼确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18 cm
---------------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
中粒式沥青混凝土 5 cm
---------------------------------------
粗粒式沥青混凝土 7 cm
---------------------------------------
水泥稳定碎石 20 cm
---------------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 20 cm
---------------------------------------
土基
2.5.4 水泥路面设计
2.5.4.1 设计资料
⑴交通量年平均增长率按r=7%计,路段属平原微丘,西南潮暖区(V2区) ⑵初始年交通量如下表:
交通量组成表
其中,小汽车的前后轴都小于两吨,在路面设计中因其轴载太小无需考虑。
确定路面结构
①干燥状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 15cm
----------------------------------
土基
②中湿状态
---------------------------------------
普通水泥混凝土 24cm
----------------------------------
5%水泥稳定碎石 20cm
----------------------------------
石灰水泥粉煤灰土 18cm
----------------------------------
土基
2.5.5 路面比选
两种路面的优缺点对比分析
(1)沥青路面的优缺点
优点:
①沥青路面由于车轮与路面两级减振,因此行车舒适性好、噪音小;
②柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强;
③沥青路面修复速度快,碾压后即可通车。
缺点:
①压实的混合料空隙率大,耐水性差,宜产生水损坏,一个雨季就可能造成路面大量破损;
②沥青材料的温度稳定性差,脆点到软化点之间的温度区间偏小,包不住天然高低温度,冬季易脆裂,夏季易软化;
③沥青是有机高分子材料,耐老化性差,使用数年后,将产生老化龟裂破坏; ④平整度的保持性差,不仅沉降会带来平整度劣化,而且材料软化会形成车辙。
(2)水泥混凝土路面的优缺点
优点:
①水稳定性较高,在暴雨及短期浸水条件下,路面可照常通行;
②温度稳定性高,无车辙现象;
③水泥混凝土是无机胶凝材料,主要水化产物水化硅酸钙既是其强度的主要来源,既耐老化,又无污染。但在更长时期,会与所有岩石一样,产生风化现象,水泥石风化与沥青老化相比,时间长10倍以上,不构成工程问题;
④平整度的保持期长;
⑤在相同技术和工艺水平下,水泥路面大修前的使用年限长。
缺点:
① 在相同平整度条件下,由于刚性路面不减振,因此行车舒适性不及沥青路面;噪音较大,我国对低噪音水泥路面尚未开展研究和应用;
②在路基、地基变形或不均匀沉降条件下,易形成脱空,附加应力很大,极易产生断裂破坏,对路基稳定性要求高,对不均匀沉降的适应性差。
③水泥路面强度高、硬度大,即使断板后也难于清除,修复难度大,新浇筑面板的养护期较长。
鉴于沥青路面对公路周围的土地、地下水等会造成污染,造价要高于水泥路面;而修建水泥路面能促进当地经济的发展,带动当地经济发展,也提升当地水泥的质量和知名度,所以选择修建水泥路面。
2.6 路基土石方数量计算及调配
路基土石方是公路工程的一项主要工程量,在公路设计和路线方案比较中,路基土石方数量的多少是评价公路侧设质量的主要技术经济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算时,还需要确定分段和全线的路基上石方数量。
地面形状是很复杂的,填挖方不是简单的几何体,所以其计算只能是近似的,计算的精确度取决于中桩间距、测绘横断面时于点的密度和计算公式与实际情况的接近程度等。计算时一般应按工程的要求,在保证使用的前提下力求简化。
2.6.1 横断面面积计算
路基填挖的断面积,是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积,高于地面线者为填,低于地面线者为挖,两者应分别计算,下面介绍几种常用的面积计算方法。
①积距法:适用于不规则图形面积计算
把横断面图划分成若干条等宽的小条,累加每一小条中心处的高度,再乘以条宽即为该图形的面积。
将断面按单位横宽划分为若干个梯形与三角形条块,每个小条块的近似面积为: Fi=bhi
则横断面面积:
当b=1m时,则F在数值上就等于各小小条块平均高度之和Σhi。
要求得Σhi的值,可以用卡规逐一量取各条块高度的累积值。当面积较大卡规张度不
够用时,也可用米厘方格纸折成窄条代替卡规量取积距,用积距法计算面积简单、迅速。若地面线较顺直,也可以增大b的数值,若要进一步提高精度,可增加测量次数最后取其平均值。
②坐标法
已知断面图上各转折点坐标(xi,yi),则断面面积为:
A = [∑(xi yi+1-xi+1yi ) ] 1/2
坐标法的精度较高,适宜于用计算机计算。
计算横断面面积还有几何图形法、数方格法、求积仪法等。
2.6.2 土石方数量计算
若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定两断面之间为一棱柱体其体积的计算公式为:
V=(A1+A2) L 2
式中:V——体积,即土石方数量(m3);
F1、F2——分别为相邻两断面的面积(m2);
L——相邻断面之间的距离(m)。
此法计算简易,较为常用,一般称之为“平均断面法”。
土石方数量计算应注意的问题:
(1)填挖方数量分别计算,(填挖方面积分别计算);
(2)土石方应分别计算,(土石面积分别计算);
(3)换土、挖淤泥或挖台阶等部分应计算挖方工程量,同时还应计算填方工程量;
(4)路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积,(填方扣除、挖方增加);
(5)路基土石方数量中应扣除大中桥所占的体积,小桥及涵洞可不予考虑。
2.6.3 路基土石方调配
土石方调配的目的是为确定填方用土的来源、挖方弃土的去向:以及计价土石方的数量和运量等。通过调配合理地解决各路段土石方平衡与利用问题,使从路堑挖出的土石方,在经济合理的调运条件下移挖作填,达到填方有所“取”,挖方有所“用”,避免不必要的路外借土和弃上,以减少占用耕地和降低公路造价。
填方土源:附近挖方利用
借土
挖方去向:调往附近填方
弃土
(一)土石方调配原则
(1)就近利用,以减少运量:在半填半挖断面中,应首先考虑在本路段内移挖作填进行横向平衡,然后再作纵向调配,以减少总的运输量。
(2)不跨沟调运:土石方调配应考虑桥涵位置对施工运输的影响,一般大沟不作跨越调运。
(3)高向低调运:应注意施工的可能与方便,尽可能避免和减少上坡运土;位于山坡上的回头曲线段优先考虑上线向下线的土方竖向调运。
(4)经济合理性: 应进行远运利用与附近借土的经济比较(移挖作填与借土费用的比较)。
远运利用的费用:运输费用、装卸费等
借土费用:开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费
为使调配合理,必须根据地形情况和施工条件,选用适当的运输方式,确定合理的经济运距,用以分析工程用土是调运还是外借。
土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题,但这不是唯一的指标,还要综合考虑弃方或借方占地,赔偿青苗损失及对农业生产影响等。有时移挖作填虽然运距超出一些:运输费用可能稍高一些,但如能少占地,少影响农业生产,这样,对整体来说也未必是不经济的。
(5)不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配,以保证路基稳定和人工构造物的材料供应。
(6)土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量,妥善处理。借土应结合地形、农田规划等选择借土地点,并综合考虑借土还田,整地造田等措施。弃土应不占或少占耕地,在可能条件下宜将弃土平整为可耕地,防止乱弃乱堆,或堵塞河流,损坏农田。
(二)土石方调配方法
土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法及土石方计算表调配法等,目前生产上多采用土石方计算表调配法,该法不需绘制累积曲线图与调配图,直接可在土石方表上进行调配,其优点是方法简捷,调配清晰,精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。具体调配步骤是:
(1)土石方调配是在土石方数量计算与复核完毕的基础上进行的,调配前应将可能影响运输调配的桥涵位置、陡坡、大沟等注在表旁,供调配时参考。
(2)弄清各桩号间路基填挖方情况并作横向平衡,明确利用、填缺与挖余数量。
(3)在作纵向调配前,应根据施工方法及可能采取的运输方式定出合理的经济运距,供土石方调配时参考。
(4)根据填缺挖余分布情况,结合路线纵坡和自然条件,本着技术经济和支农的原则,具体拟定调配方案。方法是逐桩逐段地将毗邻路段的挖余就近纵向调运到填缺内加以利用,并把具体调运方向和数量用箭头标明在纵向利用调配栏中。
(5)经过纵向调配,如果仍有填缺或挖余,则应会同当地政府协商确定借土或弃土地点,然后将借土或弃土的数量和运距分别填注到借方或废方栏内。
(6)土石方调配后,应按下式进行复核检查:
横向调运十纵向调运十借方=填方
横向调运十纵向调运十弃方=挖方
挖方十借方=填方十弃方
以上检查一般是逐页进行复核的,如有跨页调配,须将其数量考虑在内,通过复核可以发现调配与计算过程有无错误,经核证无误后,即可分别计算计价上石方数量、运量和运距等,为编制施工预算提供上石方工程数量。
(三)关于调配计算的几个问题
(1)经济运距
填方用土来源,一是路上纵向调运,二是就近路外借土。一般情况调运路堑挖方来填筑距离较近的路堤还是比较经济的。但如调运的距离过长,以致运价超过了在填方附近借土所需的费用时,移挖作填就不如在路堤附近就地借土经济。因此,采取“调”还是“借”有个限度距离问题,这个限度距离即所谓“经济运距”,其值按下式计算:
经济运距 L经 = B+ L免 T
式中:B——借土单价(元/m3);
T——远运运费单价(元/m3·km);
L兔——免费运距(km)。
由上可知,经济运距是确定借土或调运的限界,当调运距离小于经济运距时,采取纵向调运是经济的,反之,则可考虑就近借土。
(2)平均运距
土方调配的运距,是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。在路线工程中为简化计算起见,这个距离可简单地按挖方断面间距中心至填方断面间距中心的距离计算,称平均运距。
在纵向调配时,当其平均运距超过定额规定的免费运距,应按其超运运距计算土石方运量。
(3)运量
土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位:m3·km
在生产中,工程定额是将平均运距每10m划为一个运输单位,称之为“级”,20m为两个运输单位,称为二级,余类推,在土方计算表内可用符号①、②表示,不足10m时,仍按一级计算或四舍五人。于是:
总运量=调配(土石方)方数×n
式中:n——平均运距单位(级),其值为:
n = (L - L免)/ A
其中:L ——平均运距;
L免——免费运距。
在土石方调配中,所有挖方无论是“弃”或“调”,都应予以计价。但对于填方则不然,要根据用土来源来决定是否计价。如果是路外借土,那当然要计价,倘若是移挖作填调配利用,则不应再计价,否则形成双重计价。因此计价土石方必须通过土石方调配表来确定其数量为:
计价土石方数量=挖方数量十借方数量
一般工程上所说的土石方总量,实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量,一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。
具体计算及调配见《路基土石方数量计算及调配表》
3 排水设计
3.1 公路排水设计的内容
公路排水设计可划分为四部分:
(1)横向穿越路界排水——由涵洞、桥梁引排穿越路界的溪流、河道中的水;
(2)路界表面排水——指公路用地范围内的表面排水,包括路面排水、中间带排水、
坡面排水和由相邻地带或交叉道路流入路界内的排水等;
(3)路面结构内部排水——通过裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构(面层、基层
和垫层)内部,或者由地下水或道路两侧滞水浸入路面内部的水分的排除或疏干;
(4)地下排水——危及路基稳定或影响路基强度的含水层地下水的排除或疏干。
3.2 设计依据
《公路路基设设计规范》
《公路排水设计规范》
《公路工程技术标准》
3.3 路基排水设计
3.3.1 地表排水设备的类型
(1)边沟:设置在挖方路基的路肩外侧,或低路堤的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
(2)排水沟:用来引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。
3.3.2 边沟设计
挖方路基及填土高度低于路基设计要求的临界高度的路堤,在路肩外缘均应设计纵向人工沟渠,称之为边沟,其主要功能在于排泄路基用地范围内地面水。边沟内侧边坡坡度按土质类别采用1:1.0~1:1.5;梯形边沟的底宽和深度不应小于0.4m。边沟的纵坡度应尽量与路线纵坡保持一致。当路线纵坡坡度小于沟底所必需的最小纵坡坡度时,边沟应采用沟底最小纵坡坡度,并缩短边沟出水口的间距。
边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m。边沟出水口的排放应结合地形、地质条件及桥涵水道位置,引排到路基范围外,使之不冲刷路堤坡脚。
(1)设计流量的确定采用公式
Q=16.67qF (3-1)
式中:Q——设计流量 m3;
q——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度 ,min;
——径流系数;
F——汇水面积 ,km2。
3.3.3 排水沟设计
排水沟主要用于排泄来至边沟、截水沟或其他水源的水流,以形成整个排水系统。排水沟的平面布置,取决于排水要求与当地地形。排水沟的布置,必须结合地形自然条件,因势利导,平面上力求短捷平顺,以直线为宜,必须转向时,尽量采用较大半径(10~20m以上),徐缓改变方向,保证水流舒畅;纵面上控制最大和最小纵坡,以1%~3%为宜,纵坡大于3%,需要加固,大于7%,则应改用急流槽。
(1)排水沟断面形式:
排水沟一般为梯形断面,其大小应根据流量确定,深度与宽度不小0.5米。排水沟边坡视土质而异,一般在1:1-1:1.5。
排水沟沟底纵坡不小于0.5%,在特殊情况下允许减小到0.2%。
(2)排水沟的平面线形:
排水沟应尽量采用直线,如必须转弯时,其半径不小于10-20米,排水沟的长度根据实际需要而定,通常在500米以内。
(3)排水沟与水道的衔接。
排水沟采用梯形断面,h=0.5m,b=0.5m,边坡率m=1。水文水力计算同边沟,在此不另行计算。
3.4 路面排水设计
路面排水由路面横坡、路肩纵坡、拦水带或路肩矩形边沟,路肩排水沟、泄水口和急流槽等组成。路面排水设施的设计,按暴雨强度采用当地任意连续30min的最大径流厚度(mm)。路面排水设计重现期规定:高速公路3—5年,一级公路2—3年,二级公路1—2年。
3.4.1 路面表面排水
路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响安全。
2预应力技术的重要作用
(1)提高混凝土构件对内应力的承受力在道路桥梁的混凝土构件中,混凝土构件侧面荷载的承受力比较薄弱,容易导致混凝土产生裂缝、变形,影响工程的质量。采用预应力技术,改善碳纤维贴片和混凝土构件,可以提高承弯构件的刚度,改善混凝土侧向压力的耐受能力,较少构件出现裂缝的可能性,进而提高道路工程施工的质量。
(2)提高承重构件的承载力承重构件是道路桥梁工程建设的基础。因此,做好承重构件的施工工作具有重要作用。运用预应力技术对承重构件进行适当的处理,改变承重构件内部受压的拉应力,减少构件的拉应变和压应变,提升承重构件的整体强度,可以有效地保证道路桥梁工程高质量建设。
(3)延长道路桥梁的使用寿命在道路桥梁的施工中,通过预应力技术对路面进行预先构筑:
①混凝土构件中,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚;
②在机械构件中,预先使其产生应力,提高构造本身刚性,减少振动和弹性变形,改善受拉模块的弹性强度,使原本的抗性更强。通过改变混凝土构件和机械构件来改善桥面的刚度和强度,提高桥面的承载力和抗变形能力,保证道路桥梁工程的施工质量,延长道路桥面的使用寿命。
3道路桥梁工程中的预应力技术
3.1钢筋混凝土结构中的预应力技术
通常情况下,钢筋混凝土容易出现裂缝。在钢筋混凝土中运用预应力技术,即在钢筋混凝土构件中使用加载线,向其受拉区的混凝土进行钢筋张拉,预先施加一定的压力。混凝土构件受到外荷载力所施加的拉力后,会先消受拉区的混凝土中预先承受的压力,然后再受其他方面的拉力,从而有效地控制混凝土的伸长,减少钢筋混凝土出现裂缝。
3.2碳纤维片预应力技术
碳纤维具有许多优良的性能,具体如下:
(1)轴向强度和模量高、密度低、比性能高、无蠕变;
(2)非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好;
(3)比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性;
(4)耐腐蚀性好,X射线透过性好等。碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征,是一种力学性能优异的新材料。在道路桥梁工程中把预应力技术运用到碳纤维片中,可以充分地发挥碳纤维的强抗拉性,提高道路桥梁的混凝土梁的相关性能,进而提高道路桥梁的工程质量。
3.3混凝土路面工程中的预应力技术
对混凝土路面所用的混凝土构件和钢筋构件等采用预应力技术,对路面进行相对的约束,可提高桥面的承载力和抗变形能力,进而提高整个道路路面的工程质量,保证道路桥梁工程的施工质量,延长道路桥面的使用寿命。
4预应力技术存在的问题
在道路桥梁施工中,运用预应力技术增强混凝土和钢材的强度,进而增强混凝土构件的抗裂抗渗的强度、刚性和抗剪力,可有效节约工程施工材料,提高道路桥梁工程施工的质量,降低工程的成本,提高道路工程的质量,延长桥梁的使用寿命。尽管如此,仍存在着一些问题。
(1)钢筋管道堵塞问题在混凝土的浇筑过程中,可能会由于操作不当、时间把握不准以及不能及时地跟进保护等因素导致混凝土不能顺利地穿过预应力钢筋,造成混凝土质量不能达标,影响道路桥梁工程施工。
(2)预应力构件在张拉前出现裂缝混凝土收缩应力和温差应力的改变会导致裂缝的产生。再者,季节的变化、温度湿度的改变都有可能使预应力构件产生裂缝。
(3)预应力构件张拉力的失控预应力的施工主要靠人为操作,如果施工作业不规范,预应力张拉力控制不当,就会造成桥梁的质量问题,影响整个道路桥梁工程建设。
5解决预应力技术问题的措施
5.1钢筋管道堵塞问题的解决措施
(1)应先提高施工人员的综合素质,避免因操作不当引起的钢筋管道堵塞问题。
(2)为预防管道堵塞问题的产生,在施工之前仔细检查波纹管的质量,确定波纹管的安装位置,做好各方面的检查工作。
(3)当出现钢筋管道堵塞问题的时候,应及时将有问题的钢管替换下来。
5.2预应力构件张拉出现裂缝的解决措施
由于道路桥梁施工为户外作业,不能保持一个常温的工作环境。针对这个问题最主要的措施就是控制好温度和湿度,保证预应力构件的预制质量。在夏季施工时,可以用凉水来化热水泥;在冬季温度低的时候应做好保温措施,保证构件不因为热胀冷缩产生裂缝。
5.3应力构件张拉力失控的解决措施
提高施工人员的专业技能和业务素质,严格按照规范进行施工,保证张拉作业采用预应力筋伸长量和张拉力双重控制,保证预应力构件的质量。
由于道路桥梁是长期暴露在外界环境下的,并且使用的次数是数以万计的,需要承载着不同重量的物体。在道路桥梁工程建设中,路面和桥面铺装层往往采用的是半刚性结构,这种结构虽然在某一程度上增强了铺装层的的强度和承受能力,但这种结构易受温度的影响,温度差异越大,铺装层产生裂缝的可能性越大。尤其是北方寒冷地区,路面或桥面铺装层常常会产生裂缝。由于早晚温度差异过大,导致半刚性结构路面的受压性降低,最终在日常使用中出现裂缝,甚至导致崩塌。路面和桥面铺装层产生裂缝的另外一个原因就是长期的使用量,相对于人行道路的铺装层,车辆行驶的道路更易产生裂缝,由于车辆在行驶过程中往往会出现超载或急刹车的现象,车辆会严重的挤压并磨损地面,因此容易发生路面凹陷,进而产生断裂层,在这样长期的磨损情况下,路面和桥面必然产生裂缝,从而使得道路桥梁工程出现质量问题。
1.2 道路桥梁地基不均匀造成沉降问题
道路桥梁的地基质量决定了道路和桥梁的使用寿命,地基不均匀造成沉降的主要原因有以下几点:首先是在道路桥梁工程建设前期相关人员勘测施工场地不到位,进而设计的道路桥梁不合理,导致施工过程中施工技术存在一定漏洞;其次是一些施工人员在工程建设中为谋取利益而偷工减料,忽略了工程质量的达标成果,满足不了施工要求,最终导致道路桥梁地基发生沉降;最后是施工人员在施工过程中没有充分考虑到施工地点周围环境的地质变化情况,建设道路桥梁是需要很长时间的,长时间下地表层会遭到破坏,地质发生变化,土质的软硬度不均衡,造成地基不均匀,甚至引发地基沉降。地基沉降不均匀,则会使路面和桥面受力不均衡,对人们日常生活和车辆的行驶造成严重影响。
1.3 钢筋锈蚀出现断裂问题
在道路桥梁的建设过程中,钢筋是路基工程中重要的原材料,在路基的底层起着主要承重的作用。但是钢筋结构处于路基的内部,容易受到一些环境因素的影响而最终影响其原本的承载能力。比如说,钢筋和混凝土构成了桥梁的承重结构,若是混凝土施工过程或是后期受环境因素影响出现裂缝时,那么钢筋就相当于失去了混凝土这层主要的保护层,一些空气中的水分会大量的侵蚀到钢筋结构的表面,钢筋表面会在长期的水分影响下而发生化学变化,也就是产生表面锈蚀,锈蚀情况严重时,继而会引发钢筋结构的断裂。在外界环境中若是存在一些硫化成分的化学品时,更会加剧钢筋结构的锈蚀程度,使得道路桥梁工程在短时期内发生严重的断裂现象。
1.4 低质量的施工材料引发的桥头破损
桥头破损也是道路桥梁工程中常见的一种病害现象,桥头破损会使得道路桥梁的两端产生严重的变形,这种变形现象会使得整体桥梁的应力结构发生变化,进而使得道路桥梁原本的使用寿命和安全使用系数都在一定程度上有所降低。产生这种现象的主要是由于施工材料的质量不合格引起的,若是施工材料的质量不合格,则不能满足道路桥梁主要结构部件的支撑力的要求,道路桥梁上面长年累月的载重车辆行驶,会使得桥头不堪重负的碾压而产生局部断裂,给道路桥梁的安全通行埋下了严重的隐患问题。
2 道路桥梁工程的施工处理技术分析
2.1 裂缝修补技术
裂缝修补技术是专门针对道路桥梁铺装层的裂缝现象提出的一种施工技术,具体来说裂缝修补技术可分为表面修补、裂缝填充、裂缝灌浆等多种方法,具体方法的选择要依据表面裂缝的具体情况来确定。本节主要介绍表面修补技术。表面修补技术:这种方法适用于表面裂缝较浅的情况,其裂缝的宽度在0.2cm以下的情况。具体方法是,采用环氧胶泥或是水泥浆每隔5分钟便对路面裂缝涂抹一次,使涂抹的厚度达到1mm以后,再对其表面涂抹油漆或是沥青,以作防腐保护,最后采用玻璃纤维布覆盖表面,防止表面再次受外界环境的破坏影响。
2.2 裂缝填充技术
这种修补技术相对于裂縫修补技术来说,更具有加固的作用,适用于裂缝较宽,裂缝现象较严重的情况。具体方法是,在路面的裂缝处进行纵深方向的挖槽,在槽位里边采用水泥浆和环氧树脂胶按照一定比例的调配之后填充到路面的裂缝中,由于环氧树脂胶的性能较为稳定,其与水泥浆进行一定比例的调配后,性能稳固,对表面裂缝的修补更能起到稳固的作用。此外,在填充的工程材料中,还可添加一些防水性能较好的橡胶材料,这样更能使得裂缝在雨水天气时所受的影响较小。
2.3 锚喷施工技术
锚喷施工技术是针对于桥头破损提出的一种施工技术。锚喷具有凝结快、稳固性能高的特点,是处理桥头破损常采用的一种施工技术。具体的技术方法是,在借助锚喷设备超强喷射力的条件下,向裂缝部位喷射一定量的硅胶材料,然后在模板的加固作用下,用硅胶材料将桥体有效的粘结在一起。
2.4 钢筋锈蚀问题的处理
中图分类号:G642.477 文献标识码:A
概述
道路桥梁工程技术专业毕业设计是学生由专业学科知识学习转向解决桥梁工程实际问题的初步过渡,使学生完成面向工程设计实践的专业工程师基本训练。是理论与实际相结合的运用阶段,是学生将所学理论知识、专业知识和基本技能进行设计的重要实践过程。也是对学生所学专业知识及其应用能力的一次综合性检验。通过毕业设计,使学生系统的巩固专业知识,培养独立分析和解决问题的能力;提高设计计算及绘图能力、正确理解和运用《公路桥涵设计规范》相关条文的能力;掌握道路、桥梁的设计原则、设计方法和步骤。目前,我国的基建队伍的规模很大,但高素质的工程技术管理人员的比率相对较低,很难适应经济建设的需要。国家大力建设道路基础设施,对道路桥梁工程技术专业提出更高要求,要求多出人才、快出人才、出高素质人才。而我系道路桥梁工程技术专业2006年开始招生,属于起步较晚,教学体系和研究课程内容和改革的压力很大,毕业设计的内容和模式也比较单一和滞后。所以,怎样指导学生做好毕业设计,保质保量,提高效果,满足市场发展的需求,提高即将毕业学生的综合素质和社会竞争力已显得刻不容缓。
1 毕业设计工作中存在的问题
1.1 学生因素
学生中存在对毕业设计不重视,态度不认真现象。有些学生认为毕业设计只是走形式,随便对付就能够通过,对老师布置的要求、进度不予理会,临到答辩前匆忙突击。毕业设计安排于大三第一学期,此时正值学生找工作及参与专升本考试的关键时期。由于时间上的冲突,在两者的选择上,学生多倾向于把时间和精力投入于找工作中,或者全力以赴准备专升本考试,难以保证真心投入到毕业设计的全过程中。其次学生对毕业设计内容的理解较盲目,使学生的参与意识与角色意识不浓。
1.2 教师因素
指导教师对毕业设计的重要性认识不到位,导致了部分指导教师在指导毕业设计过程中责任心不强,出现放任自流现象。一些指导老师对毕业设计的质量把关不严,评分标准掌握偏松。带毕业设计的教师缺少科研、实验和工程实践经验。
1.3 选题单一
我系道路桥梁工程技术专业毕业的学生就业约占80%以上到检测单位、施工单位、监理单位、勘探设计、养护管理等单位。毕业生的就业现状是直接从事施工者居多,而设计选题仅偏重于道路桥梁设计,单一的选题将严重束缚学生的学习积极性,只要有一部分学生做完,其他大部分学生就“照猫画虎”。
1.4 毕业设计内容和资料缺乏
我系毕业设计参考资料大部分是参考其他学校,相对缺乏全面评价的资料,对工程实际指导意义不大,未能充分发挥学生丰富的想象力和创造能力。
1.5 理论联系实际欠佳
学生课堂所学的知识不能很快用实践验证,虽然实践环节安排接近50%,由于条件所限,学生实际到生产一线的机会很少,只有2周生产实习和10周毕业实习,而即使学生去了生产一线由于道路桥梁建设工期较长,在很短的时间不可能面面俱到。
2 提高毕业设计质量的途径
结合我系实际情况和对设计的指导经验,本人对道路桥梁工程技术专业毕业设计内容和模式展开了探讨,提出具体改革措施如下:
2.1 切实加强应用力学、道路工程测量、道路工程材料、计算机应用等基本技能训练的基础上,要加强实践环节,生产实习由2周改为4周,毕业实习由10周改为13周,其次是要提高校外实习的质量,使学生的实习落到实处。通过校外实习,使学生在具体工程建设施工现场中获得工程实践能力,再结合理论,提高工程技术应用能力和综合素质,为毕业设计打下了良好的基础。
2.2 改革课程设计环节,提高课程设计质量,应开设《桥涵水力水文》课程设计、《墩台与基础工程》课程设计、《桥涵工程》大作业、《道路工程》大型作业、《工程结构》大作业、《施工组织设计》综合练习、《路桥工程预算》大型作业7个项目组成的道路桥梁课程设计系列。其中有5个课程设计结合在一起就完成一座桥梁的工程设计计算与施工图绘制工作,使在毕业设计中没有进行桥梁整体设计的学生,也得到了桥梁设计与施工的系列训练。
2.3 选择路桥工程实际为毕业设计题目,强化学生工程意识。通过设计院提供真实的路桥建设题目,做到真题真做,在真实的工程环境中,使学生的综合知识得到了培养。
2.4 设计题目尽量做到一人一题。为了避免学生之间互相抄袭,我们要坚持做到一人一题。我们毕业设计时间是6+2周,学生必须完成方案比选、结构设计计算、施工图绘制、施工组织设计四部分的内容,加大施工部分内容。突出施工要求,要求学生通过设计理解施工。毕业设计是融合设计、施工、管理三者关系的最好方法,学生要熟练的掌握绘图和识图,要求最少绘制10张以上图纸CAD绘图必须不少于设计总图张数的1/3,且由指导老师指定绘制CAD图。
2.5 加强检查制度。毕业设计采用“多环节“指导方法,即教师指导一部分,学生设计一部分,教师既要集体指导,又要个别指导;教师既要教方法,又要讲清机理问题,还得介绍经验。对于优秀的学生予以适当增加难度和工作量,对那些平时态度不够端正的学生及时给予批评、规定每一阶段必须完成的内容,随时检查,充分发挥其积极性及潜能。一般在毕业设计的进行中,一定要做好前期、中期、后期检查。系里主管教学的部门也要随机进行抽查,学院教务处也要加大教学检查工作。这对毕业设计工作起到检查督促的作用。
结语
结合我系实际情况,各指导教师应做好充分的准备工作,以饱满的工作热情和认真负责的工作态度,积极按时做好毕业设计指导工作。学生必须严肃认真对待,要独立思考,勤奋努力,积极按时完成设计任务。激发学生学习兴趣和热情,提高学生专业知识综合能力,全面提高即将毕业学生的综合素质和社会竞争力,为培养合格的道路桥梁工程建设专业技术人才服务。
参考文献
1.市政建设道桥施工关键技术的应用
随着社会经济的不断进步及科学技术的快速发展,在道路桥梁工程建设中越来越多的新技术、新工艺应用于施工当中,这些技术的应用极大地提高了我国市政建设道路桥梁建设的质量,并推动了我国道路桥梁事业的快速发展。这些技术在市政建设道路桥梁施工中的大量应用,不仅能够确保工程施工的整体质量,还能延长工程项目的使用周期,实现企业发展的社会效益和经济效益。
1.1混凝土施工技术
在路桥工程施工中,混凝土施工技术占有重要地位。在进行道路桥梁桩基和基础环节施工中,其护壁浇筑作业要选用强度一致的混凝土,在桩基施工过程中,护壁高度要比地面超出50厘米,同时做好桩基护壁的防水工作。在混凝土浇筑施工前,要对混凝土的用料进行详细检查,确定配比率。由于桥梁工程还涉及到水下作业,因此必须提高水下浇筑的处理技术,只有这样才能避免混凝土出现坍塌问题。严格按照施工要求选择符合施工规范的混凝土,才能提高道路桥梁工程的整体质量。混凝土施工技术在整个施工过程中十分重要,基于此,在道路桥梁工程施工前施工企业必须做好施工准备工作,如对底部进行认真检查,避免出现渗水和沉渣现象,当发现问题时,要根据实际的施工情况,采用科学有效的处理方式进行处理。
1.2体外预应力加固技术
在预应力筋安装前,施工企业必须对每个锚具进行详细检查,确保其质量。尤其是粗钢筋的螺杆和螺母的匹配情况,必须对每个都进行试拧作业。对于水平筋和斜筋分别采用两根粗钢筋或斜杆为型钢的情况,要先固定斜筋和水平滑块,同时固定斜筋的上锚固点。滑块选用临时支架的方式在其垫板的位置上进行定位,随后在水平筋穿入。穿筋过程中必须确保水平筋两端丝头长度的一致性,对滑块位置进行检查且将滑移量进行预留。为降低张拉锚固时螺母拧紧难度,将两水平筋螺母上紧,并确保水平筋的中心对准滑块锚孔。
1.3路桥工程过渡段施工技术
1.3.1设置桥头搭板
桥头搭板方式是现阶段处理路桥过渡段桥头跳车问题的主要方式。为有效对沉降差进行消除,可以根据施工的具体情况,选用与之相适应的搭板,这种搭板必须能够承受全部行车荷载。
1.3.2台后填筑
桥梁两端出现路堤沉降问题,其主要原因在于地基、路基、路面三方面压缩变形形成。其中,地基产生压缩变形情况的主要原因在于路基路面的恒载和车辆荷载产生变化。在面层填筑过程中,当搭板与桥面拥有相同的面层结构及厚度,就不会出现沉降差问题。
1.4道路桥梁伸缩缝施工技术
伸缩缝安装之前,安装时的实际气温与出厂时的温度有较大出入时,须调整组装定位空隙值,伸缩缝定位宽度误差为±2mm,要求误差为同一符号,不允许一条缝不同位置上同时出现正负误差。安装时伸缩缝的中心线与梁端中心线相重合。如果伸缩缝较长,需将伸缩装缝分段运输,到现场后再对接,对接时,应将两段伸缩缝上平面置于同一水平面上,使两段伸缩缝接口处紧密靠拢,并校直调正。用高质量的焊条,逐条焊接,焊接时宜先焊接顶面,再焊侧面,最后焊底面,要分层焊接,确保质量,并及时清除焊渣。焊接结束后用手提砂轮机磨平顶面。
固定后应对伸缩缝的标高应再复测一遍,确认在临时固定过程中未出现任何变形、偏差后,把异型钢梁上的锚固钢筋与预埋钢筋在两侧同时焊牢,最好一次全部焊牢。如有困难,可先将一侧焊牢,待达到预定的安装气温时,再将另一侧全部焊牢。注意焊点与型钢距离不小于5cm,以免型钢变形。在焊接的同时,应随时用三米直尺、塞尺检测异型钢的平整度,平整度应控制在0-2mm范围,否则很容易出现跳车现象。在固定焊接时,对经常出现的预留槽内预埋筋与异型钢梁锚固筋不相符现象,要采用U型、L型、S型钢筋进行加固连接,以确保缝体与梁体的牢固连接。连接处焊缝长度应不小于10cm,应按照规范要求,采用浅接触,保证焊接长度。严禁出现点焊、跳焊、漏焊等现象。伸缩缝焊接牢固后,应尽快将预先设定的临时固定卡具、定位角钢用气割枪割去,使其自由伸缩,此时应严格保护现场,防止车辆误压。
2.市政建设道桥施工质量控制
现代社会对于一切事物的发展都着重强调可持续发展的理念,在科学技术高速发展的今天,可持续发展理念是一切事物发展的动力与源泉,并须引起所有行业和从业人员的高度重视。我国城市建设道桥施工技术发展与应用有着悠久的历史,并且在逐步发展和完善过程中,已经形成了一套完整、科学、系统的施工技术理论体系。但是随着时代的发展和科学技术的进步,无论多么先进的技术、理论,都必将被时代所淘汰。因此,道桥施工技术也一定要坚持可持续发展的战略,在吸收传统施工技术的同时,还要积极寻求新的施工技术方法与措施。路桥施工技术的可持续发展,可以从以下几方面入手:
(1)与时俱进,创新发展路桥施工技术的发展,必须坚持与时俱进的精神。路桥施工技术要在不断摸索、研究的过程中,以创新的形式向前大步发展。路桥施工技术作为现代城市道路建设工程技术应用的一个重要学科和门类,它在很多方面与其他建筑行业的施工技术是相通与互补的,但是同时它也有着自己的显著特点。路桥施工技术的发展涉及到建筑技术、施工技术、安全管理等诸多方面的技术问题,所以其创新发展决不能是片面的创新,而是要全方位、立体化、多角度的创新发展,这样才能符合国内路桥施工要求。
(2)提高路桥建设工程从业人员的整体技术水平目前,我国路桥建设工程从业人员的整体素质相对较低,普遍缺乏专业知识和高新技术的储备,这是难以满足现代路桥施工技术可持续发展要求的。如果想保证和坚持路桥施工技术的可持续发展要求,就必须加强对路桥建设工程从业人员的岗位培训和专业知识的教育,以提高路桥建设工程从业人员的整体专业技术水平,增强其责任心和工作热情。同时,路桥建设工程从业人员还要严格按照预定的施工组织计划、施工方案和技术措施,进行精心的管理和操作,要全面保证路桥施工的进度和质量。
3.结束语
综上所述,伴随科技的进步及经济的发展,我国道路桥梁工程施工技术也得到了极大的发展,更多新技术、新工艺得以开发利用,促进我国道路桥梁工程使用寿命不断延长,提高道路桥梁工程施工技术水平,是确保工程施工质量的前提条件,也是企业生存与发展的重要基础。
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中图分类号:TU74文献标识码:A
前言
近年来,在我国改革开放不断深化的情况下,经济快速发展的同时也带动着我国交通事业的快速发展,但是由于道路桥梁施工之中存在的一些问题,给国家和居民带来了不必要的经济损失,也为交通运输的安全埋下了隐患,因此,在道路桥梁施工存在的问题上必须给予高度的重视,不断探索新的解决方案,才能保证路面上车辆的安全出行。
一、我国道路桥梁工程分析
桥梁的整体结构还是比较复杂的,它的基本结构是由五个“大部件”与五个“小部件”组成。不要小看这几个小部件,它们都是构建桥梁的重要结构,没有它们的支承是很难形成一个完美安全的桥梁建筑中。所谓五大部件是指桥梁承受装载汽车或其他作用力的桥跨上部结构与下部结构,它们要通过所承受作用的计算与分析,保证通过的车辆能够安全行驶,是桥梁结构质量的保证。这五大部件是指:一、桥跨结构是路线遇到障碍中断时,能够跨越这种类似障碍的结构物。二、支座系统,它支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上,它应保证上部结构在荷载、温度变化或其他外界因素作用下所预计的位移功能。三、桥墩,是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。四、桥台,设在桥的两端,一端与路堤相接,并防止路堤滑塌。为保护桥台和路堤填土,桥台两侧常做一些防护工程。另一侧则支承桥跨上部结构的端部。五、墩台基础,是保证梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分,而且常常需要在水中施工,因而遇到的问题也很复杂。
二、我国道路桥梁施工存在的隐患
近几年我国经济社会迅速发展,基础设施建设也随着大力发展,道路桥梁的施工也越来越多,各类大桥完工也越来越多。然而,却也逐渐出现一种趋势,那就是施工速度越来越快,施工周期越来越短。如此一来,安全问题很可能也会随之而来,因为道路桥梁对安全性、耐久性都有着很高的要求,如果设计、施工周期太短,势必会减少安全性方面的考虑,很多隐患可能就在不知不觉中留下了。比如有些施工方因为承包价格较低,为了保证足够的利润,经常会采取将工程分包给资质低、经验不足的工程队,以此降低成本,如果层层分包,就会发生较多的以次充好、偷工减料等现象;另外,当今市场存在着一定程度的假冒伪劣现象,钢筋、器材、水泥、基础工程材料等等道路桥梁施工各个阶段所需材料都有可能用到假冒伪劣产品,如果遇到黑心包工,再加上监管疏忽,难免会出现将不合格材料用于工程,最后的结果必然是工程质量无法达到规范要求和设计标准,道路桥梁安全性也就得不到绝对保证,更别说必要的安全冗余了。
三、道路桥梁施工中的技术分析
3.1桥梁翻模施工技术
道路桥梁施工的顺利进行需要应用先进的科学技术。翻模施工技术就是一种比较古老传统的技术。翻模施工技术是用大的塔吊来提起大块的钢模通过工作平台支撑在钢模板的牛腿支架上的机器控制的,然后用塔吊缓慢地将工作平台和模板一起提升起来,并安排施工人员在工作平台的上下两层都进行模板的加工工作。翻模施工的模板一般分3层,每层都控制着一定的安全高度。模板通过工人用手扳葫芦提升安装,具体是每浇一层混凝土支一层模板,比较古老的桥梁都是采用这种翻模施工技术。
3.2桥梁滑模施工技术
与传统的翻模施工技术相比较,滑模施工是一种较为先进的施工技术,滑模施工技术相对比较成熟,逐渐在道路桥梁施工建筑中占据主导地位,成为一种新型道路桥梁施工技术。具有程度高机械化管理体系。滑模施工技术的原理是利用爬升式千斤顶提升模板及工作平台,随着混凝土的不断浇注,同时不停向上滑动的原理施工。在继续浇筑的过程中,必须先对施工中的细缝进行细致完善的处理,不能因为一个小细节处理不好,而导致施工过程失败。这都是我们要在桥梁施工中需要注意的。
四、道路桥梁施工中应该注意的问题
4.1提高桥梁沥青路面的施工质量
桥梁施工的原材料对于施工质量也起着至关重要的作用,首先是原材料的选择问题。从外观上对于工程使用最普遍、工程量较大的沥青混合材料。沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和对于桥梁的质量有着很大的影响。沥青混合料的配合比不合理,油石比较大,已铺筑的路面会产生壅包和泛油。油石比较小,路面会出现松散;矿料的质量不好,集料的
压碎值和石料的抗压强度太差和细长扁平颗粒含量过高,使路面混合料的稳定度降低,容易出现路面的各种病害。沥青混合料的拌合不均匀,有时当拌和设备出现意外情况,刚开炉或料温低,含水量大时,会出现料温不均匀现象;当筛分系统出现问题时,造成骨料级配发生较大变化。有时也会出现花白料,使路面难以摊铺成型;温度过高造成沥青老化,不能保证
沥青混凝土摊铺质量。由以上的介绍情况可知沥青混合料的配合比设计及沥青混合料的拌和尤为重要,它直接决定着桥梁路面的质量安全问题,需要得到我们足够的重视。
4.2加强道路桥梁的施工安全控制
道路桥梁的安全对于所有人都是相当重要的,尤其像桥梁建筑这种大型施工技术,它的本意是造福人类,决不能因此而伤害了人类发生无法挽回的悲剧,所以我们必须注意建筑的安全这方面的问题。进行施工建筑的工作人员必须携带安全带,防止出现意外事故,还要给施工人员购买保险,以防万一。在施工外侧隔离安全带,挂上安全网,防止高空落物伤人。加强用电网安全管理,施工重地的电量需求非常大,我们一定要确保用电安全,安装漏电保护器,停止施工时要切断电源。选择具有高级技能的工程师来操作施工,任何操作技术人员必须严格按操作规程进行操作。安排专职的安全员随时进行检查,发现安全隐患及时排除。对于使用的钢筋材料一定要严格把关,不能因为节约成本而忽视质量安全问题。时刻把人命安全放在首位。
五、结束语
总而言之,我国经济飞速发展,这对我国交通运输的容纳力等方面的要求越来越高,公路的拓宽对社会经济的发展、人民生活水平的提高会产生巨大的影响。随着我国经济的不断发展,我们已经进入了科技化的创新时代。我国的综合国力在各个方面都有了明显的提升。显而易见我国的桥梁建筑工程领域的发展是相当良好的。在桥梁施工中,各个环节密不可分,我们需要注意各个关节的问题,因为它会影响整个桥梁建筑施工的进度和质量安全。我们需要顺应时代的发展需要,创新出一套全新的科学理念,时刻注意各个方面的问题,促进我国桥梁建筑的更好发展。
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中图分类号:TU99 文献标识码:A
一、路桥工程施工技术管理
1、路面工程施工技术管理
路面工程施工技术管理工作,要从施工材料、施工方法以及施工质量这几个方面来展开。在施工材料方面,严控材料质量,分批试验严格检测,坚持不合格材料不准进场;在施工方法上要集中人力和设备,打开作业面,严格按照施工工序进行,杜绝偷工减料现象;在施工质量上,抓施工全过程质量,严格制约标高,保证路面基层厚度,严抓基层整体质量水平。
2、桥梁施工技术管理
桥梁工程施工技术管理工作,派有经验的监理工程师深人工地,要加大监理力度,把控质量,发现不足及时解决。成品混凝土构件有严重质量缺陷的,坚决弃之不用,构造物混凝土做到内实外光,表面密实,品质优良;不符合标准的模板坚决不准使用,模板及支架安装必须保证坚固、稳定,使模板尺寸合格、不变形;处理模板支立前必须校正、除锈,支立后涂脱模剂。
二、市政路桥施工存在的问题
通过下图的桥梁的基本结构简易图,我们便找出桥梁出现质量问题的原因。
1、高填土下沉
道路桥梁工程在通车后的一段时间内往往会出现高填土,高填土下沉是道路桥梁工程存在的严重问题之一,在深挖、高填、半填半挖、桥头引道高填土或立交桥互通匝道填方路段,往往会在通车一段时间后出现下沉,出现严重的危险情况。我们可以根据上图并根据实际情况不难分析出,高填土下沉主要是由下面两方面原因造成的。
施工因素
例如在进行道路桥梁建设的过程中,分层过厚,压实控制不好以及措施不当等;
材料的因素
例如工程材料的压缩系数偏大,最佳含水量和最大湿容重出现错误的情况以及在建设中采用的高塑性指数的工程粘性土等。这两方面因素的影响都会在不同程度上使道路桥梁工程出现质量问题,致使路面下沉,开裂或者变形。
2、路面不平
路面往往容易出现路面不平、水泥路面断板、沥青路面早期破损、开裂等现象。这些现象产生的原因主要由以下三点:
(1)对基层的平整度的严格控制没有做到位,更甚者会产生较大波浪式的起伏;
(2)在进行道路桥梁施工过程中,对路面施工缺乏严格的控制,压路机的操作者自身的专业能力比较低;
(3)基准线出现失控的情况。
这些情况的发生,必然会给交通带来很大的不便,严重的甚至会威胁到生命,每个问题都不容忽视。
3、沥青路面出现早期破损的质量问题
造成沥青早期破损的原因主要由以下几个方面:
施工控制造方面的问题
现今,很多道路桥梁工程在建设时,都只追求地面的平整度,却对施工过程中的压实度的关注。工程建设所需材料到场以及终压时的温度比较低,甚至在低温的环境下对路面进行过度碾压。
(2)施工材料配合比不标准
施工材料配比不合理,使得地基的承载能力不够,引起沥青路面出现早期破损的情况,从而导致了道路桥梁的质量问题。
三、加强市政路桥施工的综合管理
1、控制施工成本
合理有效地控制施工成本,用有限的资金创造出更多、更大的效益,最大限度地发挥资金的使用效益,使得有限的资金能够创造更大的价值和利益。是施工管理的一个重要目标。路桥工程施工技术方案有利于建筑企业有效地控制工程造价,是路桥工程施工经济效益实现的重要手段。施工方案的优化选择是施工企业降低工程成本的主要途径,路桥工程施工技术方案中施工方法的确定、施工顺序的安排、施工机器的选择都是在长期的施工实践经验,而且联系具体工程项目的现场规模、性质、复杂程度形成的,具有科学性、合理性,是最合理、最经济的方案,有利于对各个生产要素的支出控制。对施工技术方案的落实实施是节约成本的关键,工程技术人员、材料员、现场管理人员应明确分工、形成落实技术组织措施的方案。
2、加强施工技术管理工作
施工技术方案的确定有利于形成系统化的管理体系,有利于加强施工技术管理工作。施工技术方案的确定要组织参建各方主体编制冬期施工方案和质量安全技术措施;结合工程自身实际情况,合理安排施工工序;根据气候条件的变化,作好施工组织设计;作好冬期施工的材料、能源、专用设备、生活设施等资金保障及施工准备工作。方案中应具体规定,施工单位要组织质量责任主体认真学习和熟悉冬期施工规程及验收规范。特别是针对冬期施工易出现的“缺陷”和“质量通病”。管理人员要依据实际情况,编制好冬期施工方案并进行交底,做到懂施工、会管理,切实抓好施工现场操作人员业务素质和技术水平,使冬期施工方案落实到人、到物。使得施工技术方案能够较好的服务于施工现场技术管理工作,共同促使路桥工程达到高的质量水准。
3、保证市政工程施工质量
项目施工的质量控制应遵循五个具体原则。坚持质量第一、以人为本的宗旨,人是质量的创造者,质量控制必须以人为本,以人为出发点。贯彻执行科学、公正、守法的职业规范与道德观念。坚持预防为主、防治结合的原则,事前控制、事中控制、事后控制全方位结合,严格检验、对工作质量的检查,确保施工项目的质量。施工方案的确定,关系着施工过程的工程质量,正确的技术手段是施工质量的保证。依据施工技术方案采取的一系列检测监控措施、手段与方法,是施工质量的重要保证。 在工程施工过程中,施工方案是直接影响施工质量的关键。做好质量控制管理,是保证施工方案实施与目的的保障和手段。作为建设工程项目施工质量管理的指南,高水平的施工技术方案可以突出施工重点,以便于科学、具体、详细合理地组织切实可行的方法和有效措施;科学、合理地组织人力与物力、生产与储存、供应与消耗、专业与协作、使用与维修施工的程序、步骤、施工方法实行质量控制管理。
4、质检及其标准是施工方案的依据和质量目标
为了使施工质量有可靠的保证,施工方案的实施和效果与质量检查及标准相关,其标准是施工方案确立的依据与结果,是施工质量的最终目标。在施工方案中,要求每分部分项工程都必须根据国家现行颁发的建设工程施工技术操作规程、施工及验收规范、质量检验及评定标准进行检查、验评。建立检查制度,对每分部分项工程技能型开工前检查、工序交接检查、隐藏工程检查、办理验收签证手续。根据工程项目内容采取不同方式进行检查。验评质量以期达到预定标准。
结束语
随着市场经济的不断延伸,城市市政工程建设的飞速发展,市政工程施工组织与管理的新技术的不断涌现,道路工程建设已经成为我国国民经济建设的重要组成部分,在高速发展的现代社会,经济对于交通的依赖性越来越明显,在交通体系当中,道路交通建设对经济的发展有着决定性的意义,而且在以后相当长的一段时间内,道路将会发挥愈加重要的作用,尤其是市政道路建设。因此如何加强市政道路工程的质量,已经成为了社会关注的话题。要保证最终的道路工程质量能达到特定的指标,满足设计的要求,实现设计目的一系列管理的活动,市政道路工程施工技术的管理水平必须进行提高,也就需要相关部门继续完善市政工程的施工组织和管理,来确保市政工程的建设质量,降低工程建设的成本,促进建筑工程的效率提升,对于进一步推进市政工程施工产业的长久协调发展也具有非常重要的意义。
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关键词:道路与桥梁工程;生产实习;驻地实习;教学研究
中图分类号:TV3-4; G642.423 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04011004
道路与桥梁工程专业是一个实践性很强的专业,学生毕业后绝大多数在道路与桥梁工程生产第一线从事工程设计、工程施工和工程管理等方面的工作。西南石油大学土木工程与建筑学院的道路与桥梁工程专业以培养“强施工、能设计、懂管理”的高级应用型人才为目标,长期致力于加强学生理论学习和实践锻炼教学模式的探索。目前,土木专业类院校对实践教学环节尤为重视,以西南石油大学本科培养方案(2009版)为例,道路与桥梁工程课程实践教学环节包括道桥工程认识实习、工程地质实习、工程测量实习、道桥工程设计实习、道桥工程生产实习、道桥工程毕业实习及论文(设计)等六大部分,累计实习学时30周。其中道桥工程生产实习共4周,是仅次于道桥毕业实习及设计的一个重要实践性教学环节。
道路与桥梁工程生产实习具有延续时间长、涉及知识面广的特点。学生通过生产实习,深入道桥工程工地一线参加生产劳动,理论与实践相结合,系统地深化巩固所学理论知识,综合应用各专业知识,在实习中锻炼和培养自己的动手能力、独立工作能力和分析解决问题的能力,并积累工程经验。同时也使学生初步了解道路与桥梁工程施工的工作特点,获得道路与桥梁工程专业的感性认识,熟悉常用建筑材料、桥梁结构形式与构造特点、施工技术及施工组织管理等方面的专业知识,为后续课程的学习打下基础。因此,生产实习对道路与桥梁工程专业学生工程技术能力和创新能力的培养起着举足轻重的作用。
一、传统生产实习的组织方式及特点
西南石油大学土木工程与建筑学院道路与桥梁工程专业自2002年创办
至今已有近8年的时间。结合石油类高校特点,根据生产实习教学大纲和教学计划,道路与桥梁工程专业生产实习时间一般安排在第六学期末。此时,专业基础课的学习基本完成,部分专业课的学习也已开始,学生已具备一定程度的专业知识,生产实习就成为学生入学以来第一次真正意义上的实地练兵[1]。西南石油大学土木工程与建筑学院道路与桥梁工程专业2005年至2008年4届学生的生产实习均采用参观的传统模式。
(一)传统生产实习组织方式
西南石油大学传统的生产实习方式和绝大多数高校一样,主要有两种形式,即集中参观实习和自联实习。
1.集中参观实习
集中参观实习是指在实习带队指导教师统一领导下的集体实习,即“统一指挥、集体行动、教师或现场技术人员讲授、学生听讲、现场观摩、亲身体会”[2]。这种实习模式其优点在于整个实习过程能对所有实习学生进行思想、业务和纪律等方面的教育、指导和管理,既有深入施工现场进行观摩和实测的过程,又有现场工程技术人员进行专题讲座的环节,同时指导教师还能随时检查、指导实习进程[3],实现了指导教师在生产实习期间对学生学习和安全的全程掌控,因而可确保实习任务的顺利完成。
2.自联实习
自联实习即学生自主联系实习单位,完成实习任务,返校后通过生产实习答辩和实习报告等考核环节给予学生实习评价的实习方式[4]。这种实习方式的优点在于,学生通过自主与实习单位接触,锻炼了沟通交流能力。实习时间由学生和实习单位协商,学生能够利用更多的时间了解工程建设,更加深入、完整和系统地把握整体工程。此外,还可利用生产实习机会增加学生就业意向单位。
(二)传统生产实习组织方式的缺点
1.生产实习教学资源相对短缺
道路与桥梁工程专业生产实习不同于建筑工程等专业,可以以一个相对稳定的地方作为生产实习基地安排实习。道路与桥梁工程专业生产实习需要根据工程项目的情况来制定生产实习计划,确定
实习地点。而大型桥梁和道路工程项目往往远离城市,就近寻找有价值的工程项目相对较难。同时,随着高校连续多年扩招,我校道路与桥梁专业实习学生人数也从2005年的60人逐年上升到2012年的100多人。能够提供生产实习现场的施工企业考虑到施工工期、施工进度、安全生产及管理等方面的因素,一般不愿意接受这么多人的参观实习。因此,道路与桥梁专业生产实习教学资源相对短缺。
2.生产实习经费不足
由于受专业特点限制,道路与桥梁专业生产实习现场往往离学校较远,加上学生人数较多,由此产生的交通费和住宿费是一个庞大的开支。实习期间还有补助费、专家讲课费和实习工地收取的管理费、指导费等,支出较大,学校能够提供的生产实习经费常常十分有限,常常入不敷出。
3.生产实习内容及深度均未达到要求
尽管生产实习指导书对实习内容(如:路基工程、路面工程、桥梁工程、涵洞工程等)提出了详细的要求,但由于施工工期较长,在实习期间学生的实习任务很难全部完成。集中参观实习需要老师详细指导,然而学生人数多,带队教师少,无法达到“一对一”讲解,因此集中参观实习往往变成“走马观花”,实习深度无从谈起,实习质量受到严重影响。
4.生产实习的指导和管理不到位
传统实习方式中自联实习虽然优点较多,但却存在指导和管理不到位的不足。学生自行联系实习工地,实习场地分散在全国各省,实习指导教师难以进行长时间的深入指导;部分实习工地指导人员缺乏责任感,不管学生实习效果与表现,都能得到评价较高的实习评语,甚至个别没参加实习的学生,也能通过关系拿到完成了生产实习的实习回函和实习单位鉴定表。
二、生产实习方式的改革
从2009年开始,西南石油大学道路与桥梁工程专业教师进行了生产实习的改革探索,逐步摸索出一些可行的生产实习方式,其中以现场驻地实习为主的生产实习具有较好的效果。
(一)现场驻地生产实习组织方式
现场驻地生产实习方式是相对传统生产实习方式中的集中参观实习方式而言的。这种方式是由带队教师根据学生的特点和实际情况,通过联系实习单位,安排学生与施工技术人员同吃同住同工作,学生深入到施工现场,直接参与项目的施工和管理,由实习单位和学校实习队共同指导学生完成生产实习教学过程。
(二)现场驻地实习的特点
1.生产实习内容全面化,生产实习环节多样化
安排学生现场驻地实习的工程项目,往往
在沿线不同地方同时进行几个工序的施工,涉及内容涵盖了路基工程、路面工程、桥梁工程、隧道工程、交通工程及附属工程等。例如2009年的成灌高速铁路施工、2010年的成简快速路施工、2011年的成绵乐城际铁路施工、2012年的成都第二绕城高速公路施工等项目,沿线同时在进行路基路面施工、桩基础施工、桥墩施工、上部结构混凝土浇筑、预应力钢筋张拉和桥面铺装等,学生在实习期间可根据自己的情况进行各个工序的学习。因此,整个实习期间,学生的实习内容全面丰富。
在生产实习期间,为保证实习质量,达到教学目的,必须合理安排生产实习环节,切忌一个环节到底的模式。现场驻地实习环节一般安排4~5个,第1周安排学生进行工程测量工作,温习和巩固测量知识;第2周安排学生进行现场施工检测工作,熟悉专业知识;第3周安排学生到项目试验室,让学生学习试验知识;最后1周可以安排学生到资料室,学习内业整理知识。同时,学生还可以根据实习情况,查阅实习单位资料和相关文献,解决实习中遇到的工程问题,培养学生独立思考与创新的能力。而周密的实习环节设计,也避免了实习过程中的单调和乏味,提高了学生的实习兴趣。
2.实现了“一对一”的实习指导
针对传统生产实习模式中学生多、老师少的情况,现场驻地实习可做到一个学生对应一个“老师”,这位“老师”就是现场驻地实习的师傅。实习单位给每位学生指派一名具有丰富工程经验的工程师做师傅。在实习过程中,学生可以就施工现场的具体工程问题请教师傅,真正做到技术层面上的“一对一”指导;同时师傅在为人处事和职业道德等思想品质方面对学生也将产生潜移默化的影响。
3.学生的实际动手能力和工程技术能力得到锻炼和培养
现场驻地实习可以真正让学生参与工程实践操作。例如在施工现场学生可以利用工程测量课程有关水准仪、经纬仪和全站仪知识进行高程测量、角度测量及路线测设等工作;在工地试验室可以利用土木工程材料课程有关材料的拉伸、压缩和混凝土配合比知识进行钢材拉伸试验、混凝土配合比设计及其抗压强度试验等工作。学校在2009-2012年的驻地生产实习中有近4/5的学生进行了上述工作的实践操作,使学生的动手能力得以锻炼,也增加了学生学习的兴趣。通过现场的实际操作,学生还可以发现自己的不足和差距,并及时补充欠缺的知识,实现“理论到实践再到理论”的良性循环。
在驻地实习的过程中,学生还多次参与实习单位召开的工程项目特点、工程进度及影响施工技术难题专家研讨会,学到了如何发现问题及处理具体问题的方法。在这种良好工程环境的耳濡目染中,学生积累了大量工程实践经验,一定程度上使学生的工程技术能力得到培养。
4.实习单位类型多,扩大了学生的视野和与社会的交流机会
采用驻地实习方式,实习单位不像集中参观实习那样仅仅局限于施工单位。学校在近4年的生产实习中,接触了各种不同类型的实习单位,除施工单位、监理单位和设计院外,还有建设单位和政府部门。如新都兴城投资有限公司、新都交通局、北部新城管委会等。在上述单位实习有利于学生全面了解道路与桥梁工程领域,熟悉与专业相关的各种类型的单位,提前接触未来的工作环境,树立正确的就业观,对毕业选择就业单位将产生积极的作用。
(三)现场驻地实习的成效
通过4年驻地实习方式的探索,学生生产实习成效明显。具体表现在以下几个方面:第一,学生的实习质量明显提高。现场的实际操作,不仅锻炼了学生的动手能力,也培养了学生的学习兴趣,学生很容易与现场技术人员进行交流,真正参与到生产实践中。从学生的生产实习日志和实结中,也能明显看到实习质量优于以前。第二,缓解了生产实习经费不足的矛盾。驻地实习中,实习单位一般都能解决学生的吃住问题。对于部分表现优秀的学生,实习单位在实习结束还会给予部分酬金。第三,解决了部分学生的就业问题。实习单位通过驻地实习对学生进行了全方位的考察,了解学生具备的能力,并利用学生实习的机会提前培养自己未来的员工,而学生通过现场锻炼,更加清楚企业需要员工具备的精神、知识和能力,同时也认识到自身的不足和今后努力的方向。根据统计,4年里,学生通过驻地实习签订就业单位的数量逐年上升。
(四)现场驻地实习方式存在问题
1.监管力度不够,实习安全责任不明确
驻地实习过程中,由于实习单位比较分散,学校和带队教师对学生缺乏有效的监管手段,影响实习教学效果。另外,学生在实习期间的安全问题,教师无法进行有效的全程监督。一旦出现安全事故,学生、实习单位和学校之间的责任不明确。
2.专业课程开设晚,实习时间短
学校生产实习安排在第六学期末,道路与桥梁工程专业课程大多开设在第七学期,学生在实习过程中接触到的专业知识较多,却没有相关的专业知识背景,这就增加了实习的难度。同时,生产实习时间仅有4周,对学生而言刚刚上手做一些实际工作时,实习就结束了,学生得不到进一步的锻炼。
3.实习单位接收学生数量有限,联系实习单位相对困难
生产实习时间一般安排在每年的暑假,这一时段实习学生多,也是道桥施工的黄金时间段。施工单位考虑到学生没有工程经验,到工地实习也有一定的安全隐患,一般不愿意接受较多的学生实习(一般一个项目部只接受5~6人左右),甚至不接受学生在这一时间段实习,因此,道路与桥梁工程专业联系实习工地难度较大。
(五)完善现场驻地实习方式的措施
1.加大监管力度,与学生和实习单位分别签订安全协议
为保证实习效果,在实习期间,带队教师应加大监管力度,加强对实习工地实习学生的巡查。经常抽检学生的实习日志,发现问题及时处理。实习结束后举行生产实结答辩,以此检查学生的实习效果。
学生在实习期间的安全问题,除了对学生进行安全实习教育外。还要求学生与带队教师及学校签订安全协议,明确教师和学生各自的安全责任。实习学生应该严格按照实习单位要求按时上下班,按照实习单位规章制度开展实习工作。若违反实习单位规定导致实习不能顺利完成或出现安全事故,由学生自己负责。
2.优化教学计划,调整生产实习时间
根据教育部推出的卓越工程师培养计划,学校道路与桥梁工程专业采取“3+0.5+0.5”的教学模式,培养应用型人才。 “3+0.5+0.5”教学模式是指理论课程在大学期间的前3年完成,第七学期进行半年的生产实习实践教学,第八学期完成毕业设计。采用这种模式解决了学生理论知识不足和实习时间过短两大问题,实现了“理论—实践—理论—再实践”的良性循环。
3.建立相对稳定的“产学研基地”,确保长效机制
实习单位难寻是各专业普遍存在的问题,应合理安排实习时间,避开实习高峰时段和早动手落实对口生产实习单位,保证驻地实习的顺利进行。此外,还应逐步建立一些长期相对稳定的 “产学研基地”,对学生的驻地实习提供长期的保证。同时也可以对社会公开学生实习的需求,与有需求的单位、企业合作,形成长期的良性互动机制;也可以从国家层面或地方层面制定一些鼓励企业接受大学生实习的政策。
三、结语
通过多年的生产实习教学探索,笔者认为,驻地实习是一种强化工科学生工程能力的有效手段,同时在提高学生的学习积极性,锻炼学生的社会交流和沟通能力,提高学生就业机会等方面,也起到了富有成效的作用,值得进一步的研究和探讨。
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职业教育实践教学体系是职业教育内涵的核心,可以说,职业教育实践教学体系决定职业教育人才培养目标的实现。土木类专业实践教学体系的研究,是目前土木类专业亟待解决的问题,不建立符合本专业人才培养目标的实践教学体系,就无法进行具有实际意义的专业实践教学,更谈不上提高实践教学水平。
一、实践教学体系的基本框架
我校2000年与哈尔滨铁道职业技术学院联办五年制铁道工程(地下工程)技术专业;为整合教育资源,促进社会紧缺人才的培养, 2002年设立石家庄铁道学院职业技术分院齐齐哈尔校区,开设铁道工程技术和道路桥梁工程技术等专业,2005年增设地下工程与隧道工程技术专业。从此,我校走上了交通职业的发展之路。从2002级学生入校时起,我们就开始探索建立职业实践教学体系的问题,跟踪土木类专业技术的发展,开展实践教学,在完成理论教学的同时,努力构建实践教学体系。
实践教学体系包括教学实践(含实验、现场教学)、课程设计(专项实践)、实习(生产实习)和毕业实习(集中实践)等内容。 就土木类专业而言,树立实践教学与理论教学并重的观念,确立实践教学改革的核心地位,并组织和鼓励师生参加实践教学环节的改革,从而建立起以教学实践为基础,学期专项实践为补充,实习集中实践为重点的实践教学环节的完整体系。具体方案如下:
“三年不断线”的实践教学架构是以教学计划为依据,从实践教学的时间上考虑的,主要体现“全过程实践”的原则,是指将实践教学贯穿到整个理论教学过程中,学生在学习期间参加实践的时间不断线。以“密切联系实际”为原则,安排教学实践。
二、实践教学的实施过程
在实践教学过程中,我们首先对教学大纲和实践教学时间进行分解,在“三年不断线”的框架下,安排好课程实践教学环节,保证实践教学时间,确保实践教学质量。我们的主要做法是:
在第一学年的专业基础课教学活动中,按照理论教学与课程实践1∶1的要求安排实践教学(如:建筑材料、工程测量、工程制图),培养学生专项实践能力。
在第二、三学年的专业课教学活动中,在保证完成教学计划的同时,适时增加和调整教学内容,培养学生综合实践能力。
在第三学年现场实践环节,提出“结合实际自主选题,根据现场实践内容拟定题目,努力提高现场实践质量”的要求,由学生根据本专业的综合培养目标和教育要求,结合岗位选题。对指导教师的资格严格把关,要求指导老师对选题、论文撰写、毕业答辩等各个环节都要认真审阅、指导和签署意见。学生结合顶岗实习开展实践教学,是其实现自身价值、达到适应岗位的需要。由于所选课题切合实际,既深化和拓展了学生的知识面,锻炼了学生的实际动手能力,又可以使学生为今后发展打下良好的基础。
三、实践教学体系的基本建设
(一)提高认识,加强实践教学基地建设。
1.确立实践教学在职业教育的核心地位
“职业教育要培养二十一世纪与我国社会主义现代化建设要求相适应的、具备综合职业能力和全面素质的、直接在生产、服务、技术和管理第一线的应用型人才”。要培养技术应用型人才,就应重点培养学生动手能力和实践能力。2003年起,我们首先在铁道工程技术和道路桥梁工程技术两个专业进行试点,削减理论教学学时,并对理论课进行整合,加大实践课的学时。当然,各专业普遍增加实践教学学时,必须有足够实验实训基地才能满足教学要求,面对这样的形势,我校逐渐认识到建立实验实训基地的重要性和迫切性,决心加大实验实训基地建设力度,并达到职业院校的教学计划中对实践课时的要求。
2.加大实验实训设施的投资力度,突出职业特色,强化实验实训手段。
职业教育由于其自身的特点,要求有较大的资金投入,为了走好职业教育之路,学校加大了对实验实训基地建设的投资力度。几年来,学校每年投入资金数百万元进行实验实训基地建设。
(1)加强实训基地建设,完善职业教学手段。
职业教育应以技能训练为主,因为从社会经济发展的需求看,交通工程既需要一批理论研究、工程设计人才,更需要一大批将设计图纸转变成产品的技术应用型人才,而这正是我们培养人才所要达到的目标。我们培养的学生应具有一定的理论知识,同时具备较强的实践动手能力。基于这种认识,我们在原有的一些基础实验室和专业实验室的基础上,建立了一批新的实验室和实训基地,并对各专业实验室进行了整合。我校现有校内测量实训基地两处:水平角观测基地、全站仪观测基地;校外实习基地三处:牙克石实习基地、碾子山实习基地、市郊实习基地。在此基础上学校投入专项资金建立了“计算机软件开发实训基地”、“铁道工程信号实训基地”、“土木工程实训基地”。我校土木类专业实习实训基地及实训岗位详见表1。
(2)突出测量、CAD绘图在实践教学环节中的重要作用。
随着交通工程的飞速发展,测量、CAD绘图的广泛应用,我们非常重视发挥测量、CAD绘图在各专业实践教学中的作用。测量、CAD绘图训练课针对学生的兴趣,上课时多利用仪器、模型,培养学生的专业兴趣;通过学习兴趣小组的动手实践,让同学们体验“专业成就感”。重视技能课,对于基本技能如测量、专业识图、绘图等定期举行技能大赛。这些都使学生可以具有岗位竞争力,对学生提高实践能力,强化动手能力起到了很好的作用。这样,学生上岗后很快就能适应工作需要。
同时,我们注意在实践教学中开发教学课件及自制施工录像,这样不但可以提高学生学习的积极性和学习的趣味性,还可以提高实践教学的效率。我们配合认识实习购买了“土木工程概论”课件,同时,结合桥梁工程和铁路轨道课,自制了“铁路预应力后张梁预制” 和“线路维修”施工录像,不仅节约实践教学的成本,又很好地达到了实训的目的。
另外,我们更重视发挥实物在教学中的重要作用,现已建成工务实训基地、桥梁实训基地、涵洞实训基地、道路实训基地,进一步提高了教学效果,提高了学生学习的积极性。
3.加强校企合作,建立校外实训基地。
由于社会岗位发展变化很快,校内的实习实训条件不可能完全满足实践教学要求,而且也不可能搞大而全。让学生到生产岗位进行实训、比模拟岗位更加具有真实性,可以使学生更快适应生产一线的要求,更加适应经济建设的需要,也可以补充学校实训条件的不足和缺陷。为此学校建立了几十个校外实训基地。
(二)积极探索,建立实践教学体系。
经过几年的努力,目前我校已形成了以培养技术应用能力为主线的“五双教学模式”即:理论教学大纲和实践教学大纲的“双纲”并举;理论教学课堂和实践教学课堂并行的“双课堂”制;理论教师与实践教学教师结合或两者兼能及专兼教师结合的“双师”施教;学生实行“毕业证”加“岗位资格证” 的“双证”齐发;理论教学体系与实践教学体系并重的“双轨”同步。
1.制订实践教学计划和实践教学大纲
我们在制定理论教学计划和教学大纲的同时,制订了各种实验、实习、实训的教学计划和教学大纲,学生按照大纲的要求完成包括实习、实验、实训在内的实践教学环节,并完成相应的报告,单列成绩的实验课(实践课)要进行单独考核,主要考核学生实验(实践)技能、实验(实践)报告质量,重点考核学生的实际动手能力,成绩记入学生成绩册。这些成绩将会影响到学生的升留级以及毕业。
2.实行双课堂教学方式
我们在校内设有实习基地,在实习和技能培训期间随时可以进行理论教学,这样理论教学和实践教学可以交替进行,以便取得最佳的教学效果。
3.加强实践教师队伍建设,培养双师型教师。
能否培养出具有实践技能的高技能人才,与是否能建立和形成一支高水平高素质的师资队伍紧密相关。一方面我校不断加强教师队伍建设,采取了引进和转培的形式加强实训指导教师队伍建设,学校鼓励一些文化基础课教师选修第二专业和培训一项技能,还鼓励专业教师到现场进行职业技能培训,取得相应资格的技能培训教师证。在政策的鼓励下,学校大多数专业教师都获得“双师证”,他们多数都能兼任两门以上课程。另一方面,我们对新引进的青年教师进行实践教学方面的培训,如派到现场进行培训。此外为了弥补实践教师不足问题,学校还积极引进和外聘部分现场经验丰富的高级技术人才,建立了外聘教师人才库,充实实践教师队伍,收到了良好的教学效果。
4.实行“双证书”制度
实施职业教育应当根据实际需要,同国家制定的职业分类和职业资格制度相适应,积极推行毕业证书和职业资格证书两种证书制度。通过学校学业考试和有关部门组织的职业技能鉴定两个方面的考核,促进职业能力的提高。我校是黑龙江省测量职业技能鉴定站,除负责本校的学生技能考核外,还承担着全市七区九县中职对口升高职的测量技能考核任务。我们从2006年开始在铁道工程技术、道路桥梁工程技术、地下工程与隧道工程技术专业进行试点,拟合作建立职业技能鉴定站,可以进行测量工、绘图员、桥隧工、线路工等中、高级工的职业资格培训和考核。学生实行“毕业证”加“岗位资格证”的“双证书”制度。
四、实践教学实施过程中存在的问题与思考
经过十几年的探索,我校实践教学体系正逐渐形成,为培养土木类专业人才提供了有效的保障。其成效从我校毕业生的就业情况充分体现出来,我们的毕业生受到了用人单位的普遍欢迎,每年就业率高达95%以上,我们学校的学生就业观念切合实际,愿意到现场一线工作,有较强的实践动手能力,受到用人单位的好评。正是由于我们的学生就业率高,所以近几年,我校土木类专业的学生数量呈逐年上升趋势。
但在实施过程中仍存在重视集中实践环节,轻视课程实验的现象,平时教学与现场实际仍有脱节现象,专业课时略显不足,部分实践性教学环节比较薄弱,都在一定程度上影响了学生质量。由于学生自主选题,相应地增加了管理难度,对指导教师及学校的教学支持服务系统提出了新的更高的要求。
总结实践教学体系建设的经验,我们有如下思考:
1.加强实践教学体系建设是发展职业教育的必然要求
教育界对于职业教育的特色基本形成了共识,其中最重要的特色就是它的实践教学。可以说,没有实践教学体系就不能称其为职业教育,也就没有中等职业技术教育的立足之地。
首先,我们的学生仅仅知道一些理论知识而没有实践技能,在实际工作中是毫无用处的,也是毫无岗位竞争力的,因此加强实践教学体系的建设,加强学生实践能力的培养在职业教育中是十分重要的。其次,加强实践教学环节还可以使学生能够更好地掌握和消化所学理论知识,提高学习的积极性和主动性。因此,我们的铁道工程技术、道路桥梁工程技术专业的学生,由于掌握了测量技术和CAD技术,就业时表现出较强的竞争力。几年来,我校的土木类专业毕业生已在工程局及路局享有良好的声誉。
2.加强实践教学体系建设是社会经济发展对职业教育的内在要求
随着我国社会经济的发展,随着全球经济一体化的形成,社会需要大量交通技术型人才(实用型,技术应用型),这些人才正是职业教育所要培养的,那么,如果作为职业学校没有一套完善的实践教学体系,就培养不出合格的社会经济建设需要的人才。我们通过对工程部门的调查,现场缺乏大量一线的能解决现场问题的技术型人才,可以讲,这类人才已出现了供不应求的情况。目前,大多数职业院校在建设实践教学体系时,碰到的问题就是经费问题,应该充分利用社会资源进行实践教学,建立一些校外实习基地,实现资源共享。这样可以较少的投入取得较好的效果。
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(a)-0-01
我国的交通事业和桥梁建设出现了一个全新的时期,道路建设和国道系统以及桥梁技术、桥型、跨越能力和施工管理水平的提高。根据建设部有关加强安全、质量控制的要求,对于危险性较大的工程、重要部位、关键环节或采用新工艺、新材料、新方法可能影响质量安全的工程施工项目,要制定专项施工方案,以确保工程质量、施工安全。
1 投标施工
施工组织设计必须按招标文件规定的内容编写,必须响应招标文件的要求。编制的一般要求是:文字简明扼要、图文并茂的说明分部分项工程的施工方法和方案;主要施工设备、劳动力的使用计划;结合招标文件的要求和工程的特点,提出切实可行的工程质量、安全、文明施工、环境保护及工程进度,同时对关键工序提出相应的技术安全措施及对地下、地上设施的保护等。
2 施工前的准备
仓库与材料堆场的布置。通常考虑设置在运输方便、位置适中、运距较短并且安全防火的地方,并应区别不同材料、设备和运输方式来设置。临时水电管网及其他动力设施的布置。当有可以利用的水源、电源时,可以将水电从外面接人工地,沿主要干道布置干管、主线,然后与各用户接通。临时总变电站应设置在高压电引入处,不应放在工地中心;临时水池应放在地势较高处。
3 施工部署
施工部署是对整个建设项目从全局上作出的统筹规划和全面安排,它主要解决影响建设项目全局的重大战略问题。一般应包括确定工程开展程序、拟定主要工程项目的施工方案、明确施工任务划分与组织安排、编制施工准备工作计划等内容。在保证工期的前提下,实行分期分批建设,既可使各具体项目迅速建成,尽早投入使用,又可在全局上实现施工的连续性和均衡性,减少暂设工程数量,降低工程成本,充分发挥国家基本建设投资的效果。所有工程项目均应按照先地下、后地上;先深后浅;先干线后支线的原则进行安排。如地下管线和修筑道路的程序,应该先铺设管线,后在管线上修筑道路。施工组织设计中要拟定―些主要工程项目的施工方案。这些项目通常是建设项目中工程量大、施工难度大、工期长,对整个建设项目的建成起关键性作用的建筑物(或构筑物),以及全场范围内工程量大、影响全局的特殊分项工程。
4 施工质量控制
4.1 严把材料,设备的质量
施工中材料是建筑工程的物质基础,只有使用好的材料才能保证工程的质量问题。建筑企业要对建筑工程负责,增强自己企业的责任感,和社会感,在施工中要使用合格的材料,不能去偷工减料,对各种使用的材料,如混凝土、钢筋、水泥、砂子等,要做好采购要把握好,这是保证材料的第一步,只有好的采购标准才能获得符合的材料,让工程得到保证;做好检测关,这是第二步,对所采购的材料做好检测,经常性的进行抽查,检测。最后要对材料进行正确的使用,按照一定的规范,来进行安装。只有物质基础能保证才能保证工程施工中的质量问题。
4.2 施工中要全面管理
建筑设计单位要合理精心设计,和充分的考虑建筑使用的各种因素,认真进行考察,设计中要及时考虑自然灾害的影响,做到极强的抗灾能力,对设计的图纸要符合建筑的规范,符合国家的相关法律规定,认真履行自己的职责,保证设计的质量。建设单位要按照一定的程序进行招标,把工程要承包给具有一定资质的企业,招标中要按照国家的规定来,公平公开,保证建筑的质量,维护国家的财产。监理单位要加强自己的监管力度,明确自己的职责,按照规定对工程进行检验,采取旁站的方式,全面对工程进行监理,认真负责、保证质量。施工单位要要以“质量第一、百年大计”为责任,要管理好施工中的质量,按照规定进行管理和操作,不能偷工减料,不能去违背社会责任感,要对工程的质量负责,保证工程的质量不受影响,增加企业的经济效益和社会效益。
4.3 市政桥梁施工单位要履行职责
施工单位是保证工程质量的基础,是确保安全教育的重要组成,对工程的安全管理工作起着很重要的作用。《安全生产法》第十七条规定:生产经营单位的主要负责人对本单位安全生产工作负有下列职责:(1)建立、健全本单位安全生产责任制;(2)组织制定本单位安全生产规章制度和操作规程;(3)保证本单位安全生产投入的有效实施;(4)督促、检查本单位的安全生产工作,及时消除生产安全事故隐患;(5)组织制定并实施本单位的生产安全事故应急救援预案:(6)及时、如实报告生产安全事故。作为施工单位要树立起强烈的社会责任感,使用合格的材料,按照一定的规范来操作,要根据法律的规定,对工程负责,对施工人员负责,企业的管理人员要重视安全工作,要做到“安全第一、预防为主”。
5 桥梁施工的要点
(1)钢筋砼桩宜尽量整根预制,整根施打。万不得已时,才用法兰盘连接。 (2)接头位置越深越好。接头必须在局部冲刷线1 m以下。在一个墩台中,同一水平面内接头数不得超过基桩总数的1/4。(3)对于打入桩,在一定的打桩条件下,其承载力与贯入度相对应。打桩条件主要是:锤重和冲击能量的大小、桩垫材料的种类和厚薄。设计部门应在图纸上详细说明:单桩设计承载力、锤的规格型号、桩垫材料的种类和厚薄、贯入度、标高等。无论柱桩还是摩擦桩,均以控制桩尖标高为主,当桩尖已达设计标高而贯入度仍较大时,应继续锤击至接近控制贯入度。当贯入度已达控制贯入度而桩尖标高未达设计时,应继续锤击10 cm(或30~50击),如无异常变化即可停锤。(4)护筒埋设位置要精确,上下要竖直。开孔第一钻的位置和垂直度,要给予特别关注。严格做到沉渣厚度不大于设计规定。在导管安装好后,砼开盘前,必须测一次沉渣厚度,并以该次所测厚度为准。导管顶端比孔内水位应高4~6 m。特别是在浇筑最后10 m时,必须严格做到。
参考文献
[1] 丁小晴.浅谈市政桥梁工程混凝土外观质量施工控制[C]//第三届中国建设工程质量论坛论文集.2009:588-589.
[2] 高大永.市政桥梁工程基础钻孔灌注桩施工技术探讨[J].黑龙江科技信息,2011(32):315.
[3] 陶俊喜.对市政桥梁工程的施工组织及方法的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012(9).
一、引言
作为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料混凝土因其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状,并且耐火性好、不易风化、养护费用低等等优点使之成为桥梁涵洞最基本的材料。但是混凝土有个极大的缺点是抗拉能力差,容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明,几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的,有些裂缝很细(<0.05mm),对结构的使用无大的危害,可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,致使混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀,混凝土的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,危害结构的正常使用。近年来,我国交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂成为“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。本文对混凝土桥涵裂缝的种类进行分析、总结,以求找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的目的。
二、桥涵混凝土裂缝种类
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥涵裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
(一)混凝土收缩引起的裂缝
在工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩(干缩),另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
(二)地基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂,就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型,并且同一个桥涵不要分期建造,基础埋置深度在冻涨线以下,避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。
(三)温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
(四)钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度;施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制外加剂用量。
(五)混凝土材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
(1)水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。
(2)砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。
(3)拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。
(六)冻胀引起的裂缝
当气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀,因而混凝土产生膨胀应力,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多 、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等,均可能导致混凝土冻胀裂缝。
(七)施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。
三、结束语
公路桥涵混凝土的质量关系到道路安全和人民生命安全,因此重视桥涵混凝土的裂缝将是相关桥涵设计、施工、监理、运营管理等各个部门的同一责任。通过上述的分析,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥涵出现裂缝。因此,严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理,是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理,及时发现和处理问题也是特别重要的一个环节。
Abstract: the concrete highway bridge design, construction of a variety of reasons are often work with crack, each of the cracks of all is a reason, through the search for this reason of cracks, and to find effective measures, prevent the occurrence of crack. This paper according to the highway bridge concrete cracking reason for the kinds of crack briefly analysed.
Keywords: highway bridge; Concrete; Crack types
中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
一、引言
近年来,我国交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂成为“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。本文对混凝土桥涵裂缝的种类进行分析、总结,以求找出控制裂缝的可行办法,达到防范于未然的目的。
二、桥涵混凝土裂缝种类
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥涵裂缝的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种:
(一)混凝土收缩引起的裂缝
在工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩(干缩),另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实,竖向变截面处宜分层浇筑。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3%),钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
(二)地基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂,就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型,并且同一个桥涵不要分期建造,基础埋置深度在冻涨线以下,避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。
(三)温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
(四)钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀,使得钢筋有效断面面积减小,钢筋与混凝土握裹力削弱,结构承载力下降,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度;施工时应控制混凝土的水灰比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制外加剂用量。
(五)混凝土材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格,可能导致结构出现裂缝。
(1)水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。
(2)砂石粒径太小、级配不良、空隙率大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土的强度,使混凝土收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中云母的含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。转贴于 中国论文下载中心
(3)拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。
(六)冻胀引起的裂缝
当气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀,因而混凝土产生膨胀应力,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多 、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等,均可能导致混凝土冻胀裂缝。
(七)施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。