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毕业:高速公路安全评价(完整版)资料(可以直接使用,可编辑优秀版资料,欢迎下载)成人高等教育毕业设计(论文)题目:高速公路安全评价学生姓名:高鑫函授站点:济南学号:043152000专业名称:交通工程学习层次:专本学习形式:函授指导教师:张良智审核签字:二○一零年十月摘要系统研究国内外道路运营安全评价先进技术,认为各种安全评价方法有其优缺点,单一方法使用时,难以得到全面、可靠的评价结果。在此基础上,结合我国高速公路运营状况,提出了运用速度协调性分析、事故调查与分析、设计符合性以及运营安全评价清单进行评价的高速公路运营综合安全评价方法。该方法能最大程度地发现事故隐患、预防事故的发生或减轻事故的严重程度。并运用该方法对某改建高速公路进行了运营安全评价,指出了改建高速公路两处事故多发路段和各个方面的安全隐患,证实了综合安全评价方法的有效性。关键词:道路安全高速公路事故综合安全评价ABSTRACTSystem’sresearchaboutevaluationofroadsafetyathomeandabroadadvancedtechnologyoperationsholdsthatavarietyofsafetyassessmentmethodhasitsadvantagesanddisadvantages.Whensinglemethodisused,It’sdifficultinobtainingreliableevaluationresults.Onthisbasis,ratecoordinationanalysis,accidentinvestigationandanalysis,design,operationalsafetyassessmentofcomplianceandthelistofcomprehensiveevaluationoftheHighwaySafetyEvaluationofoperationshavebeenproposedtouse,consideringtheoperationalstatusofthehighway.Themethodalsohasbeenusedtocarryoutoperationalsafetyassessmentonareconstructionhighway.Itpointsthattheproposedalterationsaccident-pronesectionsofHighway2and3areasofsecurityrisk,confirmingtheeffectivenessofintegratedsafetyassessment.KeyWord:roadsafetyhighwayaccidentcomprehensivesafetyevaluation目录TOC\o"1-2"\h\z\u前言 11绪论 21.1 高速公路安全现状及背景 21.2 公路交通安全性评价概述 32 高速公路安全管理评价体系分析 52.1人的因素 52.2 车的因素 52.3 路的因素 62.4环境的因素 62.5管理的因素 63高速公路运营安全评价方法 83.1速度协调性分析 83.2事故调查与分析 83.3设计符合性检查 93.4运营安全评价清单评价 93.5交通冲突技术 103.6综合安全评价方法 114案例分析 134.1我国某高速公路运营安全评价 134.2忻阜高速公路交通安全性评价 155高速公路安全评价研究结论及安全建议 195.1高速公路安全评价研究结论 195.2高速公路安全建议 19参考文献 21致谢 22前言随着经济的发展,高速公路遍布各地,在高速公路上发生的交通事故成为一个日益突出的社会问题,给国家和人民造成了巨大的经济损失。为防止和减少事故的发生及损失,有必要对道路的安全性进行分析和评价,以期找出安全隐患,采取各种安全措施,提高公路交通的安全水平。而影响高速公路交通安全的因素是极其复杂多样的,各因素的影响又具有灰色性。为了便于定量描述各影响因素对高速公路交通安全的作用,可以应用灰色综合评价法,来评判道路与环境因素的高速公中交通安全水平。现阶段对于事故频发、死伤严重的高速公路,急需进行安全评价及改造;同时,许多早期修建的双向4车道高速公路,已不能满足交通量迅速增长的需求,急需拓宽改建,在改建前必须进行运营安全评价,有针对性地消除安全隐患。而现阶段还没有一套适合我国实际、行之有效的高速公路运营安全评价方法。本文通过理论研究及实践,提出一套实用的安全评价方法,以期能改善高速公路运营安全现状。1绪论高速公路安全现状及背景随着交通行业的发展,公路的“本质安全”越来越受到关注。实践经验表明,只有立足于公路设计,通过优化线形设计才能从根本上消除交通安全隐患。若受地形条件或投资等因素限制,优化线形设计无法实施时,则交通安全隐患是必然存在的,采取交通工程措施只能在一定程度上减少事故损失和严重程度,而无法从根本上消除隐患。近年来,为了进一步提升公路的“本质安全”,在不断丰富设计理念和设计方法的同时,公路交通安全性评价在公路行业发挥了越来越重要的作用,国外研究表明,道路安全评价可有效地预防交通事故,降低交通事故数量及其严重度,减少道路开通后安全改善和运营管理费用,提升交通安全水平,其投资回报是15~40倍。我国高速公路建设发展迅速,但高速公路交通事故伤亡及财产损失,令人触目惊心。从图1可以看出,2000—2003年,高速公路通车里程、事故数以及事故死亡人数分别由1.6万公里、17217起、2021人增加到2.9745万公里、36257起、5269人;随着高速公路通车里程的快速增长,事故数也相应增加,而事故死亡人数增长更快。
图1.1高速公路里程、事故及死亡人数增长情况截至2007年年底,我国高速公路通车里程已达5.36万公里,“五纵七横”的国家高速公路网已基本形成。但高速公路运营安全状况较差,呈现出事故率高,而且远远高于普通公路的趋势。
京石高速公路曾经仅9个月间就发生交通事故799起,事故率为120起/(亿车公里)[1],京塘高速公路1993年事故率90起/(亿车公里)[2]。而1995年,美国高速公路事故率仅为0.75起/(亿车公里),法国为0.57起/(亿车公里),日本为0.56起/(亿车公里)[2]。据1997年公安部统计,全国高速公路每百公里事故死亡率是普通公路的5倍,平均每千米发生的事故1.89起,而一般公路每千米发生的事故数仅为0.24起,高速公路是一般道路的近8倍。因此,现阶段对于事故频发、死伤严重的高速公路,急需进行安全评价及改造;同时,许多早期修建的双向4车道高速公路,已不能满足交通量迅速增长的需求,急需拓宽改建,在改建前必须进行运营安全评价,有针对性地消除安全隐患。而现阶段还没有一套适合我国实际、行之有效的高速公路运营安全评价方法。笔者旨在通过理论研究及实践,提出一套实用的安全评价方法,以期能改善高速公路运营安全现状。公路交通安全性评价概述公路交通安全性评价,是以保障公路运营后交通安全为目的,采用定性和定量的安全评价方法,从公路使用者安全性和舒适性的角度,对公路项目设计方案或公路现有运营状态中影响行车安全的潜在风险因子进行评估论证,判断公路运营后发生交通事故的可能性及其严重程度,并提出安全对策措施的交通安全工作。上个世纪80年代末英国就率先开展了道路安全评价工作,澳大利亚、新西兰在90年代早期,加拿大、美国在90年代中后期都普遍推行了道路安全评价制度,其后,意大利、新加坡、马来西亚、南非、丹麦、荷兰、香港等国家和地区都开展了安全评价工作。从国内外的关于公路交通安全性评价的研究和应用看,安全审核(RoadSafetyAudit)是比较成熟、有效的安全性评价方法,但是基本上依据评价小组成员的经验,现有各国的指南也基本上限于清单、案例,属于定性评价。美国IHSDM模型(交互式公路安全设计模型)是从多方面进行定量价的系统,主要包括政策模型、事故预测模型、设计一致性模型、交叉口归纳模型、交通分析模型等。其中,事故预测模型分为事故预测基础模型研究、AMF(AccidentModificationFactors)研究、敏感度分析、事故预测模型应用研究等。公路交通安性评价在国内也已经得到了广泛应用。2004年交通部颁布了《公路项目安全性评价指南》(JTG/TB05—2004)推荐性行业标准,提出了高等级公路常用的安全评价方法,以及工程可行性研究阶段、设计阶段、运营阶段的评价内容和报告格式[2]。随着公路交通安全性评价技术的发展和广泛应用,已经逐步由高速公路和一级公路延伸至双车道公路。为更好地发挥公路交通安全评价工作对于提高双车道公路交通安全的作用,已着手编制双车道安全评价技术指南。在公路交通安全性评价技术方面,也开展了大量研究工作。2003年西部交通建设科技项目《西部地区公路交通安全评价》对国内共计5350多km的运营路段进行了调研,采集了线形、交通量、事故等数据,建立了双车道公路事故预测模型、双车道公路交叉口交通安全性预测模型和高速公路交通安全性预测模型等。2004年西部交通建设科技项目《公路交通安全手册》提出了我国双车道公路、无分隔带双向四车道公路以及高速公路等的安全性描述和预测,并从路网角度基于事故分析提出了进行安全养护管理时提高路网安全性的决策方法。高速公路安全管理评价体系分析高速公路交通安全是一个由人、车、路、环境、管理组成的系统问题,这5个因素相互协调、相互作用,任何因素出现问题,都将影响到交通安全。其中人的因素至关重要,高速公路上的事故由人为因素引起的占95%。汽车在行驶过程中的制动性能、转向操纵性能等对交通安全也有很大影响。高速公路本身的构造、安全设施也是影响交通安全的因素。线性设计,恶劣天气等也是高速公路安全管理中绝对不容忽略的环境因素。交通管理,对保障高速公路交通安全具有重要作用。我从以下5个方面进行讨论:人的因素由于高速公路全封闭、全立交,路况良好,所以驾驶员在行驶过程中不需采用很多措施,这样导致驾驶员警惕性下降,一旦遇到问题,反应不及时,就容易发生交通事故。导致交通事故发生的原因主要是驾驶员缺少高速公路行驶经验,缺乏高速公路交通常识,驾驶员长时间疲劳驾驶,以及驾驶员的交通安全法规意识薄弱,例如:无证驾驶、酒后开车、超速行驶、违章超车及违章装载、车辆间距过近等。在雨雾天气及路面结冰或雨后积水时,更容易发生交通事故。此外,乘车人在高速公路上随意上下车以及擅自在高速公路上穿行都是引发交通事故的原因。车的因素在高速公路上行驶的汽车车速高,所以要求车况良好,发动机、轮胎、制动系统都应该在行驶前进行维护和检查。轮胎爆裂是我国高速公路发生交通事故的最普遍原因之一,因此而引起方向失控的情况十分严重,占车辆引起交通事故的19%,其他的原因包括发动机故障、发动机过热、电气故障、燃料用尽等。车辆在高速公路上行驶时,要注意规定车速,还要注意应与其他车辆保持一定距离,车速过高或过低都是十分危险的,要注意行车道的占用,还需注意载物的规定,不要超载,不要偏载而造成离心力过大而发生交通事故。路的因素路的因素主要指高速公路的线形设计和道路结构。其中线形设计与交通事故关系较大,如道路的曲率半径过小、直线距离过长、视距过小、纵坡过大,平纵线形不协调等。此外,路面的强度稳定性、平整度和抗滑性也是影响高速公路安全行驶的原因。由于高速公路车速高的特点,路面上的一个小石粒或路面结构小的破损都可能导致大的交通事故,故高速公路的保养也非常重要。2.4环境的因素环境因素包括高速公路的通行环境、道路结构、路面管理状况等,这些因素直接关系着高速公路通行车辆的安全。因此需要探讨的话题很多,诸如解决夜间局部照明、增加路侧无障距离、改进防撞护栏设计、降低路基坡度、拓宽通行车道、改进公路线形设计等。其中高速公路的线型设计与高速公路事故的联系在近年来逐渐被人们所深入认识,这是由于多年来缺乏将某个特殊地点的设计与事故数据联系起来的详实资料,缺少跨专业的系统分析所致。随着高速公路行车速度的提高,驾驶员的视觉感受与高速公路线行间的关系,正成为为保证交通安全的一个新的课题。目前我国很多高速公路存在的多发事故路段与线形设计有一定的关系。其他环境因素还有很多,再次不一一分析。2.5管理的因素高速公路管理,在我国还没有统一的模式,由于“一路两制”即公安部门和交通部门职责不清,使得管理出现问题。此外,管理的硬件设施落后,科学化管理水平低,也是影响高速公路安全的因素。高速公路安全管理部门应对高速公路提供有效的管理,为人民提供安全、舒适、通畅、迅捷的行车环境,从而减少交通事故,保证通行安全。3高速公路运营安全评价方法3.1速度协调性分析速度协调性分析包括运行速度协调性分析和设计速度协调性分析[3]。运行速度协调性评价采用实测或预测相邻路段85%分位运行速度差△V85对,其评价标准为:|△V85|<10km/h即运行速度协调性好;|△V85|为10~20km/h即运行速度协调性较好。条件允许时,宜适当调整相临路段技术指标,使运行速度的差值小于或等于10km/h;|△V85|>20km/h即运行速度协调性不良。相临路段需重新调整平、纵面设计。设计速度协调性评价是对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。运行车速可实测或预测获得。当同一路段设计速度与运行速度的差值大于20km/h时,应按规定对该路段的相关技术指标进行安全性验算[5]。该方法的关键是要准确实测或预测车辆的运行车速,它是人、车、路及环境对于车辆运行及其安全影响的综合表征。3.2事故调查与分析应用数学统计的方法,进行事故调查与分析,鉴别事故黑点,有针对性地进行道路安全改造,基于事故的直接安全评价方法具有明显的优点[7]。第一,交通事故是人、车、路和环境危险因素的综合体现,基于事故统计的安全评价指标直观,具有较强的说服力。第二,评价精度较高。经过相当长时间收集到足够的事故数据和其他影响因素的详细数据建立的模型,能够反映出道路的安全隐患所在,在系统稳定情况下,用于中、短期事故预测,结果一般比较精确。但由于事故率法是基于事故统计的评价方法,不可避免地存在固有的缺点[7]:1)事故的稀有性致使评价周期过长,要有较长时期的事故统计数据作分析。较长时期的、系统的事故数据累积往往是比较困难的,特别是在我国缺乏事故的长期统计资料。一方面在验证所采取的高速公路安全措施的效果时,不能立竿见影,可能要等待若干年;另一方面当收集到足够数量并且可靠的事故数据资料时,时过境迁,若交通流量、交通组成等发生了较大变化,则会失去评价的意义。2)事故统计的不完全性致使评价结论失真。我国道路交通事故数据是由交通警察统计的,而交通警察统计事故的目的是事故责任认定;此外,在很多情况下,事故是私了的,交通事故的统计很不完善,同时还可能存在事故数量虚报的情况。3)事故严重性程度的考虑不足。如何将不同严重程度的事故综合,还有待于研究。4)基于事故的安全评价为事后评价,事故后果已经发生,无法挽回。因此,为了克服上述基于事故评价方法的缺点,结合事故率法与非事故安全评价方法具有较高的现实意义。3.3设计符合性检查设计符合性检查评价[3]是按照批准的施工图设计文件及变更设计文件进行,评价的内容包括:平面、纵断面、横断面、平纵面线形组合、路基路面、桥梁、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等的变更设计、施工部分,评价采取现场调查与设计文件或技术标准对照的方式进行。现场调查应在白天和夜间分别进行,有条件时还应对事故多发路段进行雨、雪、雾天等恶劣气候条件或交通高峰期的调查。路段调查前,应按公路双方向进行考察,并采取连续摄像或拍照的方式先将全路状况进行记录,以找出全线的安全敏感区,然后现场对影响安全的主要区域或路段进行详细勘查。设计符合性检查不仅是对各项设计元素进行规范符合性检查,更应着重于检查分析各道路条件设计因素组合对高速公路行车安全的影响。但设计符合性检查只能定性查找出若干安全隐患,彻底的事故隐患排查需借助安全评价清单进行。3.4运营安全评价清单评价高速公路运营安全评价清单[2]是根据以往的工程经验和高速公路安全工程的基本原理,以及对高速公路交通事故调查评价的基础上列出的影响高速公路运营安全的问题清单,评价人员可利用评价清单进行评价,或检查是否遗漏一些应该评价的方面。由于高速公路事故的多影响因素,随机性等特征,并由于评价小组的知识结构不可能包含所有方面的知识,因此,评价清单对实施全面的运营安全评价是很有帮助的。但评价清单绝对不是道路安全评价的全部内容,每一个高速公路项目都有要进行特殊评价的内容,因此,积累经验和建立评价清单数据库是特别重要的;通过安全评价清单,也只能定性地找出安全隐患所在。3.5交通冲突技术交通冲突技术[6](TCT,TrafficConflict,Technique),是目前国际上新兴的一种定量非事故统计交通安全评价理论方法,该技术被誉称为20世纪交通安全评价领域内的一次革命。交通冲突(TCT)[7]是指机动车与其他用路者双方,若各按其原来的方向和速度行驶,则一定会发生碰撞事故,但由于其中一方采取了紧急避险措施或制动,或转向或加速行驶等避免事故发生的事件。交通冲突的发生量要比交通事故多得多,事故与冲突的成因与前期过程完全相似,二者的惟一区别仅在于是否有损害后果发生。有研究表明[7-9],事故与冲突的发生概率虽然存在着差异,但这种差异具有线性特征且呈一定的规律性,二者相应的各项代表性参数存在着某种强相关关系,冲突对事故具有替换性。该技术以大样本生成、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果为特点而异于传统的事故统计评价理论,很大程度上克服了传统的事故统计评价理论存在的事故稀有性导致评价周期过长、事故统计的不完全性而带来评价结论欠真等问题。具有能替代传统的基于事故的安全评价、能全面准确地进行非事故评价、能快速定量地达到改善安全的目的等优点[10]。但现阶段交通冲突技术无论在理论研究还是应用研究上,都存在需进一步研究的问题[10]:
1)交通冲突技术理论的系统性研究,特别是现有交通冲突判别标准和判定模型需进一步进行验证和改进。
2)现阶段,用交通冲突技术进行道路安全评价,其指标体系仅考虑了交通车辆运行安全方面的因素,而未考虑天气、景观、环境等影响因素,其安全评价显然是不够全面的。3)交通冲突观测技术的手段有待于改进及扩展,视频检测技术将是一个好的发展方向。
4)现有交通冲突技术的研究理论方法都是针对城市平面交叉口冲突现象进行开发的,应用前景重点在诊断局部事故地点的安全性,而高速公路点多线长,如何将交通冲突技术很好地应用于路段进行安全评价,成为研究和开发的新课题。3.6综合安全评价方法我国高速公路安全评价研究工作刚刚起步,许多安全评价方法,特别是交通冲突技术、都还不太完善,各种方法均有其优缺点,单一方法使用时,难以得到全面的评价结果。速度协调性分析评价平纵线形的一致性及安全性,得出线形不一致、不安全的路段并分析其原因;事故调查与分析查清历史事故及其原因,确定出事故多发路段;设计符合性检查及安全评价清单着重评价各项道路条件的规范符合性并实施全面的安全评价,找出不符合规范的设计以及存在安全隐患的道路条件。综合运用以上评价方法可以将定性评价与定量评价、直接评价与间接评价有机的结合起来,各种方法既互为验证,又互为补充,能最大程度地发现事故隐患、预防事故的发生或减轻事故的严重程度。具体评价时,可按以下步骤进行,如图3.1所示:
图3.1综合安全评价方法流程图1)同步进行速度协调性分析、事故调查与分析、设计符合性检查以及安全评价清单评价,得出各种方法初步评价结果。2)各种方法互为验证、互为补充,分析、整合各种方法的评价结果。3)汇总、得出最终评价结果。4案例分析4.1我国某高速公路运营安全评价4.1.1某高速公路全线为双向4车道全封闭、全立交、收费控制出入的高速公路,设计速度100km/h。自全线建成通车以来,交通量增长迅速,交通拥挤,引发了大量的交通事故,服务水平逐年降低,急需进行安全评价及扩建改造。4.1.采用美国IHSDM(InteractiveHighwaySafetyDesignmodel)06版运行速度模型对该高速公路的速度协调性进行了分析。图3为该高速公路K27+794.996~K33+525路段速度协调分析结果,可以看出:仅逆桩号方向在K28+266.790附近,相临路段运行速度差位于10km/h和20km/h之间,运行速度协调性较好。其余相邻路段运行速度差均小于10km/h,运行速度协调性好。设计速度与运行速度差个别路段位于10km/h和20km/h之间,运行速度协调性较好;大多数路段小于10km/h,协调性好;没有大于20km/h的路段。
图4.1速度协调性分析该高速公路其余路段速度协调性分析结果与该路段相似,无速度协调不良路段。4.1.通过对近3年的事故资料分析[1],确定两处为事故多发路段:1)某路段,该路段平纵线形较好,通过实地踏勘以及参阅原竣工资料,事故发生原因为:①由于路线纵坡小(局部小纵坡路段与超高缓和过渡段重合)、超车道局部沉陷造成路拱横坡平缓、局部行车道车辙等原因造成路面积水引发交通事故。②道路两侧树木高大、枝叶繁茂,驾驶员看不到路侧远处的景色,心理上比较单调、有种压抑感,特别是在夏季天气闷热、高温时节,由于驾驶员易于疲劳、瞌睡,引发交通事故。2)某立交匝道,匝道现场如图4.2
图4.2某立交匝道图4.2(a)、图4.2(b)、图4.2(c)、图4.2(d)为由远及近。事故原因主要为:该匝道设计标准低、转弯半径小,而主线车速较快,同时驾驶员进入匝道前不注意匝道转向标志牌而转向突然,且强行变道,易造成追尾事故,如图4.2(a)、图4.2(b)。该匝道上驶出与驶进高速公路的车辆由于视距不足,容易会车,如图4.2(c)、图4.2(d)所示。4.1.4结合制定的该高速公路安全评价清单,进行现场调查及设计符合性安全评价,发现安全隐患如下:
1)K28+266.790~K28+661.223路段圆曲线半径为3800m,小于不设超高的最小半径4000m,而未设置超高(速度协调性分析结果表明此处逆桩号方向车速差较大)。2)行车道存在车辙现象,个别超车道路段存在车辙和路面局部沉降的现象;全线纵坡偏小,且在局部路段小纵坡与缓和曲线超高过渡段重合(同事故调查与分析结果)。
3)个别路段标志牌设置过于集中;部分路段路侧护栏设置不连续;部分位于中央分隔带上的桥墩未设置护栏防护等。4.将以上4种方法的初步评价结果分析整合,就可以得出该高速公路的运营安全评价结论。从以上综合安全评价的工程实例可以看出,各种方法既互为验证,又互为补充,单独使用时难以得到全面的评价结果。速度协调性分析得出全线无速度协调性不良路段。事故调查与分析确定了两处事故多发路段;设计符合性检查及安全评价清单发现了3个方面的安全隐患。4.2忻阜高速公路交通安全性评价忻阜高速公路概况交通部于2007年将忻州至阜平高速公路山西段(以下简称忻阜高速公路)作为科技示范路,集中推广和示范一批科技成果,拟将忻阜高速公路打造为一条科技创新之路、文化传承之路、安全和谐之路。忻阜高速公路是山西省三纵八横公路主骨架的第三横,是重要的运输通道与旅游通道,具有沿线工程地质环境复杂、生态环境脆弱、交通走廓带狭窄、断面交通不均衡且重载运输车辆比例高、旅游交通起伏大等特点。忻阜高速公路起点位于忻州市北,经定襄县、蒋村、河边、五台县建安、望景岗村、黄土坡、刘家庄、耿镇、门限石、石咀,终点在长城岭(山西与河北省界)与保阜高速公路起点相接,路线全长124.121公里。忻阜高速公路是一条连接我国东西运输的大通道,是西部各省与我国政治文化中心北京连接的重要通道,是通往五台山著名佛教圣地的旅游线路。评价目标为保障忻阜高速公路运营后的交通安全,尽可能通过优化线形设计消除交通安全隐患,拟在忻阜高速公路设计阶段实施系统地交通安全性评价工作。具体来说,实施忻阜高速公路交通安全评价的目标是:通过对初步设计和施工图设计图纸的审查及交通安全性评价,结合国内外交通安全相关研究成果,从忻阜高速公路复杂交通条件出发,依据相关法律法规、标准规范和指南相关规定,选择适宜的评价方法,辨识设计方案中可能存在的交通安全隐患或对行车安全不利的设计指标,并重点从优化线形设计和完善交通工程设施设计方面提出相应的安全改进建议,以保障运营后的道路安全水平,降低事故率,减少直接和间接经济损失。公路交通安全性评价与设计审查有着本质的区别。为全面、深入、系统地分析可能存在的不利交通安全因素,公路交通安全性评价以保障驾驶员的安全为最基本原则和出发点,所有的评价工作、选用的评价技术和方法都是围绕运营后的安全性和舒适性开展,提出的建议重点考虑交通安全需求,特别是运营阶段交通安全。而较少考虑用地、经济、管理难度等其它方面的因素,所提出的建议仅供设计单位和建设管理部门参考。按照国际惯例,所提建议采纳与否以及最终的设计方案由主管部门和设计单位综合考虑各因素确定。评价范围和重点忻阜高速公路交通安全性评价主要包括初步设计阶段交通安全性评价和施工图设计阶段交通安全性评价。初步设计阶段交通安全性评价旨在从交通安全角度优化初步设计,保障运营后的交通安全。主要评价内容为:从交通安全角度审查初步设计中可能存在的不利交通安全因素,分析各比选方案的交通安全性、提出推荐路线走向方案、评价选取的主要路线设计指标(设计速度、车道数等)的适宜性、结构物形式及设置位置的安全性等,重点从优化线形设计、调整线位方案、优化结构物设计等方面提出安全改善建议。施工图设计阶段交通安全性评价旨在从交通安全角度优化施工图设计,保障运营后的交通安全。主要评价内容为:从交通安全角度审查施工图设计中可能存在的不利交通安全因素,对路线平纵横各项设计指标(如曲线长度、曲线偏角、最大纵坡、超高、视距等)、线形一致性和连续性、平纵组合设计相互对应性、桥梁主线及引道设计指标、隧道洞口接线段和视距、互通立交的间距和加减速车道长度、分合流视距、连续长纵坡路段安全性和通行能力等方面开展系统地评价,分析可能存在的不利交通安全因素。在此基础上进一步结合交通工程及沿线设施设计方案,评价安全性相对较差路段是否采取了适宜的安全防护措施,提出安全完善建议。评价方法选择安全评价方法是进行定性、定量安全评价的工具,评价的目的和对象不同,安全评价的内容和指标也不同。安全评价方法有很多种,每种评价方法都有其适用范围和应用条件,在进行安全评价时,应根据安全评价的对象和要达到的评价目的,选择一种或多种适用的安全评价方法,从多角度评价公路项目的交通安全性,尽可能在设计阶段找出所有不利安全因素并提出改善建议。常用的评价方法有:基于运行速度预测的评价方法、基于事故预测的安全评价方法、道路安全审核清单、基于交通冲突的安全评价方法、基于三维动态视距的安全评价方法等。为充分发挥公路交通安全性评价在忻阜高速公路设计和运营管理中的作用,需要深入分析忻阜高速公路复杂的交通条件,和常用的安全评价方法的适用范围、应用条件以及评价特性,以便为根据不同道路特征选取不同的安全评价方法奠定基础。从交通安全角度考虑,忻阜高速公路复杂交通条件主要表现为:长10.121km、平均纵坡2.915%的连续长纵坡、结构物位于连续纵坡路段、特长隧道、旅游交通起伏大、大中型货车和拖挂车占62.82%、重载货车比例较大且主要位于忻州至阜平方向。忻阜高速公路交通安全评价采用的评价方法主要有基于运行速度预测的安全评价方法、基于事故预测的安全评价方法、设计符合性分析、安全审核清单、基于三维动态视距的安全评价方法、基于GSRS模型的刹车毂温度分析模型等。评价单元划分及实施为更系统深入地分析忻阜高速公路初步设计和施工图设计文件的交通安全性,必须合理划分评价单元。根据忻阜高速公路道路特征和公路交通安全性评价实践经验,忻阜高速公路交通安全性评价首先分为初步设计阶段和施工图设计阶段安全性评价2个评价单元。其中,初步设计阶段交通安全性评价主要分为道路几何线形(平面线形设计、纵断面线形设计、平纵组合设计、线形一致性分析和连续纵坡安全建议等)、隧道、桥梁、互通立交、服务设施和交通工程设施等评价单元,重点从线形设计方面提出了安全改善建议。施工图设计阶段交通安全性评价相对于初步设计阶段评价更为详细,主要分为总体评价、路线、路基路面及排水、桥梁、隧道、立体交叉、交通工程及沿线设施、连续长纵坡路段专项评价等评价单元,重点从交通工程方面提出安全改善建议。5高速公路安全评价研究结论及安全建议5.1高速公路安全评价研究结论(1)我国高速公路建设速度快,事故数也随之增加,而事故死亡人数增长速度更快。(2)我国高速公路事故率远远高于国外发达国家,也大于我国普通公路。(3)各种道路安全评价方法各有其优缺点,单独使用时难以得到全面的评价结果。(4)提出了适合我国高速公路运营安全评价的运用速度协调性分析、事故调查与分析、设计符合性检查以及运营安全评价清单的综合安全评价方法。该方法将定性评价与定量评价、直接评价与间接评价有机的结合起来,能互为验证、互为补充,最大程度的发现事故隐患所在。(5)某改建高速公路的运营安全评价结果证明了综合安全评价方法的有效性。5.2高速公路安全建议
(1)应对驾驶员加强教育和管理,提高驾驶员的素质,针对高速公路的行驶特点,对驾驶员进行安全教育,让驾驶员懂得高速公路行驶中的注意事项。对违章的驾驶员进行教育处理,使之从中吸取教训。驾驶员在行驶前应注意制定合理的行车计划,不要疲劳驾驶,不要超速行驶,对车辆要进行必要的检查,应按要求使用安全带。此外,要加强对全社会的安全法规教育,使人们了解高速公路与一般公路的区别,加强高速公路安全附属设施的管理及维护,从而杜绝乘车人在高速公路上随意上下车及行人穿越高速公路现象的发生。
(2)保持良好的车况,严禁超速行驶,注意保持车距,严禁超载。对超速、超载的车辆进行必要的处罚,并结合安全教育,使其认识到问题的严重性和危害性。(3)我国的高速公路设计是以汽车的计算行驶速度来决定线形标准的,但是在高速公路上,许多汽车都是以大于计算行驶速度的速度行驶的,所以,我认为公路的设计应以一个大于计算行驶速度的速度为标准来计算各种线形指标,这样做,虽然工程造价提高了,但交通事故却会下降,那么社会效益还是比较好的,而且随着汽车工业的不断发展,这样也适应汽车性能不断提高的要求。此外,在道路设计时,选用合适的线形标准,注意道路的平纵线形配合,道路的路面设计及施工应符合国家规范要求,且在道路投入运营后,注意养护与维修,在线形不好的事故多发地带要设立醒目的标志提醒驾驶员注意。(4)我国现阶段只是进行了大规模的道路建设,落后的交通管理系统制约了高速公路的使用效果,应研究智能运输系统,将先进的检测、通信、计算机技术综合应用于道路交通运输系统中,使车辆和道路的功能智能化,提高运输效率、保障交通安全、改善行车安全、减少行车污染。
参考文献1.李金龙、孙晚华.高速公路交通事故成因分析及对策研究[J],北京:中国安全科学学报,2005,15(1):59-62.2.郭忠印、方守恩等.道路安全工程[M],北京:人民交通出版社,2003.3.中华人民共和国推荐性行业标准.公路项目安全性评价指南[S],JTG/TB05—2004,2004.4.徐进、宋大成、邵毅明等.用速度的连续与均衡性来评价道路安全以及判定危险位置[J],北京:中国安全科学学报,2007,17(2):155-161.5.KayFitzpatrick.EvaluationofDesignConsistencymethodsforTwo-laneRuralHighways,ExecutiveSummary[R],FHWA-RD-99-173,WashingtonoftheUnitedStates:FHWA,2000.6.柳本民、杨志清、孔令旗等.道路运营安全性评价方法与指标[J],北京:中国安全科学学报,2007,17(4):151-156.7.王海星、申金升.基于TCT的平面交叉口安全评价方法研究[J],中国安全科学学报,2005,15(5):101-104.8.张苏.中国交通冲突技术[M],成都:西南交通大学出版社,1998.9.刘小明、段海林.平面交叉口交通冲突技术标准化研究[J],公路交通科技,1997,14(3):29-34.10.李晓娟、丁艺.交通冲突技术及其研究现状分析[J],森林工程,2006,22(1):41-43.11.秦利燕、邵春福、贾洪飞.高速公路事故分析及预防对策研究[J],中国安全科学学报,2003,13(6):64-67.12.公路项目安全性评价指南[S],北京:人民交通出版社,2004.致谢在论文完成之际,衷心感谢张良智老师对我的论文进行悉心指导和帮助,他严谨的治学态度、渊博的知识以及敏锐的思维和洞察力给我们留下了深刻的印象,让我们在今后的学习和工作中受益匪浅。在函授学习和论文撰写过程中,得到了山东交通学院众多领导和老师的帮助。继续教育学院吴老师给予的积极的建议和帮助;王老师在课程学习和论文进度方面的鼓励与督促,使我顺利完成论文的撰写工作。在此向以上老师和同事表示最真诚的谢意!太平互通枢纽互通工程跨广南高速公路专项施工方案四川蜀工高速公路机械化工程遂西高速公路SX1-4分部2021年5月一、工程概述1、太平互通A匝道1号桥位于AK0+546.661与广南高速GK169+780.508交叉处,交叉角度为36.9度,本桥上跨广南高速公路主线,平面位于A-200及位于R-400m的左偏圆曲线上,纵面桥梁起点至桥长方向179.82m范围位于i=2%的上坡段内,往后至桥终点250.18m范围位于i=-2.15%的降坡段内。上部构造:采用4*25+33+58+33+4*25+4*25m预应力砼简支小箱梁和连续梁,全桥共四联;下部构造:桥台采用肋板台;桥墩采用柱式墩,桩基础,桥面宽度:总宽12.25m=0.5m(墙式护栏)+11.25m(行车道)+0.5m(墙式护栏),本桥起止桩号AK0+382.3-AK0+812.3,共长430m,跨线(58m跨)中心(位于广南路中央分隔带)桥梁底板距地面高度为7.5m。2、全桥现浇箱梁主要工程数量①、太平互通A匝道1号桥起止桩号为AK0+382.3-AK0+812.3,连续梁根部高度3.6m,跨中(58m跨)2.0m;采用80型伸缩缝35m/2道。②、本桥连续梁第二联现浇C50号砼数量为1471.8立方米。遂西高速太平互通立交跨成南高速公路桥梁有A1#大桥、D匝道大桥.以A匝道1号大桥(58m跨)最大荷载进行验算。3、太平互通立交A匝道1号大桥,全长424m。共分4联,第一联长度(4*25m)=100m,在广南高速公路路线右侧,第二联长度(33+58+33m)=124m,跨越广南高速公路,5#墩在高速公路右侧,6#墩在高速公路左侧。下部结构为桥台采用肋板台;桥墩采用柱式墩,桩基础,其中A匝道1号大桥5#墩桩基桩径2.3m,桩长25m;立柱直径2.2m,柱长8.98m;6#墩桩基桩径2.3m,桩长22m;立柱直径2.2m,柱长9.87m。施工方案1、为了加快进度早日完成,本桥采用多孔搭架分节段(按原挂蓝节段)现浇,预应力张拉施工。为了保障成南高速公路的行车安全,A匝道大桥采用在广南高速西行和东行线分别占用超车道和在路肩波形护栏外边分别设一排Φ360*5mm钢管柱搭设门洞的方案(一跨支架跨二个车道),门洞净高5.0m,净宽7.5m,支架跨度8.5m。纵梁采用I40a工字钢直接铺楞木的方案,为方便支架卸落,在钢柱顶设砂筒,支架结构详附图。占用左右幅超车道,用彩色钢波板将A匝道大桥施工区域围闭,以保证行车的连贯和安全。并且在门洞两端加设警示标牌(限高、限宽)及限速(40km/h)标志,摆放防撞砂桶,做好安全防护工作。2、其余全部采用满堂碗扣式支架搭设,内外模均采用18㎜厚防水胶合板背楞按计算采用50㎜×100㎜或100㎜×100㎜木枋。箱梁分节段浇筑。砼施工全部采用集中拌合站砼,罐车运输,用汽车泵泵送。三、交通组织及施工步骤根据所采用的支架方案,拟采用如下施工步骤以保证成南高速公路的交通安全:1、占用左右幅超车道(3m宽),用彩色钢波板将A匝道大桥施工区域围闭,以保证行车的连贯和安全。2、施工桩基、墩柱及围闭范围内的支架基础、钢管柱及支架,该范围的支架施工完毕后拆除围闭。3、占用左右幅的超车道(3m宽),施工该范围内的支架基础及钢管柱,其它车道正常使用。施工范围段的分道线按照两个车道重新进行画线。4、施工上部结构箱梁,箱梁施工完成后拆除路上的门式支架部分,超车道恢复正常使用。四、其它事项1、本方案整个施工期间均可随时保证成南高速公路每半幅有二个车道正常使用,支架基础占用的3m宽超车道平时封闭。2、门洞净宽7.5m(2×3.75m),最小净高不小于5.0m。3、支架基础与原分道线之间采用隔离墩分出改变后的车道线,省略重新画线及凿线工序。4、施工区域1000m外设减速及限高装置,限高门架上加设分道指示标志。5、所有交通警示按GB5768-1999《道路交通标志和标线》有关规定设置(另详图)。6、为减少交通堵塞,支架施工及拆除应选在交通稀少的夜间进行。7、施工区域及支架上设警示灯,夜间开启,白天关闭。8、支架下(门洞顶)采用五层板封闭,施工1m宽安全通道旁挂安全网,防止物体坠落;支架下、门洞顶设照明灯,夜间开启。9、支架基础0.6m宽、0.6m高,基础长度超出钢柱2m,用以导向及防撞,支架基础侧面及支架迎车面沾贴反光纸。左右幅进入门洞前方搭设防撞门架。10、桩基采用钻孔施工时,利用广南高速公路原横向排水管将泥浆排除路基,桩基施工完毕,应清理冲洗干净,使横向排水管保持畅通。采用人工挖孔时,进入风化岩部分,不许爆破作业,只能用风镐凿除,每天挖出的必须及时清除场地。11、材料进出、工人上下班均采用专车接送,不准横穿高速公路。12、详细的安全保障措施及桥梁施工方案另详附件。五、具体施工方法1、满堂支架搭设(1)基础处理方案:本桥支架采用梁式和碗扣式组合式支架,碗扣式支架基础由砂垫层、水泥、石粉稳定层和枕木共同组成。在支架施工前,应首先对场地进行平整,清除场地内软泥,排除边沟内积水。在离地面20cm深换填成砂砾垫层,上铺15cm水泥石粉稳定层,洒水淋湿,摊铺平整,用20t压路机反复碾压密实,边角处小范围采用打夯机夯实,场地周边挖沟排水,保证雨季积水不致浸泡支架基础。基础处理完后进行触探测试,要求处理后的地基承载力不小于200kpa。最后在基础上铺设枕木,枕木上架设门架,水泥路面部分直接铺设枕木架设碗扣式支架。(2)测量放样:根据计算,碗扣式支架按钢管距横向60cm,纵向60cm进行全桥布置(除广南高速公路通行车道外),按此间距计算出碗扣式支架立杆坐标,用全站仪进行放线测量,作为支架搭设的依据,并同时测出各点高程,提供支架搭设的控制高度。梁式支架根据计算测量放线定出钢管立柱位置,浇筑mC25砼基础,预埋M27高强地脚螺栓。(3)支架的搭设:碗扣式支架底部用底托调平,底托置于5*20cm的枋木上,枋木下面必须平整,对于不平整部位可采用7.5#砂浆找平,用顶托调整纵横坡。为了确保满堂碗扣式支架的整体强度,刚度和稳定性,每跨纵向每隔3m分别在桥墩处,1/8跨,3/8跨,跨中设置6道钢管剪刀撑,每跨横向设立5道剪刀撑,且上下交叉联结,使其联结成一整体,保证支架受力的整体性和稳定性。碗扣式支架搭设时要求每排竖直,竖向采用专用接头,并及时加纵,横向斜拉杆固定,确保满堂支架具有足够的强度,刚度和稳定性。满堂碗扣式支架搭设完毕后,应测量放样确定每榀碗扣式支架的高度(最上一榀门架的高度应考类梁底标高,预拱度设置,模板构造厚度和枋木,木禊的厚度),并在碗扣式支架上用红油漆作明显标记,用顶托调整高度,保证整个支架的高度一致并满足设计要求。在顶托上纵向铺10cm*10cm枋木,横向间距0.6m;横向铺10cm*10cm枋木,纵向间距0.2m,上铺底模122cm*244cm*1.8cm胶合板。跨越高速公路门洞的搭设采用I40a工字钢(15m跨)和直径为36cm钢管柱的组合,形成门洞,作为行车通道。I40a工字钢与钢管柱之间结点全部用M24高强螺栓联结,以方便安装及拆卸。钢管柱与钢管柱之间、工字钢与工字钢之间用10cm槽钢双向进行连接,以形成两个独立的稳定体系,所有连接采用M16螺栓。同样需要进行事前的设计计算,高度方面可用混凝土底座来调整。纵向I40a工字钢上横向铺一层10cm*10cm木枋,纵向间距为20cm,上铺底模122cm*244cm*1.8cm胶合板。设置混凝土底座的好处是可以抗拒意外的交通撞击,以确保工字台和施工中桥梁的安全。(4)施工预拱度的确定与设置:支架搭设完毕后,首先进行预压和沉降观测,预压重量宜采用为箱梁自重与施工荷载之和的80%~120%。在预压过中进行沉降观测,待变形趋于稳定后进行下一步工作,预压时间不小于7d。支架在预压前先测出8分点的标高,加载后连续观测,直至稳定为止。然后御荷载,再测定24h的回弹标高,这时的标高与开始时的标高的差值,即为弹性变形值,这就是支架的预拱度,并以此对支架进行调整。钻孔桩钢平台的搭设应综合考虑后期墩柱及满堂支架搭设的方便。2、支架的拆除 (1)拆除支架之前,应清理支架上的材料,工具和杂物,并应设置警戒区和警戒标志,并由专职人员负责警戒。拆除应在统一指挥下,按后装先拆,先装后拆的顺序进行。拆除支架时,应先从跨中开始,分别向两端拆除。拆除的过程中,支架的自由悬臂高度不得超过两步,拆下的支架,钢管与配件应成捆吊运至地面防止碰撞,严禁高空抛掷。(2)搭拆支架必须由专业的架子工担任,并按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》(GB5036)考核合格,持证上岗。上岗人员应定期进行体检,凡不适于高处作业者,不得上架操作,搭拆支架的工人必须戴安全帽,系安全绳,穿防滑鞋。 (3)六级及六级以上大风和雨、雪、雾天应停止支架的搭设、拆除及施工作业。 (4)砂桶卸砂以后,先拆除翼缘板门架及胶合板,底板下的工字钢用胡芦平移出底板后,用25t吊车吊至围闭区内。先拆工字钢纵梁,再拆工字钢横梁,最后拆钢管柱、砼基础。工人必须戴安全帽,系安全绳,穿防滑鞋,所有工作均在夜间车辆稀少的时候进行。施工时应设置警戒区和警戒标志,并由专职人员负责警戒及指挥交通。3、模板制安 (1)模板设计与加工:箱梁内外模均采用18mm厚防水胶合板背楞按计算采用50mm*100mm或100mm*100mm木方,施工时应注意模板拼接严密和平整度。(2)模板安装与拆除①底模安装:碗扣式支架的顶托上,架纵向10㎝×10㎝木枋,在其之上横向铺设10㎝×10㎝木枋,楞木接头相互交错布置,用抓钉固定。楞木间距按计算确定20cm,纵向枋楞木之间用顶托调整以保证底模线形。底模胶合板直接铺钉在枋楞上,拼缝下加设10㎝×10㎝方木,使拼缝刚好位于枋木中间,模板安装拼缝间夹泡沫双面胶,双面胶应在模板安装前粘贴在模板上。拼缝间灌玻璃胶,拼缝表面用玻璃胶密封。在铺设底模前先放置好盆式支座,并在支座位置处根据梁底的锲块尺寸在底模上开孔,在开孔处支立梁底楔块的模板,楔块的底模根据预埋钢板的尺寸也开孔,预埋钢板与锲块的底模用高强砂浆密封,盆式支座的安装严格按施工图纸、规范及厂家要求,安装时应控制标高、水平和轴线。②腹板侧模,翼缘板底模的安装:在底模铺设完成后,重新标定桥梁中心轴线,对箱梁的平面位置进行放样,在底模上标出腹板侧模,内腹模,翼缘板边线和钢筋布置的位置。腹板侧模用高强度胶合板,按计算间距立方木,背杆木,竖向背杆木直接置于支架横向方楞木上,并用木楔楔牢。施工时必须保证模板支架的强度与刚度,箱梁侧模与翼缘板底模须连成一体。内腹板也使用胶合板,为保证侧模稳固在箱梁主筋和腹箍筋上,设置一定数量的定位钢筋,底承托内模在底板筋上焊接φ12定位钢筋固定,防止浇注砼时模板上浮、变形。准确确定模板位置,保证截面厚度一致,并在箱梁腹板上设置φ14圆钢对拉钢筋.内模腹板肋条间距为40㎝,顶板和底板的肋条间距为40㎝,顶板和底板之间设立纵向间距为40㎝,横向间距为60㎝的竖向方木支撑,横向设置上下两道竖向间距为60㎝的横支撑,横支撑和竖支撑形成组合井字架,此组合”井”字架首先钉好,内模底板和顶板设置成可活动的,在绑扎顶板钢筋之前先支好内模,待浇注底板的时候卸掉组合”井”字架,打开内模的顶板和底板,当底板浇注完后,合上内模底板,放入组合”井”字架固定好,最后合上内模顶板。内模用砂浆垫块进行坚向定位,内外侧模间安装钢支撑进行水平定位,当内模定位准确并基本稳固后,安装外模的顶口拉杆和内支撑,然后在外侧模的龙骨上搭设横梁,用以提吊内模。模板安装采用吊车进行起吊,起吊吊点设两个,吊点设计应确保起吊钢丝绳的合力与模板重心重合。采用人工和吊车结合进行拆除。模板安装应在绑扎钢筋前进行一次初调,顶板钢筋绑扎完后进行精调。4、钢筋制作安装和波纹管、锚垫板安装(1)根据设计图纸编制配料单,然后按配料单进行箱梁各类钢筋的下料加工。(2)箱梁钢筋骨架采用在钢筋加工棚内分段焊接成型,为确保骨架具有足够的刚度,采取加设临时加劲钢筋予以加固。制成半成品运至现场绑扎,通长钢筋在现场焊接,凡焊二级钢筋必须用502以上焊条,注意焊接缝饱满,焊渣和铁锈必须清理干净,焊接长度单面焊10d,双面焊5d,所有钢筋及焊接接头在钢筋安装前必须按规范规定的要求的数量取样进行冷弯及拉力试验,合格后才能使用。(3)在箱梁底模上放出控制线位,将钢筋骨架依次吊装就位,组拼成型。主筋采用双面搭接焊,其余采用绑扎。(4)钢筋保护层采用塑料垫块设置。(5)波纹管及锚垫板安装在钢筋绑扎完后,根据设计钢绞线的坐标位置安装波纹管,安装波纹管时严格保证弯曲坐标及弯曲角度,管道定位用“井”字型定位架精确定位,定位架间距为0.5m,定位架应与箱梁纵横向钢筋点焊连接,各腹板的弯道内侧预应力束设置防崩钢筋,其纵向间距50㎝,防崩钢筋焊于箍筋上。当管道与普通钢筋相抵触时,应适当调整普通钢筋位置,确保管道位置的正确。接头处套管搭接长度不少于30㎝并以胶带严密缠绕,砼浇筑前一定认真检查波纹管及塑料排气管的完好性,不能有破损现象,在砼浇注完毕后,立即检查管道是否漏浆,并用高压水冲洗管道。管道中间接头、管道与锚垫板喇叭口的接头,必须绑扎密封、牢固、不脱节和漏浆浇注混凝土时,振捣人员应熟悉管道位置,严禁将振捣棒与管道接触,使管道移位变形保证管道的制作、安装及连接的质量。在每根竖弯束的最高处及连接口喇叭口上设φ20㎜塑料排气管,并防止损坏。锚下垫板必须与应力钢束垂直,垫板中心应对准管道中心,安装必须牢固,波纹管在锚垫板出头管口必须用海绵堵塞封闭。钢筋绑扎及波纹管安装完成自检合格后报请监理检查确认后,方可浇筑砼。5、砼施工(1)砼运输砼采用商品砼,由运输罐车拉到工点,由输送泵泵送入模,塌落度控制在14㎝~16cm(2)砼浇筑箱梁砼浇筑分节段(按原设计挂蓝分段)采用斜层法施工,竖向分层浇筑厚度控制在30cm左右。浇筑箱梁底板时,先由一端向另一端推进。浇筑完后,对分段接头进行凿毛、清理干净表面。每次砼浇筑必须留取规范规定的试块(组数)待14d后测其砼强度以便张拉用,28d后评定砼强度。待砼满足设计张拉强度后对箱梁节段进行张拉压浆施工,再进行下一节段施工,控制好纵横坡度及标高,并及时拉毛。底板、腹板和顶板的浇筑都是呈阶梯状推进行,当将近另一端时,为避免梁端砼产生蜂窝等不密实现象,应改从一端向反方向进料,在距该端2~3m处合拢。砼浇筑时要特别控制好预应力固定端、张拉端处的密实,不能出现空洞和蜂窝。每次施工在生产砼时应派专人加缓凝剂,以满足箱梁施工砼能在完成后砼才开始初凝,不设竖向有施工缝。(3)砼振捣砼的振捣采用插入振捣的方式。插入式振捣器振捣砼时,一般以箱梁纵向间隔30~40cm为一个插点,每插点要掌握好振捣时间,一般每点振捣时间为10~30秒,同时要使砼表面泛浆、不出气泡、不显著下沉为止,不得漏振或过振。现浇砼按一定厚度、顺序和方向分层浇筑,并在下层砼初凝前浇筑上层砼,每层厚度不超过30cm,上下层同时浇筑时前后浇筑距离保持在1.5m以上。采用插入式振动棒振捣,移动距离不超过振动作用半径1.5倍,与侧模保持5~10cm(4)砼养护箱梁养护采用覆盖毛毡、麻袋片等覆盖物保温洒水养护法。在箱梁砼浇筑完且达到终凝后,在箱梁表面覆盖不退色的麻袋,然后浇水养护,每天不小于5~6次晒水,养护天数不少于7d。6、预应力钢束张拉施工(1)张拉条件:①预应力筋的张拉应在预制箱梁砼强度达到100%后方可进行。张拉前,钢绞线与锚具必须重新检测,合格后进行钢绞线梳理、编整下料。检查波纹管内是否畅通;检查锚垫板下混凝土中是否有蜂窝和空洞以及预应力筋、锚具和千斤顶是否在同轴线上垂直,如发现不垂直时,用薄钢板垫平至垂直,对千斤顶、油泵、锚具、压力表进行全面检查、校正,对压力进行计量检测。②张拉即将开始前,所有的预应力钢材在张拉点之间应能自由滑动,总张拉力和计算伸长值应取得监理工程师的同意。(2)张拉前锚具应进行检测①张拉机具与锚具配套使用,应在进场时进行检查和经过许可的校验,千斤顶与压力表应配套校验,以确保张拉力与压力表读数之间的关系曲线,所用的压力表的精度不宜低于1.5级,千斤顶活塞的运行方向,应与实际张拉工作状态一致,当采用试验机校验时,应以千斤顶试验机的读数为准。锚具和夹具的类型须符合设计的规定和预应力筋的需要。②外观硬度尺寸检查从每批中抽取10%进行检查,不得有裂绞、伤痕、尺寸不得超过允许偏差,检查结果如有一套不合格,则另则双倍数量做检查,如仍有一套不合格则逐套检查,合格者方可使用,夹具的硬度:应抽取3%的零件进行检验,进行硬度的检验时,每个零件测试三点,其硬度的平均值应在设计要求范围内,且任一点的硬度不应大于或小于设计要求范围3个洛氏硬度单位。如有一个零件不合格,则另取双倍数量的零件重做试验,如仍有一个零件不合格,则应逐个检验,合格者方可使用。③外观、尺寸和硬度合格后,从同批中抽取3套进行锚固能力试验。试验时将锚夹具装在预应力两端,在无粘结状态下置于试验机或试验台上进行。如有一套不符合要求,则另取双倍数量锚夹具重做试验,如仍有一套不合格,则该批锚具或夹具为不合格。本桥的锚具、夹具经检验全部合格。(3)穿钢束、施加预应力①施加预应力前应对混凝土构件进行检验,外观和尺寸应符合质量标准要求,混凝土强度不应低于设计规定的张拉强度100%。②穿束前应检查垫板和孔通,锚垫松位置须正确,清除孔道内水分和杂物,通畅后方可穿束。钢绞线束空束时,应将其端部扎紧,必要时套上穿束器,将空束器的引线穿过孔道,在前端拉动,后端继续伸材,直至两端露出所需长度为止。中短钢束穿入端绑扎紧密后用人工穿入管道,长钢束采用卷扬机拖拉穿束,具体方法是:在长束穿入套环,在钢束中打入钢锲,将钢束与套环锲紧,穿入端在编束的事先留两根稍长钢绞线,将其焊联,并将端头用胶布包裹Φ5钢丝穿过孔道,将卷扬机钢丝绳拉过管道另一端,钢丝绳与钢束穿入端的钢绞线联结,开动卷扬机,将钢束拉过管道。注意:钢绞线的下料用砂轮切割机切割,切口两侧用20号铁线预先绑扎牢固,以免切割后松散。严禁用氧气切割,不能与高温、焊接火花或接地电流接触。切割后在离开切口处50厘米范围内用细铁丝绑扎牢固梳丝理顺后,每隔1~1.5m绑扎一道铁丝,防止钢束松散,互相缠绕。搬运时不能拖拉,储存、运输、安装过程中应防止锈蚀和损伤。③安装张拉设备时,对直线预力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线重合,对曲线预应力筋,应使张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。(4)张拉程序①试压各梁段砼试件强度是否达到设计张拉强度设计弹性模量;检查锚垫板下砼中是否有蜂窝和空洞以及预应力筋、锚具和千斤顶是否在同轴线上,必要时采取纠正措施;计算钢束理论伸长值,根据张拉控制应力0.75Ry换算张拉油表读数;准备记录表,按表中要求记录的基础上逐项记录。②工作锚及夹片上不得沾有油污、泥浆等杂质。安装工作锚与管道对中。工具锚用的锚板,夹片应放在专用工具盒内,以防与工作锚板及夹片混合,影响张拉质量。安装限位板的止口与锚板定位。安装夹片时轻轻敲打,均匀用力,夹片两边隙均匀,端头平齐。安装千斤顶时,千斤顶前端口应对准限位板,与前端张拉锚具对中。不得使工具锚与张拉端锚具之间的钢绞线扭绞。③张拉程序控制严格按施工规范进行,先张拉中间肋,后张拉边肋,对称进行,纵向束张拉完后,张拉横梁预应力束(两端同时张拉)。初始拉力(一般为张拉力的20%)是把松弛的预应力钢材拉紧,此时应将千斤顶充分固定。后张法预应力筋张拉程序预应力筋张拉程序钢筋、钢筋束0→初应力→1.0бcon(持荷2min)→бcon(锚固)钢绞线束对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松弛力筋0→初应力→1.0бcon(锚固)低松弛力筋0→初应力→бcon(持荷2min锚固)其他锚具0→初应力→1.0бcon(持荷2min)→бcon(锚固)钢丝束对于夹片式等具有自锚性能的锚具普通松弛力筋0→初应力→1.0бcon(锚固)低松弛力筋0→初应力→бcon(持荷2min锚固)其他锚具0→初应力→1.0бcon(持荷2min)→0→бcon(锚固)精转螺纹钢筋直线配筋时0→初应力→бcon(持荷2min锚固)曲线配筋时0→бcon(持荷2min)→0(上述程序可反复几次)→初应力→бcon(持荷2min锚固)注:A表中бcon为张拉时的控制应力,包括预应力损失值;B两端同时张拉时,两端千斤顶升降压、划线、测伸长、插垫等工作应一致;C梁的竖向预应力筋可一次张拉到控制应力,然后于持荷5min测伸长和锚固。④穿束后,将各根钢绞线穿入锚固板的各个锥形小孔内,装上锥形夹片并用小锤轻轻敲打,均匀用力,夹片两边均匀,端头平齐,然后装上相应吨位的专用张拉千斤顶,这种千斤顶的尾部亦有一套夹紧各个钢绞线楔形夹装置,开动高压油泵,张拉千斤顶加张拉,当千斤顶达到它的引伸量或已达到张拉力时持荷2min,保持张拉控制力бk即可把千斤顶回油,此时钢绞线被均匀地自行锚住而千斤顶上的夹紧装置又会自动夹紧,可以继续加压张位,如此循环直至达到张拉应力为止,然后卸去张拉千斤顶,切去多余的钢绞线长度。(5)张拉效果应注意问题①后张拉法预应力筋断丝、滑丝不得超过表中规定控制数。类别检查项目控制数钢铰线束每束断丝1根钢绞线拉断不允许每束张拉滑移量总和不超过该束总伸长量的2%②预应力钢束在张拉控制应力达到稳定,并确认伸长、滑丝等合格方能锚固。锚固后切割片切割预应力筋多余长度时,不得烧伤锚具或使预应力筋温度过高而滑移。③首先根据钢绞线实际弹性模量计算伸长值,张拉时应采取应力、伸长值双控制,实际伸长值与理论伸长值相比较,应控制在±6%以内,如发现伸长值异常,应立即停止张拉,查明原因。在张拉过程中,如发现滑丝、断丝、锚具压坏等情况,应立即停止张拉,查明原因,作好记录,采取措施予以克服后再进行张拉。若滑丝、断丝数量超过设计图纸或有关的规定时,经检查同意后重新换束。7、管道压浆(1)预应力张拉完后随即压浆,间隔时间不超过24个小时为宜,避免预应力筋锈或松弛。压浆顺序为:孔道湿润—→安装稳定阀—→一端压浆—→另一端出浓浆,关闭阀门—→孔道稳压—→压浆端关闭阀门—→隔30分钟后补浆—→隔4小时拆除阀门。(2)预应力钢束张拉后,孔道应尽早压浆,以防预应力钢束锈蚀或松驰。孔道压浆采用净水泥浆,水泥浆的强度不应低于40Mpa,且不低于梁身砼标号的80%,水泥浆的技术条件应符合下列规定:水泥采用压酸盐水泥或普通水泥,水泥标号42.5R。水灰比用0.4~0.45,减水剂须对预应力筋无腐蚀作用,从各组或材料中引入氯离子含量以无水氯化钙质量计,不宜超过水泥用量的0.1%,灰比可减少至0.35。水泥浆搅拌3h,泌水宜控制在2%,最大不超过4%,24小时后泌水应全部浆吸回。水泥浆在稠度测定仪上进行测定时,水泥浆自仪器筒内流出不超过6秒。(3)搅拌好的水泥浆必须通过过滤器,置于贮浆筒内并不断搅拌,以防泌水沉淀。水泥浆从调制至灌入孔道延续时间,视气温情况而定,一般不宜超过30~45min。压浆前,将孔道冲洗洁净、湿润,如有积水应用吹风机排除。灌浆顺序宜先灌注下层孔道,灌浆工作应缓慢均匀地进行,不得中断,并应排气通顺。在孔道两端冒出浓浆并封闭排气孔,宜再继续加压至0.5~0.6N/mm2,稍后再封闭灌浆孔。(4)采用纯水泥灌浆时,一般每一孔道宜于两端先后各压浆一次,两次的间隔时间,以达到先压注的水泥浆即充分泌水未初凝,一般宜为30~45min。压浆使用活塞式压浆泵,压浆的最大压力为0.5~0.7Mpa,压至最大压力后,应有一定的保压时间。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不密实,应通知驻地工程师并及时处理纠正。压浆时每一工作班应留取不少于3组的7.07×7.07×7.07cm立方体试件,养护28天,检验其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。压浆过程中及压浆后48小时内,结构混凝土温度不低于+5℃(5)管道压浆后均须封锚,预应力钢材在监理工程师认可后才可截割露头,外露长度不宜小于30㎜,封锚混凝土应密实并与梁体混凝土结合良好。(6)压浆后应立即将梁端冲洗干净、凿毛,浇筑封锚混凝土,该混凝土的配合比及强度应与梁体混凝土相同。浇筑混凝土时,应严格控制梁体长度,浇筑后应按规定进行养护,当砼强度达到10Mpa后方可拆模。8、预应力施工应作如下记录:孔道及预应力钢筋、非预应力钢筋检查记录,梁体砼浇筑记录,梁体砼护养记录,预应力张拉记录,孔道压浆记录,裂纹、缺陷修补及特殊问题处理记录。六、质量保证措施和质量检验标准1、质量保证措施(1)测量放线必须认真核对,特别对轴线、平面位置的坐标计算准确,并有专人进行计算、复核。(2)每道工序必须严格按规范进行施工。(3)作好每道工序的施工记录,记录必须如实,字迹工整。2、质量检验标准断面尺寸:+8~—5mm,长度:0~—10mm,轴线偏位:10mm张拉应力值符合设计,张拉伸长率±6%,同一构件断筋根数不超过钢筋总数的1%,满足设计和桥规JTJ041-2000要求。七、施工预拱度的确定与设置在施工中和卸架后,上部构造要发生一定的下沉和挠度,为保证上部构造在卸架后能达到设计要求的外形,在支架、模板施工时需设置合适的预拱度。在确定预拱度时,主要考虑以下因素:
1、由结构自重及活载一半所引起的弹性挠度σ1:σ1=0.048㎜(根椐同类工程施工方案而得)。2、支架在承荷后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形σ2:σ2=0.45㎜(根椐同类工程施工方案而得)。
3、支架承受施工荷载引起的弹性变形σ3:σ3=10㎜(支架预压后实测值,取经验考虑1㎝)。4、支架基础在受载后的非弹性沉陷σ4:取10㎜(见《路桥施工计算手册》P439页),枕梁在砂土上5~10㎜,本工程取10㎜。
经计算合计支架预拱度为20.5㎜,考虑其他不可预见因素,本次取30㎜。纵向预拱度的设置,最大值为梁跨的中间,桥台支座处,桥墩及箱梁固结处为零,按抛物线或竖曲线的计算设置。
另外,为确保箱梁施工质量,在浇筑前对A匝道1#大桥第6跨采用砂包进行预压,根据预压结果,可得出设置预拱度有关的数值,据此为理论计算数值进行修正以确定更适当的预拱度,作为参考值,在同等条件下进行其它跨的施工。八、碗扣支架检查验收碗扣支架在搭设前应时碗扣及其附件进行检查,支架搭设完毕后应对成品组织验收,其检查和验收按如下标准进行:支架杆件规格、尺寸要求名称外径(mm)壁厚(mm)允许偏差(mm)外径壁厚立杆、横杆、水平架横杆483.5±0.5±0.3其它22-361.5-2.6±0.5±0.25-0.3寸偏差要求项次名称项目允许偏差(mm)1碗扣支架高度h±1.52宽度b(封闭端)3对角线差3.54平面度65两钢管相交轴线差±2.06立杆端面与立杆轴线垂直度0.37锁销与立杆轴线位置度±1.58锁销间距l1±1.59锁销直径±0.310配件水平架脚手板钢梯两搭沟中心间距l±2.011宽度b±3.012平面度6.013交叉支撑两孔中心距l±2.014孔中心至销钉距离±2.015孔直径±0.516孔与钢管轴线±1.517连接棒长度l±5.018套环高度b±1.519套环端面与钢管垂直度0.320锁臂两孔中心距l±2.021宽度b±2.022孔直径±0.523底座、托座长度l±5.024螺杆的垂直度±1.025手柄端面与螺杆垂直度L/20026插管、螺杆与底面的垂直度碗扣支架及配件质量分类表构件部位及项目A类碗扣支架立杆弯曲(平面外)≦4mm裂纹无下凹无或轻微壁厚≧2.5mm端面不平度无或轻微锁销损坏无锁销间距±1.5mm锈蚀无或轻微立杆中-中尺寸变形±5mm下部堵塞无或轻微立杆下部长度≦400mm横杆弯曲无或轻微裂纹无下凹无或轻微锈蚀无或轻微壁厚≧2mm加强杆弯曲无或轻微裂纹无下凹无或轻微锈蚀无、轻微较严重其它焊接脱落无交叉拉杆交叉拉杆弯曲≦3mm端部孔周裂纹无下凹无、轻微中部铆钉脱落无锈蚀无、轻微连接棒连接棒弯曲无、轻微锈蚀无、轻微套环脱落无套环倾斜≦1.0mm可调底座可调托座螺杆螺牙活损无、轻微弯曲无锈蚀无、轻微扳手、螺母扳手断裂无螺母转动困难无锈蚀无、轻微底板翘曲无、轻微与螺杆不垂直无、轻微锈蚀无、轻微脚手板水平架面板裂纹无或轻微下凹无或轻微锈蚀无或轻微板厚≧1.0mm水平横杆弯曲无下凹无或轻微锈蚀无或轻微裂纹无水平梁厚度≧2.0mm短横梁型钢壁厚≧1.0mm水平杆、短横杆壁厚≧2.0mm搭钩零件裂纹无锈蚀无或轻微铆钉损坏无弯曲无下凹无或轻微挡板损坏无其它脱焊无整体变形、翘曲无或轻微说明:1、碗扣支架搭设完毕时,经检查合格后方可使用。2、验收应具备下列文件1)施工设计图;2)部件出厂合格证、材质检验报告单;3)施工记录及质量检查记录;4)搭设的重大问题及处理记录;5)施工验收报告。3、应现场抽查如下项目,并记录在验收报告中:1)安全措施的杆件是否齐全,扣件是否紧固合格;2)安全网的张挂及扶手的设置是否齐全;3)基础是否平整结实;4)垂直度及水平度是否合格;5)纵向垂直度≤H/400mm及≤50mm(H为支架高度);6)横向垂直度≤H/600mm及≤50mm;7)水平度≤H/600mm及≤50mm(L为支架长度)。九、支架预压1、预压荷载:在铺设完和梁底模后,对桥梁实验跨支架、模板进行预压(58m跨),预压荷载按新浇砼自重,钢筋自重和施工人员及设备荷载总和的110%考虑,具体施工时预压荷载采用箱梁自重的1.2倍,即预压总荷载为682.4×2.6×1.2=2130t。2、预压方法:预压采用砂包,即对桥梁实验跨用等同于梁体自重120%约2130t的砂包对桥梁模板,支架预压7天。预压前先安装底模,底模安装完毕后,检查支架稳定和紧固情况,模板与下方垫木的紧贴情况和控制标高,符合要求后进行预压.采用砂袋对支架全跨作业面对称加载预压,预压根据施工荷载规律分为三级进行施加,即总荷载的30%、70%、100%,即639t、1491t、2130t逐级施加。加载时从跨中向两端均匀对称加载,满载后连续观测7天,得出沉降数值,绘制沉降曲线,总结结果,用以指导下一跨施工。预压前在底板上分别设置沿降观
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