公路改扩建设计的技术问题探讨.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文公路改扩建设计的技术问题探讨公路改扩建设计的技术问题探讨 【摘要】本文主要从公路改扩建的角度出发，分析了公路改扩建设计的一些要点，具体分析了公路改扩建设计的技术问题，并分析了公路改扩建应该如何提高设计水平，以期可以为公路的改扩建工作提供有效的借鉴。 【关键词】公路；改扩建；设计；技术问题 中图分类号：X734文献标识码： A 一、前言 公路在使用的过程中，经常会遇到需要进行改扩建的情况，在改扩建工作进行之前，必须要首先进行科学的设计，采用先进的设计技术规划出公路改扩建工作的方案，为公路改扩建工程的实施奠定基础。 二、公路改扩建的依据与目的 对于一条正在运营使用的公路来说,是否要对其进行改扩建,是一个十分复杂和十分重要的问题,既涉及到对改扩建公路的性能和所在路网的评价,同时也涉及到改扩建公路的经济效益(残值利用等)问题。因此,公路的改扩建要有充分的依据和明确的目的。根据公路改扩建的定义,原有公路提出改扩建主要依据如下: 原有公路的交通量增长和公路的适应程度不满足要求,交通拥挤度是衡量其通行能力及其服务水平的一个重要指标。通过对原有公路交通量的调查和分析预测,可以为评价研究公路的交通量适应状况提供资料,进而提出改扩建工程的技术标准和建设规模(公路升级或增加车道数),以达到提高现有公路的通行能力,并满足交通需求的目的，路网规划需要。新一轮的路网规划,有时须在原有走廊内建设更高等级的公路,同时受建设条件限制需要改扩建原有公路以实现等级提高，使用功能改变或服务水平要求提高的需要。 改扩建工程的目的就是提高公路的通行能力和服务水平。提高通行能力可以通过提高公路的平纵面技术指标,提高公路的运行速度来实现,也可以通过增加车道数来实现；提高公路的服务水平包括公路的运行安全性、舒适性和服务全面性等几方面。 三、公路改扩建路基设计面临的问题 影响新旧路基间差异沉降的因素主要有以下几个方面： 1、拓宽部分路基基底状况的影响：原有路基基底经过多年的荷载作用，早已固结，而新拼路基基底一直处于自然松散状态，施工压实之后在很长一段时间内，在汽车荷载及路堤自身荷载的作用下，仍然会继续沉降，这就导致新旧路堤基底的之间存在差异沉降，进而影响上部结构的稳定。倘若拓宽部分基底存在软土下卧层及其他地质病害，这种差异沉降将进一步加剧。 2、拓宽部分路基路堤自身的影响：现有路堤经过多年的碾压，自身强度及压实度等早已达到或远远超过规范要求，后期沉降几乎可以忽略不计。而新填筑的路基土即使施工时达到了压实度等要求，在后期使用过程中仍然存在沉降。因此，路堤本身也是影响新旧路基差异沉降的一个重要因素。 3、新旧路基之间的横向连接：由于受到地基、路堤材料等多种因素的影响，使得新老公路的衔接部位成为整个扩建后公路的最薄弱环，也给公路扩建带来了最大的难题。如果新老公路衔接不良，会直接导致路基的沉降、路面的损坏，甚至出现纵向的大裂缝，从而影响了整条公路的路况及安全使用。裂缝出现后，路面水从裂缝下渗，进入路基，造成路基水毁，进一步加剧对公路的破坏。 四、公路改扩建的平面、纵断面线形设计 1、平面线形设计 （一）直线 旧路的平面线形中,多以直线线形为主,位于平原微丘区的旧路一般直线距离都比较长,提高等级后仍能满足设计要求。对于山岭重丘区的旧路,当直线长度不能满足设计要求时,对于同向曲线,可以把距离较近的两交点合并为一个单交点用基本型曲线予以连接,不能合并为一个单交点时,在两交点间用卵型、凸型、复合型、或“C”型曲线予以连接；对于反向曲线可以用“S”型曲线进行连接,以满足设计规范的要求。 （二）平曲线 旧路的平曲线中圆曲线半径与缓和曲线长度能够满足规范设计要求时,尽量不改变半径的大小及曲线的长度以尽量利用旧路,当圆曲线半径与缓和曲线的长度过小,不能达到规范的要求时,可以适当缩短两端直线的长度,以增大圆曲线的半径与缓和曲线的长度,同时要确保两端的直线长度满足规范的要求,如果直线不能满足要求时,可以考虑使用复和曲线或“S”型曲线予以连接。对于长直线的尽头设置了小半径的平曲线时,汽车进入弯道时由于来不及减速而引发交通事故,因此,在条件允许的情况下,应尽可能加大圆曲线半径,接近或达到不设超高的最小半径,以适应较快的行车速度。 2、纵断面线形设计 （一）坡度与坡长 公路改扩建工程中旧路由于等级较低,难以达到较高技术等级公路相应的关于坡度、坡长的技术要求,因此,在设计中需要改善纵断面线形,调整纵断面的坡度与坡长,尽量在不过多增加工程数量的前提下减小路线纵坡的坡度,同时调整坡长,使全部坡长均满足最小坡长的要求,对于纵坡较陡的路段,应根据标准及设计规范要求,坡长在大于最小坡长的前提下,不超过最大坡长限制。在工程量增加不大的情况下,应注重纵断面与平面线形的有机配合,尽量使路线纵断面更加平缓、顺畅,提高汽车行驶的平顺性,提高汽车的行驶速度的同时,确保行车安全。 （二）竖曲线 在设计合理的坡度与坡长的基础上,在变坡点处设置合适的竖曲线,一方面竖曲线的半径应大于规定的最小半径的要求,另一方面竖曲线的长度应大于规定的竖曲线最小长度。在满足前述两个方面的要求外,尽量采用较大半径与较大的竖曲线长度,设计时应注意选择竖曲线处的合理的填挖高度,同时应注意相邻两竖曲线的正确衔接。 五、公路改扩建工程中桥梁设计难点、要点 1、荷栽标准 由于原高速公路的构筑物是按照旧桥规设计的，而新的技术标准和设计规范的颁布执行，设计荷载由桥规89规范的汽一超20提高到04规范的公路一I级；且新桥规对结构在正常使用状况下的各项应力要求也有较大提高，使得既有桥梁构筑物已不可能全面满足新桥规的要求。基于以上实际情况，本文认为应本着“尽量最大限度的利用既有构造物、灵活运用新、旧桥梁设计规范”的原则，务实采用“旧桥旧标准、新桥新标准”的方法处理；同时通过对旧桥进行验算、加固，使其承载能力极限状态以达到公路I级的标准要求。 2、桥梁横向拼接加宽方式 桥梁横向连接方式的选择是桥梁改扩建成败与否的一个重要因素，横向连接方式受许多因素的影响，如原有桥梁的承载能力和耐久性的评估结果、上部结构的协调变形要求、桥梁活载的影响、基础的差异沉降及施工的难易程度等，通过对广佛高速公路、沪杭甬高速公路一期、沈大高速公路、沪宁高速公路、哈大高速公路、连霍高速公路郑州段等改扩建项目的调研与考察，可知上部结构和下部结构的连接方式分为三种： （一)上下均不连的优点是：加宽桥与原桥各自受力、互不影响、简化了施工程序、消除了连接的技术问题，减小了连接的施工难度。缺点是：活载作用下两桥主梁会产生不均衡挠度，同时新桥后期沉降大，易造成新旧桥之间桥面铺装层的破坏，从而形成纵向裂缝和横向错台，影响行车安全舒适和桥面外观，增加后期养护维修工作。 （二)上下均连即新拓宽上部结构与旧桥对应的上部结构横向连接起来，同时新拓宽下部结构(墩台)的盖梁及系梁、承台也通过植筋、布设钢筋骨架，浇筑混凝土连接件与旧桥下部结构形成整体，其适用于桥梁基础较好的条件及小跨径。其优点是：原桥与新桥形成一体，减少了基础不均匀沉降、汽车活载、温度荷载等作用下，新旧桥连接处的不均匀变形。缺点是：新旧桥混凝土收缩徐变引起的变形不一致、新旧桥不均匀沉降会产生较大的附加内力，易在下部结构盖梁、系梁、墩台连接处产生裂缝，导致使用功能下降，维修困难。同时对下部结构的拼接成本高，对交通影响大，施工繁琐。沈大高速公路中、小跨径结构采用了这种方式。 （三)上连下不连的优点是：新桥与原桥上部结构连接，形成整体，有利于上部结构受力，行车舒适美观。下部结构不连接，各自受力互不影响，减小附加应力对下部结构的影响。主要注意：应保证现浇混凝土接缝在养护和使用过程中不出现过大的变形和开裂，这是新旧桥面是否真正连接的关键；控制新、旧桥之间的沉降差。 六、结束语 总而言之，公路改扩建工程必须要重视设计工作，只有充分做好了设计工作，才能够确保后期的改扩建工作有章可循，提高改扩建工作的施工水平和施工的科学性。 【参考文献】 1