朱洪亮
(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院,山西 太原 030012)
道路附屬設(shè)施(如路燈、攝像機(jī)、交通標(biāo)志等)作為道路建設(shè)的重要組成部分,對(duì)發(fā)揮公路功能、保障行車安全、提高服務(wù)水平和通行能力具有重要作用,是道路現(xiàn)代化、智能化的標(biāo)志。隨著交通科技的不斷發(fā)展,在道路建設(shè)中對(duì)附屬設(shè)施的要求越來越高,規(guī)模也越來越大。在實(shí)際道路項(xiàng)目建設(shè)中,不少設(shè)備不可避免需設(shè)置在橋梁上。
在橋梁上設(shè)置設(shè)備就需要先在橋梁上做好基礎(chǔ),與在路基段設(shè)置設(shè)備基礎(chǔ)相比,在橋梁段設(shè)置,難度更大,一般需多專業(yè)配合,在橋梁施工時(shí),提前為后期實(shí)施的附屬設(shè)備預(yù)留基礎(chǔ)。因涉及專業(yè)和協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)較多,經(jīng)常會(huì)發(fā)生預(yù)留基礎(chǔ)遺漏、基礎(chǔ)規(guī)格有偏差或預(yù)留基礎(chǔ)強(qiáng)度不達(dá)標(biāo),造成后期附屬實(shí)施設(shè)備無法安裝或安裝后傾斜傾倒,影響道路建設(shè)工期和道路交通安全。
此外,高速公路中的特大橋作為道路工程中的一個(gè)重點(diǎn)構(gòu)造物,需重點(diǎn)監(jiān)控管理,對(duì)附屬設(shè)施的配置要求也更高,在《高速公路監(jiān)控技術(shù)要求》中規(guī)定:“設(shè)置在特大橋區(qū)段的監(jiān)控設(shè)備包括車輛檢測(cè)器、氣象檢測(cè)器(能見度檢測(cè)器)、閉路電視攝像機(jī)、可變信息標(biāo)志(包括門架式、懸臂式、立柱式)、車道控制標(biāo)志、緊急電話和有線廣播、霧燈、航空障礙燈、航道警示標(biāo)志設(shè)備等[1]?!备咚俟诽卮髽蛟O(shè)置的設(shè)備種類較多,各種設(shè)備的大小不同,對(duì)橋上設(shè)備基礎(chǔ)的要求也不同。
如何根據(jù)實(shí)際需要在橋梁上設(shè)置設(shè)備基礎(chǔ)是一個(gè)值得我們認(rèn)真思考的問題。
本次列舉幾種在設(shè)計(jì)和施工中經(jīng)常使用的橋上設(shè)備基礎(chǔ)做法,并進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比分析,總結(jié)出各做法的優(yōu)缺點(diǎn),以便在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中能選擇最合理的做法。
此做法一般用于設(shè)有混凝土護(hù)欄的道路橋梁段,具體做法是在橋梁原混凝土護(hù)欄的基礎(chǔ)上進(jìn)行加強(qiáng),加強(qiáng)部分與橋梁混凝土護(hù)欄一起配筋澆筑,在澆筑過程中將設(shè)備地腳螺栓、穿線管道等一并澆筑,澆筑完成后為一個(gè)完整的整體。設(shè)備桿橫向扭力由設(shè)備基礎(chǔ)和橋梁混凝土護(hù)欄整體受力,設(shè)備桿高度、重量受一定限制,桿體太高太重會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)平衡有影響。具體如圖1。
圖1 混凝土護(hù)欄澆筑法示意圖
圖中穿線支管和穿線主管為選配內(nèi)容,若桿體為電氣設(shè)備桿,則需配置管道,若為交通標(biāo)志等非電氣類設(shè)備則無需配置管道。
目前橋梁設(shè)計(jì)大部分采用裝配式結(jié)構(gòu)。裝配式結(jié)構(gòu)就是以預(yù)制構(gòu)件為主要受力構(gòu)件,裝配連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)。由于裝配式橋梁的上、下部可平行施工,可大大縮短工期,且無需在高空進(jìn)行構(gòu)件制作,質(zhì)量容易控制,可在一處成批生產(chǎn),成本低,在實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用較為廣泛。經(jīng)查閱《公路橋涵通用圖》[2]和咨詢相關(guān)專業(yè)人員,裝配式橋梁兩塊預(yù)制梁板之間一般會(huì)留有50~100 cm的現(xiàn)澆縫用于梁板連接。而一般設(shè)備基礎(chǔ)地腳螺栓間距不超過40 cm,可放入橋梁現(xiàn)澆縫內(nèi)。在現(xiàn)澆縫澆筑前,將提前準(zhǔn)備好的設(shè)備法蘭盤和地腳螺栓預(yù)埋件插入梁板之間的現(xiàn)澆縫,調(diào)整好角度并進(jìn)行固定,然后進(jìn)行澆筑。澆筑完成后設(shè)備基礎(chǔ)與梁板融為一體。設(shè)備桿橫向扭力由整個(gè)梁板受力,受力好,設(shè)備桿高度、重量基本不受限制,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)和平衡影響較小。但橋梁現(xiàn)澆縫一般位于橋墩上,此做法需要設(shè)備基礎(chǔ)與橋墩必須同位置,位置不同,無法設(shè)施。具體如圖2。
圖2 現(xiàn)澆縫澆筑法
圖中管道為選配內(nèi)容,若基礎(chǔ)為電氣設(shè)備桿基礎(chǔ),則需預(yù)埋管道,管道可設(shè)置在人行道磚下方或在橋梁護(hù)欄外側(cè)進(jìn)行明裝,若為交通標(biāo)志等非電氣類設(shè)備則無需預(yù)埋管道。
設(shè)備基礎(chǔ)傳統(tǒng)預(yù)留法(1.1、1.2均為傳統(tǒng)預(yù)留法)需要附屬設(shè)施設(shè)計(jì)單位對(duì)基礎(chǔ)提出要求,由橋梁設(shè)計(jì)部門進(jìn)行預(yù)留基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。但附屬工程設(shè)計(jì)單位與橋梁設(shè)計(jì)單位一般不屬同一部門,協(xié)調(diào)比較困難。即使通過協(xié)調(diào),橋梁設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)備預(yù)留基礎(chǔ)進(jìn)行了設(shè)計(jì),也經(jīng)常會(huì)因?yàn)槭┕ぴ蛟斐深A(yù)留基礎(chǔ)遺漏或不合格,無法滿足使用要求,直接導(dǎo)致附屬設(shè)施后期無法安裝或安裝困難。
本做法是對(duì)傳統(tǒng)預(yù)留法的一種有效補(bǔ)充。具體做法為:
a)在生產(chǎn)車間內(nèi),根據(jù)橋梁混凝土護(hù)欄尺寸,使用一定厚度的高強(qiáng)鋼板加工成馬鞍形基座。在基座頂部相應(yīng)位置焊接底座螺栓,間距、規(guī)格與設(shè)備桿加勁法蘭盤對(duì)應(yīng)。根據(jù)基座固定螺栓的規(guī)格、間距在基座側(cè)板鉆孔。對(duì)基座整體做熱鍍鋅防腐。
b)將生產(chǎn)好的設(shè)備基座從生產(chǎn)車間運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)輸過程應(yīng)將基座固定好,防止在運(yùn)輸過程中碰撞,損壞鍍鋅層。
c)根據(jù)附屬實(shí)施設(shè)計(jì)圖紙中設(shè)備的安裝位置和生產(chǎn)好的馬鞍形基座規(guī)格,在橋梁混凝土護(hù)欄上對(duì)應(yīng)位置鉆孔,將基座安裝在橋梁混凝土護(hù)欄上,并用高強(qiáng)螺栓固定好。
d)確定基座安裝好的情況下,將設(shè)備桿安裝在基座法蘭上。
e)將配套的穿線管道、設(shè)備、線纜安裝好,安裝即完成。
本做法安裝方便靈活,由附屬設(shè)施施工單位施工即可,無需與橋梁設(shè)計(jì)施工單位協(xié)調(diào)。但由于此法設(shè)備基座與橋梁混凝土護(hù)欄是通過螺栓連接的,設(shè)備桿受力主要由基座、螺栓、混凝土護(hù)欄共同決定,設(shè)備桿高度、重量受限制較大,比較適合桿體較小較輕的設(shè)備桿,而且在施工過程中需要對(duì)橋梁混凝土護(hù)欄進(jìn)行鉆孔,對(duì)混凝土護(hù)欄結(jié)構(gòu)有一定影響,但整體影響較小,方案可行。具體如圖3。
圖3 后期馬鞍法
圖中管道及相關(guān)附件均為選配內(nèi)容,若基礎(chǔ)為電氣設(shè)備桿基礎(chǔ),則需安裝穿線管道,管道可明裝在橋梁護(hù)欄外側(cè),若為交通標(biāo)志等非電氣類設(shè)備則無需安裝管道。
上文列舉了3種最常見的橋上設(shè)備基礎(chǔ)做法,下面我們將3種做法從基礎(chǔ)受力、設(shè)置位置、協(xié)調(diào)難度、施工難度、后期維護(hù)等幾方面進(jìn)行對(duì)比,對(duì)3種做法各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。
a)優(yōu)點(diǎn) 受力較好、預(yù)留位置不受限制、后期維護(hù)量小。
b)缺點(diǎn) 對(duì)桿體規(guī)格有一定限制、協(xié)調(diào)難度較大,易遺漏或預(yù)留規(guī)格有偏差、施工難度較大。
a)優(yōu)點(diǎn) 受力好、對(duì)桿體規(guī)格基本無限制、施工難度小、后期維護(hù)量小。
b)缺點(diǎn) 預(yù)留位置受限制、協(xié)調(diào)難度較大,易遺漏或預(yù)留規(guī)格有偏差。
a)優(yōu)點(diǎn) 設(shè)置位置靈活、無需協(xié)調(diào),不易遺漏或產(chǎn)生偏差。
b)缺點(diǎn) 受力差、對(duì)桿體規(guī)格有限制、制作工藝復(fù)雜,施工難度大、后期維護(hù)量較大。
經(jīng)分析對(duì)比,各做法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1。
從表中可以看出,各做法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn),適用情況各有所長(zhǎng)。
表1 橋上設(shè)備基礎(chǔ)做法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表
合理的方案、完善的設(shè)計(jì)是工程實(shí)施的前提。合理完善的設(shè)計(jì)方案不僅能提高工程質(zhì)量、減少工程造價(jià)、降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本,還能使道路更好地服務(wù)于廣大司乘人員。本文列舉的3種橋梁設(shè)備基礎(chǔ)做法均已通過實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn),方案安全可靠。通過對(duì)比,總結(jié)出各做法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況。在實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇最合理的基礎(chǔ)做法。