王一帆

[摘要]天津?yàn)I海新區(qū)塘沽海門(mén)大橋和響螺灣開(kāi)啟橋是坐落在海河上的兩座典型的開(kāi)啟式橋梁，分別采用了垂直升降式和立轉(zhuǎn)式兩種開(kāi)啟方式，對(duì)保證海河通航和海河兩岸通行發(fā)揮了非常重要的作用。區(qū)開(kāi)放開(kāi)發(fā)、天津自貿(mào)區(qū)建設(shè)的不斷推進(jìn)，將會(huì)有越來(lái)越多的開(kāi)啟橋會(huì)矗立在美麗的濱海新區(qū)，本文作者從自己的認(rèn)識(shí)出發(fā)，對(duì)兩種開(kāi)啟方式的開(kāi)啟橋的不同特色、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)濱海新區(qū)開(kāi)啟橋的建設(shè)有一定的借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]開(kāi)啟橋；結(jié)構(gòu)；觀察；體會(huì)

天津是一座帶有濃厚的橋梁文化色彩的城市，特別是近代以來(lái)，天津建造了大量的造型各異的開(kāi)啟橋。天津的開(kāi)啟橋無(wú)論是在數(shù)量上還是形式上，均堪稱全國(guó)之最。茅以升有一句話：“幾乎全國(guó)的開(kāi)合橋都集中在天津，這不能不算是天津的一種‘特產(chǎn)～。天津有兩座開(kāi)啟橋坐落在濱海新區(qū)，一座是建于上世紀(jì)八十年代的塘沽海門(mén)大橋，一座是建于本世紀(jì)初的天津響螺灣開(kāi)啟橋。由于經(jīng)常經(jīng)過(guò)兩座橋梁，對(duì)兩座橋梁的開(kāi)啟結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了比較濃厚的興趣，通過(guò)日常觀察、調(diào)查研究、查閱資料和分析思考，對(duì)兩座橋梁的開(kāi)啟結(jié)構(gòu)、運(yùn)行維護(hù)產(chǎn)生了一些認(rèn)識(shí)。

1、塘沽海門(mén)大橋和天津響螺灣開(kāi)啟橋的基本情況

開(kāi)啟橋又名開(kāi)合橋，也稱活動(dòng)橋，是部分橋跨結(jié)構(gòu)可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的一種橋梁。建造開(kāi)啟橋的目的是江河水面有船舶航行，航道上空的空間不足以建設(shè)固定式橋梁時(shí)，通過(guò)建造開(kāi)啟橋來(lái)實(shí)現(xiàn)閉合時(shí)橋上走車(chē)、開(kāi)啟時(shí)橋下行船的“開(kāi)啟時(shí)通航、閉合時(shí)通行”功能。常見(jiàn)的開(kāi)啟橋的結(jié)構(gòu)有立轉(zhuǎn)式、升降式、平轉(zhuǎn)式三種。天津?yàn)I海新區(qū)塘沽海門(mén)大橋和天津響螺灣開(kāi)啟橋兩座開(kāi)啟橋分別采用了升降式、立轉(zhuǎn)式兩種開(kāi)啟結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)情況見(jiàn)下圖：

沽海門(mén)大橋位于渤海西岸海河入?？?，由塘沽北河岸跨越海河，至西大沽南河岸接岸，由鐵道部大橋工程局設(shè)計(jì)，鐵道部大橋工程局和交通部和第一航務(wù)工程局施工，于1985年11月13日建成通車(chē)，是我國(guó)目前提升高度最高的垂直升降式開(kāi)啟橋。大橋總長(zhǎng)550.1米，橋?qū)?×2+14米，主橋分跨為2x48+64+2×48米，中間64米為升降部分，可提升高度24米，在升降部分的兩側(cè)各建有45米高的提升鋼塔架。大橋開(kāi)啟時(shí)，寬60米，高31米。升降功能由兩組提升機(jī)實(shí)現(xiàn)，每組提升機(jī)有兩個(gè)卷筒，兩卷筒間為機(jī)械軸同步，兩套提升機(jī)通過(guò)平衡電機(jī)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。提升機(jī)房分別設(shè)在橋跨兩端的提升塔樓頂部，控制臺(tái)集中在橋跨一端，上面設(shè)有高度及高差指示器，能隨時(shí)反映橋跨兩端同步情況，當(dāng)橋的升降部分斜度過(guò)大時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)平。

天津響螺灣開(kāi)啟橋橫跨海河下游、連接天津于家堡金融區(qū)和響螺灣商務(wù)區(qū)，由天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，中國(guó)鐵建十四局三公司承建，2010年7月建成通車(chē)，是集土建、機(jī)械、液壓、電氣及智能化控制于一體的新型橋梁，是目前世界上最大的雙葉立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟立。全橋鋼箱梁重1638噸，球墨鑄鐵配重1730噸，橋長(zhǎng)868.8米，為雙向4車(chē)道，其中主橋?yàn)殚_(kāi)啟橋，主跨76米，凈跨為68米，橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為38米、橋梁開(kāi)啟最大角度85度，橋下通航凈寬度68米，在不開(kāi)啟狀態(tài)下其凈空大于7米，開(kāi)啟時(shí)凈空超過(guò)27米。采用600千瓦的動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，大大提高了開(kāi)啟速度，開(kāi)啟時(shí)間為315秒，閉合時(shí)間為265秒。開(kāi)啟橋由電氣系統(tǒng)控制的液壓機(jī)械完成，橋梁開(kāi)啟時(shí)由橋中間向兩側(cè)立轉(zhuǎn)，就像是古代拉起護(hù)城河上的吊橋。

2、兩座開(kāi)啟橋的活動(dòng)橋跨的受力分析

垂直升降式開(kāi)啟橋主要考慮活動(dòng)的橋跨所受到力的平衡，立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟橋主要考慮的不僅僅是活動(dòng)的橋跨所受到的力的平衡，還要考慮所受的力矩的平衡。具體受力分析如下：

2.1塘沽海門(mén)大橋升降部分受力情況分析

存在以下力的關(guān)系：

G=F1+F1，可以保證能夠?qū)虻幕顒?dòng)部分進(jìn)行升降

F1=F1，可以保證橋的活動(dòng)部分能夠保持一個(gè)基本水平的狀態(tài)進(jìn)行升降。

2.2天津響螺灣開(kāi)啟橋開(kāi)啟部分（兩片中的一片）受力情況分析

3、兩座開(kāi)啟橋優(yōu)劣情況的認(rèn)識(shí)

兩座開(kāi)啟橋采用的垂直升降式和立轉(zhuǎn)式兩種不同的開(kāi)啟方式，具有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，體現(xiàn)出不同的優(yōu)勢(shì)，也存在各自的缺點(diǎn)。我認(rèn)為兩座開(kāi)啟橋至少存在以下幾方面的不同：

3.1開(kāi)啟速度和通行效率方面

塘沽海門(mén)大橋是垂直升降式開(kāi)啟橋，開(kāi)啟或者閉合一次需要20分鐘左右時(shí)間，天津響螺灣開(kāi)啟橋是立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟梁，每完成一次開(kāi)啟或者閉合都僅需3分多鐘?？焖俚拈_(kāi)啟與閉合對(duì)于緩解大橋開(kāi)閉所造成的車(chē)流擁塞會(huì)產(chǎn)生立竿見(jiàn)影的效果，所以立轉(zhuǎn)式橋梁通行效率更高一些。將來(lái)隨著響螺灣商務(wù)區(qū)和于家堡金融區(qū)建設(shè)的不斷推進(jìn)，特別是天津自貿(mào)區(qū)的各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，天津響螺灣開(kāi)啟橋的船舶通行量和地面交通通行量會(huì)比塘沽海門(mén)大橋增長(zhǎng)的更快更多。所以就開(kāi)啟效率上看，天津響螺灣開(kāi)啟橋所采用的立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟方式更有優(yōu)勢(shì)，每開(kāi)啟一次可以節(jié)約半個(gè)小時(shí)以上有時(shí)間，通行效率會(huì)有很大提高。

3_2開(kāi)啟寬度和開(kāi)啟高度方面

塘沽海門(mén)大橋開(kāi)啟后，通航凈寬60米，開(kāi)啟后的凈空高31米。天津響螺灣開(kāi)啟橋通航凈寬度68米，開(kāi)啟時(shí)凈空27米。從了解到數(shù)據(jù)上看，兩座橋各有千秋，相差不多，但是從功能上均能夠滿足海河通航的基本要求。我感覺(jué)在建設(shè)開(kāi)啟橋中，由于垂直升降的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、明快，相對(duì)更加容易實(shí)現(xiàn)，而立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟橋結(jié)構(gòu)、技術(shù)、設(shè)備和控制要求均要更加高精尖一些，采用垂直升降式的開(kāi)啟橋，通航的寬度和通航的高度更容易提升、拓展。所以如果是有更寬更高的開(kāi)啟通航要求，而對(duì)通行效率要求相對(duì)較低一些的地區(qū)，可以考慮垂直升降式開(kāi)啟橋，要更優(yōu)于立轉(zhuǎn)式開(kāi)啟橋。

3.3技術(shù)含量和運(yùn)行安全方面

塘沽海門(mén)大橋的開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的兩套提升機(jī)依靠一種稱作“平衡電機(jī)”的設(shè)備實(shí)現(xiàn)同步，同一提升機(jī)的兩個(gè)卷筒通過(guò)機(jī)械軸連接實(shí)現(xiàn)同步，這樣就保證了啟升和下降過(guò)程中橋的四個(gè)角的保持水平，這種控制和運(yùn)行的特點(diǎn)是低速穩(wěn)定、可控性強(qiáng)、超重載荷，可以說(shuō)雖然犧牲了開(kāi)啟速度，但是實(shí)現(xiàn)了安全和平衡。天津響螺灣開(kāi)啟橋采用了較多的高科技，在開(kāi)啟橋閉合時(shí)兩塊臂梁鎖緊形成一個(gè)鋼性整體，關(guān)閉后液壓馬達(dá)自動(dòng)鎖死，同時(shí)采用了工業(yè)以太網(wǎng)通過(guò)水下光纜進(jìn)行連接，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行控制，使起升液壓系統(tǒng)有條不紊的工作，這些新思路、新方法、新技術(shù)的集合運(yùn)用，運(yùn)行更加科學(xué)有序、安全高效、穩(wěn)定可靠。

總結(jié)：

開(kāi)啟橋不是一般意義上的橋梁，它是機(jī)電液與結(jié)構(gòu)的完美組合體，可以滿足江河航道的通航功能和江河兩岸的通行功能。橋梁結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，占地與拆遷量小，減少了工程造價(jià)。不同開(kāi)啟方式的開(kāi)啟橋適用于不同的環(huán)境，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選用不同的開(kāi)啟方式。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，這種橋梁型式將煥發(fā)新的青春，為我國(guó)橋梁建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)揮其自身獨(dú)特的作用。論公路瀝青路面早期破壞及預(yù)防措施

郭勇軍

[摘要]瀝青混凝土路面作為一種柔性路面結(jié)構(gòu)，因其行車(chē)舒適、養(yǎng)護(hù)便利開(kāi)放交通快等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)運(yùn)于我國(guó)高速公路與城鎮(zhèn)主要道路的建設(shè)中，是我國(guó)最重要且最常用的一種路面結(jié)構(gòu)形式。但也由于其受溫感性較高（夏季強(qiáng)度較低）和施工過(guò)程不規(guī)范等因素的影響，往往會(huì)過(guò)早的出現(xiàn)推移、泛油、裂縫等病害?；诖?，本文筆者以工程實(shí)例為依據(jù)，理論試驗(yàn)為手段，就我國(guó)瀝青混凝土路面早期破壞形式及機(jī)理進(jìn)行深入研究，并有針對(duì)性的提出防護(hù)措施，旨在更好的服務(wù)于我國(guó)交通事業(yè)的建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]瀝青路面；早期破壞；機(jī)理分析；防護(hù)措施

作為我國(guó)現(xiàn)階段最常見(jiàn)的一種路面結(jié)構(gòu)形式，瀝青混凝土路面的施工與運(yùn)營(yíng)過(guò)程隨著時(shí)代的發(fā)展越來(lái)越受到人們的關(guān)注。如何加強(qiáng)瀝青混凝土路面施工技術(shù)，防止其發(fā)生早期破壞，提高路面整體運(yùn)行質(zhì)量，促使其更好的服務(wù)于人民與社會(huì)，已成為現(xiàn)代交通從事看們共同面對(duì)的課題。

1、工程實(shí)況

1.1工程簡(jiǎn)介

楚大（楚雄～大理）高速公路是國(guó)道主干線320云南境內(nèi)滇西方向的重要路段，主線全長(zhǎng)179.112Km，屬于“滇西紅層”的山嶺重丘區(qū)，地質(zhì)復(fù)雜，沿線材料以砂巖為主。自通車(chē)后路面進(jìn)行了多次修補(bǔ)，調(diào)查時(shí)路面存在的主要病害有：縱、橫裂縫、車(chē)轍、沉陷、擁包、泛油、坑槽、積水。

1.2路況調(diào)查

（1）彎沉測(cè)量。實(shí)測(cè)最小彎沉值32.0（0.01mm）、最大彎沉值200.0（0.01mm），原設(shè)計(jì)容許彎沉值40.0（0.01mm），代表彎沉值大于容許彎沉值約占路段的60%，表明結(jié)構(gòu)承載能力己偏不安全。路面代表彎沉值的增加與實(shí)際路況的顯著變化吻合。

（2）探坑調(diào)查。級(jí)配碎石基層以泥巖為主要細(xì)料，且整體處于極為潮濕的飽水狀態(tài)。粉料最高含量29.1%，平均含量16.0%，嚴(yán)重超出規(guī)范≤7.0%的要求；38%的細(xì)料中塑性指數(shù)lP最大值為17.8，超出規(guī)范≤6.0的要求；71%的樣品液限指數(shù)最大為34.7%，超出規(guī)范≤28.0%的要求，塑性細(xì)料含量多。

2、早期破壞發(fā)生的主要形式及原因

通過(guò)對(duì)楚大高速實(shí)際路況調(diào)查，本文經(jīng)過(guò)綜合分析，就常見(jiàn)且具有代表性的幾點(diǎn)病害進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，具體內(nèi)容如下：

2.1裂縫

裂縫作為瀝青路面最常見(jiàn)的早期破壞之一，其最大的危害在于路面開(kāi)裂后，使得水分不斷進(jìn)入道路下層（路基）結(jié)構(gòu)，致使路基因軟化而導(dǎo)致承載力下降，進(jìn)而促使路面破壞速度加快。

2.1.1橫向裂縫

瀝青路面橫向裂縫包括非荷載性裂縫與荷載性裂縫兩大類(lèi)，究其形成原因，主要為路基壓實(shí)度控制（過(guò)低時(shí)易形成）與瀝青材料特性（干縮和溫縮）有關(guān)。荷載性裂縫產(chǎn)生的主要原因—般是由于施工的粗糙性和設(shè)計(jì)的欠缺性所造成，或是隨著時(shí)間的推移，在長(zhǎng)期重載交通作用下，瀝青路面因疲勞性和不可恢復(fù)性損傷逐漸發(fā)育成橫向裂縫；非荷載裂縫作為橫向裂縫的主要表現(xiàn)形式，其包括基層反射性裂縫和溫縮性裂縫，研究表明，常規(guī)的發(fā)育較淺的橫向裂縫不會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成太太損傷，一定條，件下是允許其存在的。

2.1.2縱向裂縫

縱向裂縫的形成，一是由于瀝青面層攤鋪時(shí)，縱向接縫處理不合格，使其剝落開(kāi)裂，加之行車(chē)荷載作用而形成；二是由于路基因縱向不均勻沉降而形成，其原因?yàn)槁坊鶋簩?shí)不均勻所致。

2.2水損壞

水損壞為瀝青路面早期破壞常見(jiàn)的—種形式，其破壞機(jī)理主要為路面及表層結(jié)構(gòu)中的積水進(jìn)入公路結(jié)構(gòu)層所造成，一旦形成早期破壞，其損傷力較大?！闱闆r下，水進(jìn)入路面表層后會(huì)滯留在面層下部及其交界處，茌長(zhǎng)期疲勞荷載作用下，各面層間的瀝青由于逐漸失去粘結(jié)力而形成剝落現(xiàn)象，隨著時(shí)間的推移，病害逐漸發(fā)育至上部，加之外載的反復(fù)作用，從而形成變形和網(wǎng)裂。

在雨水較多時(shí)節(jié)，尤其是因降雨形成路面明顯積水時(shí)，在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下，使得行車(chē)道上的網(wǎng)裂日益擴(kuò)大，并在車(chē)輪與周邊材料的擠壓下空蝕作用下，從而形成空洞，同時(shí)又增大了路面結(jié)構(gòu)與水的接觸面積，周而復(fù)始，形成—種惡性循環(huán)，如不及時(shí)修補(bǔ)，最終導(dǎo)致局部損壞的發(fā)生。

2-3車(chē)轍和坑槽

車(chē)轍主要包括流動(dòng)性損傷、結(jié)構(gòu)性損傷和磨損性損傷三種類(lèi)型，其表現(xiàn)形式為行車(chē)道面層及基層處產(chǎn)生永久性凹性轍形。形成車(chē)轍的主要原因?yàn)楹奢d集中性疲勞損壞所造成，尤其是重載交通地區(qū)，此類(lèi)損傷最為容易發(fā)生；坑槽現(xiàn)象的發(fā)生，通常是由于面層厚度不足或壓實(shí)度不夠而導(dǎo)致。壓實(shí)度不足主要為瀝青喪失粘結(jié)力而造成，使其壓實(shí)效果無(wú)法達(dá)到規(guī)范要求，從而在荷載作用下因發(fā)生胞性斷裂而形成坑槽，其形成的根本原因?yàn)闉r青攤鋪時(shí)因混合料溫度過(guò)高造成老化而致；道路瀝青面層壓實(shí)過(guò)程中，當(dāng)混合料溫度過(guò)低時(shí)，容易造成因壓實(shí)不均勻而在荷載作用下出現(xiàn)不均衡性斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致坑槽的出現(xiàn)。除此之外，厚度不足通常會(huì)加強(qiáng)低壓空蝕作用，從而形成坑槽損壞。

3、避免早期破壞發(fā)生的防護(hù)措施

根據(jù)楚大高速實(shí)際情況，本文系統(tǒng)性的提出以下幾點(diǎn)預(yù)防措施。

3.1合理設(shè)計(jì)

道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能干篇—律的采用半-剛性基層，而是應(yīng)因地制宜，合理的進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合，結(jié)合本地實(shí)際隋況和發(fā)展特點(diǎn)（如經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、氣1賄地理），采用合理的交通組合方式。低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層和級(jí)配碎石柔性基層適合交通量-不大且重載交通很少的地區(qū)；低劑量穩(wěn)定碎石基層和半剛性基層（需在基層與面層間設(shè)置級(jí)配碎石柔性排水層）適合交通量大但重載交通較少的地區(qū)；半剛性基層摻入適量的土工材料，不僅可以改善結(jié)構(gòu)層間的關(guān)系，而且還能對(duì)其受力特征起到加強(qiáng)作用，因此比較適合交通量大且重載交通較多地區(qū)。

3.2采用改性瀝青

改性瀝青的特點(diǎn)：①擁有較好的低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性，對(duì)裂縫的出現(xiàn)有很好的抑制作用；②增強(qiáng)瀝青混合料的耐久性和路面抗水損壞能力，提高道路使用壽命；⑤提高瀝青混合料的抗變形能力。交通部公路科學(xué)研究所對(duì)SBS、SBR、PE、EVA等4種改性劑的改性效果進(jìn)行了比較試驗(yàn)，結(jié)果證明，SBS在高、低溫性能，彈性恢復(fù)性能和感溫性等方面都有突出優(yōu)點(diǎn)。PE僅在高溫穩(wěn)定性方面顯示出較好的效果。EVA的高溫穩(wěn)定性不如PE，但低溫性能較PE要稍好—些，但均不如SBS。

另外，大量試驗(yàn)與實(shí)踐證明，評(píng)價(jià)SBS改性瀝青綜合性能時(shí)，在試驗(yàn)手段與評(píng)價(jià)方式的選擇方面，如果只是單純的套用普通基質(zhì)瀝青的一些試驗(yàn)方法或技術(shù)指標(biāo)來(lái)衡量改性瀝青的路用性能，那么就不能完全體現(xiàn)出它的優(yōu)良特性與社會(huì)價(jià)值，甚至出現(xiàn)指標(biāo)假相問(wèn)題，對(duì)此需要格外注意。

3.3提高施工質(zhì)量

高速公路工程項(xiàng)目的建設(shè)是—個(gè)復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)，影響工程質(zhì)量的因素貫穿整個(gè)施工過(guò)程。工程質(zhì)量包括“美觀、經(jīng)濟(jì)、適用、安全”四個(gè)方面，只有四者全優(yōu)，才是真正的優(yōu)質(zhì)工程?，F(xiàn)如今，國(guó)家對(duì)于高速公路工程質(zhì)量管理的要求越來(lái)越細(xì)、越來(lái)越嚴(yán)，而基層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)這些高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求?；鶎硬块T(mén)需要綜合監(jiān)督、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等多種職能，在工程施工時(shí)，做好“一協(xié)調(diào)”、“兩管理”、“三控制”工作，對(duì)建設(shè)各方采用—定的經(jīng)濟(jì)手段進(jìn)行制約，確保工程以優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)完成質(zhì)量目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)：

高速公路瀝青路面的早期破壞形式是多種多樣的，其影響因素也是復(fù)雜多變的，通過(guò)分析研究高速公路瀝青路面早期破壞產(chǎn)生的原因，從而確定預(yù)防破壞產(chǎn)生的措施，從設(shè)計(jì)，施工及管理等方面入手，采取科學(xué)可行的方法加以控制，保證瀝青路面的施工質(zhì)量，提高高速公路的使用質(zhì)量和壽命。