1關(guān)于公路彎道的橫坡超高設(shè)計(jì)問題
在公路彎道上(主要是在立交橋匝道上)經(jīng)常出現(xiàn)貨車側(cè)翻或貨物側(cè)滑墜落,或者貨車沖出護(hù)欄事故,究其本質(zhì)原因,就是在彎道上的實(shí)際行駛車速與該路段設(shè)計(jì)車速差別過大,彎道的設(shè)計(jì)橫坡與實(shí)際車速嚴(yán)重不匹配,也是一個(gè)理論(規(guī)范)與實(shí)踐出現(xiàn)矛盾的問題。公路的彎道橫坡設(shè)計(jì)與該路段的設(shè)計(jì)車速、彎道半徑和車輛狀況(重心高度和兩側(cè)輪胎寬度)等因素有關(guān),根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),公路最大設(shè)計(jì)超高橫坡是10%。在現(xiàn)實(shí)中,必須正視的幾個(gè)事實(shí)是:①在彎道上出事故的絕大多數(shù)是超高貨車,小車翻車現(xiàn)象很少見。②在主道上,無論該段公路的設(shè)計(jì)車速有多快,絕大多數(shù)載重超高貨車車速一般都控制在60~100km/h,也很可能在彎道上行駛更緩慢甚至停車(0~50km/h)。③在立交橋匝道彎道上,存在兩種情況,一種是當(dāng)車輛比較多時(shí),行車速度一般在0~30km/h,貨車側(cè)翻或貨物側(cè)落事故往往就發(fā)生在此地段的低速行駛或停車狀態(tài);另一種是當(dāng)車輛很少時(shí),從主道高速駛來的貨車不減速,在匝道上超速行駛,會沖出匝道護(hù)欄外翻車。針對車輛在彎道容易出現(xiàn)側(cè)翻事故的處理建議為:①公路彎道路段的最大超高橫坡設(shè)計(jì)應(yīng)該主要考慮超高貨車的實(shí)際車速、貨車的最大側(cè)翻承載力與最大橫坡之間的匹配關(guān)系,根據(jù)超高載重貨車的最快速度和停頓兩個(gè)極限狀況對橫坡進(jìn)行折中考慮更安全合理,而不應(yīng)該完全按照公路的設(shè)計(jì)車速來設(shè)計(jì)橫坡(如在50km設(shè)計(jì)時(shí)速的匝道彎道按照30km/h車速設(shè)計(jì)橫坡,在120km設(shè)計(jì)時(shí)速的主線彎道按照100km/h車速設(shè)計(jì)橫坡);②根據(jù)折中考慮之后的車速所設(shè)計(jì)的彎道超高橫坡,可能對按設(shè)計(jì)速度行駛的小車略有不適,但卻能避免或大大減少貨車的側(cè)翻事故;③對從主道進(jìn)入立交匝道彎道出現(xiàn)的個(gè)別車輛超速行駛而沖出護(hù)欄翻車的情況,可以通過加長漸變段、設(shè)置限速標(biāo)牌和減速帶等綜合措施解決。
2關(guān)于對曲線段橋梁的精細(xì)化施工要求
根據(jù)常識,平曲線彎道不能做成分段折線,而應(yīng)該符合平曲線的和順要求。當(dāng)平曲線彎道半徑較小時(shí)(如立交匝道橋),上部預(yù)制梁或現(xiàn)澆梁的兩側(cè)翼緣板也必須要求近似地按照平曲線凹凸要求施工(一跨內(nèi)不能做成直線),否則,僅靠混凝土防撞護(hù)欄的外觀做成曲線,而梁板翼緣位置的防撞護(hù)欄鋼筋要么騰空焊不上(彎道外緣),要么被割除(內(nèi)緣),實(shí)際做不到護(hù)欄鋼筋焊接生根,這很危險(xiǎn)。目前施工單位更多地是做不好橋梁豎曲線,主要包括橋面鋪裝層和防撞護(hù)欄。橋墩墩頂位置的橋面標(biāo)高準(zhǔn)確地位于豎曲線上,而跨中的預(yù)制或現(xiàn)澆梁一般是空間直折線,該折線與豎曲線有漸變的矢高誤差,所以,在豎向凹曲線部分,應(yīng)該按照反拱施工預(yù)制梁或現(xiàn)澆梁頂板;在豎向凸曲線部分,應(yīng)該按照起拱方法施工預(yù)制梁或現(xiàn)澆梁。
3關(guān)于是否設(shè)置掛籃懸澆箱梁橋面的混凝土調(diào)平層問題
長大橋面瀝青混凝土面層的剝落開裂是一個(gè)普遍的工程病害,其中對用掛籃懸澆的連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)了橋面混凝土鋪裝調(diào)平層,是否是其中一個(gè)重要的病害致因目前存在爭論。事實(shí)上,用掛籃懸澆施工的連續(xù)箱梁,由于分的節(jié)段多而且影響懸臂箱梁結(jié)構(gòu)撓度變形的因素復(fù)雜,各節(jié)段的懸臂撓度值實(shí)際上很不容易按照監(jiān)控設(shè)計(jì)值控制。因此,懸臂橋的頂面很難達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高和平整度要求,而且經(jīng)常有預(yù)埋鋼筋的露頭和孔洞處理不好,隨之給直接攤鋪橋面瀝青混凝土面層施工帶來一系列問題:①橋面防水層如是冷噴涂(如fyt-1),就很容易被鋼筋頭或凹凸不平的混凝土突出塊戳穿;如是預(yù)拌熱瀝青碎石防水黏結(jié)層,由于混凝土面凹凸不平會造成碾壓不到、黏結(jié)不好,對防水層質(zhì)量均有不同程度的影響甚至破壞;②瀝青混凝土面層厚度嚴(yán)重不均(高差10cm以上很常見),凹面部分壓不實(shí),會直接影響瀝青混凝土的壓實(shí)度和平整度?傊,通過現(xiàn)場事實(shí)分析發(fā)現(xiàn),對掛籃懸澆橋梁不設(shè)橋面混凝土調(diào)平層,對橋面瀝青混凝土及其防水層破壞性更大。由此建議:在節(jié)段懸澆連續(xù)橋箱梁的頂面應(yīng)該預(yù)留6~8cm厚的鋼筋網(wǎng)片混凝土調(diào)平層并預(yù)留插筋,只要在施工中做到把箱梁頂面沖洗干凈、鑿毛,用細(xì)石混凝土、降低混凝土坍落度、將該調(diào)平層混凝土強(qiáng)度等級降低到C35(滿足結(jié)構(gòu)受力強(qiáng)度要求即可),采取面層掃毛等比較容易做到的措施,確保該調(diào)平層混凝土的質(zhì)量,則認(rèn)為該調(diào)平層混凝土是薄弱夾層、容易自身剝落開裂的可能性就很小?傊,對混凝土調(diào)平層的質(zhì)量控制相對于掛籃懸澆箱梁的撓度而言,容易控制得多。因此,在掛籃懸澆橋面設(shè)計(jì)了混凝土調(diào)平層,更容易保證瀝青混凝土面層的質(zhì)量。
4關(guān)于橋梁預(yù)應(yīng)力的有關(guān)設(shè)計(jì)和施工問題
在橋梁預(yù)應(yīng)力實(shí)工中,目前經(jīng)常在張拉順序和空間布置2個(gè)方面出現(xiàn)較大矛盾。在橋梁結(jié)構(gòu)中沒有像工民建結(jié)構(gòu)那樣使用主梁和次梁的名稱,但主、次梁的結(jié)構(gòu)受力機(jī)理同樣存在。例如,在下部橋墩沒有設(shè)置蓋梁的現(xiàn)澆連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式中,位于墩柱支座頂部的隱含橫梁相對于橋跨縱向箱梁腹板梁而言,墩頂橫梁是主梁,縱向腹板梁是次梁;箱梁頂面的橫向懸臂翼緣板相對于縱向橋跨箱梁腹板梁而言是次梁,縱向橋跨的腹板梁又是主梁。所以,對于存在明顯或隱含主、次梁概念的連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)而言,確定橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力張拉施工順序的原則應(yīng)該是對稱、均衡,先主梁后次梁,或主梁和次梁各半交叉進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。在空間布置產(chǎn)生矛盾時(shí),“次筋讓主筋、主筋讓預(yù)應(yīng)力筋”是鋼筋施工的一個(gè)基本原則,但在實(shí)際操作中,會經(jīng)常出現(xiàn)諸如需要割斷鋼筋造成一定的結(jié)構(gòu)削弱、工人返工量大激發(fā)矛盾、施工方與監(jiān)理、業(yè)主方產(chǎn)生意見分歧等很多困擾。所以,首先要求設(shè)計(jì)院必須在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)就把鋼筋縱、橫向空間布置放在一起考慮,在有空間沖突的地方預(yù)先在設(shè)計(jì)圖紙上基本“消化掉”,只將一些小問題留給現(xiàn)場解決。“精細(xì)化設(shè)計(jì)”必須走在“精細(xì)化施工”的前面,只有精細(xì)化設(shè)計(jì)和精細(xì)化施工都做好了,才可能出現(xiàn)精細(xì)化產(chǎn)品。
5關(guān)于承重支架和混凝土模板等施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)的有關(guān)問題
混凝土承重支架及混凝土模板結(jié)構(gòu)垮塌,幾乎是所有建筑施工從業(yè)者的心腹大患。很多事故,不是大家不重視,而主要是現(xiàn)場人員對這些臨時(shí)結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理不明,不知道關(guān)鍵細(xì)節(jié)和如何去檢查驗(yàn)收,即主要是專業(yè)技術(shù)水平不夠、盲目作業(yè)造成的。鑒于施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)事故易發(fā),在施工規(guī)范中,應(yīng)該更加細(xì)化明確其設(shè)計(jì)計(jì)算方法,以及施工中各道工序的關(guān)鍵細(xì)節(jié)處理措施,F(xiàn)在很多施工招標(biāo)文件都規(guī)定用某厚度的鋼板作面層模板,其實(shí)這是對模板工程的不完整理解;炷聊0褰Y(jié)構(gòu)應(yīng)該是由面板及其后面的橫、豎兩層背方,最后是對拉螺桿或外在頂撐等構(gòu)件組成的一套完整的結(jié)構(gòu)受力體系,混凝土的側(cè)壓力(或豎向重力)通過面板向后面各結(jié)構(gòu)構(gòu)件層層傳遞,各構(gòu)件的受力和變形機(jī)理各不相同,其中面板的受力和變形受其本身的材質(zhì)和厚度及其后面背方的間距等綜合因素控制,而不僅僅是考慮面板自身因素。實(shí)際上,只要認(rèn)真進(jìn)行模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更換面板,用光面竹膠板作面板配型鋼(或方木)后背支撐的組合模板,使用效果也很好,而不應(yīng)該在招標(biāo)文件上硬性規(guī)定用某厚度的鋼板。
6對公路橋梁的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)實(shí)狀況的比較分析
現(xiàn)行公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)是15m長的5軸貨車總重550kN,每車道的車輛前、后行駛車距按約45m考慮,車輛軸載大約按100kN考慮;橋梁計(jì)算是用一個(gè)跨中集中荷載(180~360kN)和一個(gè)橋跨均布荷載(10.5kN/m)的組合模型;橋梁交工驗(yàn)收檢測試驗(yàn)是用前、后輪距4.8m的3軸車總重35~40t,各并排車道前、后各3輛緊接;目前在公路上實(shí)際普遍行駛的重車車輛是15~18m長6軸車總重85~120t、軸載為150~200kN,而且往往一個(gè)車隊(duì)有多輛貨車前、后緊跟行駛,行駛距離前、后經(jīng)常不到20m,集中?吭谟覀(cè)車道時(shí)的前、后車距經(jīng)常是2m左右?梢钥闯,橋梁交工驗(yàn)收荷載超設(shè)計(jì)荷載約1.5倍,而目前實(shí)際行駛在橋梁上的重車荷載與設(shè)計(jì)荷載相比,則超載較大(2倍以上)且較為普遍。如果按照設(shè)計(jì)考慮的前、后車距45m,則每跨橋所受的目前實(shí)際車輛總荷載的超限值并不太大(約為2倍設(shè)計(jì)荷載),但關(guān)鍵是因?yàn)槌霈F(xiàn)了故障車或車禍等突發(fā)事件造成堵車,前、后和左、右車距只有1~2m,車輛停滿了橋面,即使是一個(gè)55t的正常貨車隊(duì)全部緊鄰?fù)T谟覀?cè)車道,其車輛荷載就會大大超過設(shè)計(jì)值,而這種情況在市政橋梁和穿過市區(qū)段的公路立交橋很常見,即使是高速公路,這種現(xiàn)象也很常見。針對目前車輛超載嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)狀況,有的橋梁設(shè)計(jì)院就在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上自行上調(diào)了設(shè)計(jì)安全系數(shù),這種不得已的“超規(guī)、違規(guī)設(shè)計(jì)”行為,雖然起到了保住他們所設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)不垮塌的作用,但也助長了一系列社會上的歪風(fēng)邪氣,結(jié)果使車輛制造商、車主、交管部門、施工單位大家都不嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),就勢必會走向更大的惡性循環(huán),橋梁垮塌事故就會越來越多。為此,站在工程建設(shè)者的角度建議:①希望車輛制造商、公路運(yùn)輸管理等行業(yè)與公路工程建設(shè)行業(yè)一道,共同嚴(yán)格遵守國家制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并層層把關(guān),嚴(yán)防超載、超限車輛上路行駛;②公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)除了注重橋梁縱向跨度的荷載標(biāo)準(zhǔn)外,還要對橋梁的橫向翼緣懸臂、箱室橫跨、橫向整體平衡穩(wěn)定,以及施加縱向預(yù)應(yīng)力之后對結(jié)構(gòu)橫向產(chǎn)生的影響等情況加以注意或增加某些規(guī)定;③公路車輛最不利組合荷載標(biāo)準(zhǔn)、橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載模型和橋梁交工荷載檢測試驗(yàn)三者之間,無論是在車輛形式還是力學(xué)換算(單跨橋的車輛總荷載及最大單軸載)都應(yīng)當(dāng)規(guī)定基本一致才令人信服,而且,城市橋梁與公路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該統(tǒng)一;④應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)荷載的貨車隊(duì)(至少5輛)及小車在停滿車時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)所產(chǎn)生的最不利分布荷載,對公路橋梁進(jìn)行總體和最不利局部的結(jié)構(gòu)計(jì)算及平衡穩(wěn)定驗(yàn)算,而且應(yīng)該用計(jì)算機(jī)軟件暗箱操作與結(jié)構(gòu)工程師手算相結(jié)合的方式驗(yàn)算。
7關(guān)于如何處理嚴(yán)格遵守現(xiàn)有規(guī)范和突破現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定的矛盾
現(xiàn)有的任何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并沒有包羅萬象,都有歷史和涵蓋范圍的局限性。一方面需要對不斷涌現(xiàn)的創(chuàng)新科技成果及時(shí)增加內(nèi)容;另一方面是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),需要彌補(bǔ)或糾正現(xiàn)有規(guī)范存在的缺陷。“四新”成果和新發(fā)明層出不窮,其做法沒有現(xiàn)成的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)可依。于是,在工程實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)的矛盾是,新東西都是規(guī)范中沒有的,規(guī)范中沒有的無論正確與否就不讓做,做了就要承擔(dān)“責(zé)任”。政府應(yīng)該有一套完善的創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)法律機(jī)制,或者建立創(chuàng)新科技成果風(fēng)險(xiǎn)投資基金來承擔(dān)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),規(guī)定哪一個(gè)級別的專家對方案設(shè)計(jì)或評審有效,可以在沒有通過最終成果評審之前預(yù)實(shí)施,評審專家和使用方、監(jiān)管方各有哪些責(zé)任。經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有的事故經(jīng)事后檢查,基本上都符合規(guī)范和管理程序,但實(shí)際卻發(fā)生了事故甚至很大事故,這就是現(xiàn)有規(guī)范并沒有涵蓋某些偶然因素(不全面),或者沒有涵蓋某些不為人知的細(xì)節(jié)因素(不深入)造成的,遇到這種情況,往往就以施工單位違章操作的結(jié)論來“糊弄人”。對于如何遵守現(xiàn)有規(guī)范和突破現(xiàn)有規(guī)范矛盾的正確做法應(yīng)當(dāng)是:尊重客觀事實(shí),在參照現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(質(zhì)量、安全和環(huán)保指標(biāo)不變或有所提高)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用科學(xué)原理、科學(xué)計(jì)算和科技方法手段來解決現(xiàn)場實(shí)際問題,用理論指導(dǎo)實(shí)踐,又在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新、總結(jié)和提高國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的理論水平。9結(jié)語1)只有全面實(shí)施了精細(xì)化的設(shè)計(jì)、施工和管理,才能生產(chǎn)出精細(xì)化的產(chǎn)品,而逐步提高、適時(shí)更新國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求正是精細(xì)化思想得以強(qiáng)化的前提。2)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范只有與時(shí)俱進(jìn)地不斷更新提高、更加符合社會實(shí)踐的規(guī)律,才能夠起到積極的促進(jìn)作用。