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明石海峽大橋經濟

史明海峽大橋橋面鋪裝由高溫拌和瀝青混合料基層和改性瀝青(第四種改性I型)混凝土面層組成。作為壹座吊橋,這座橋是世界上最大的。日本至今沒有超級多跨連續非合成鋼橋面結構,鋪裝寬度為11.2m..因此,根據結構分析和試驗工程的驗證,高溫拌和攤鋪瀝青混合料的熱變形對策采用兩車道分成五部分同時連續施工或每塊五部分間斷施工的獨特攤鋪方法。對於1.6m的最小攤鋪寬度,使用小型高溫攤鋪機。此外,鋼橋面表面處理原則上采用拋丸除銹,根據腐蝕情況始終設置四種噴塗密度。

關鍵詞:高溫拌和攤鋪瀝青混合料;預澆瀝青碎石;小型高溫攤鋪機

明石海峽大橋架設在神戶市垂直水域的五子和金銘縣淡路町的松飯(淡路島)之間的明石海峽上。主跨1990.8m,結構體系為三跨雙鉸桁架懸索橋。

本州連接四國的公路:神戶淡路名門汽車專用路伴隨著明石海峽大橋及相關路段的建成運營,從而將全國幹線公路網連成壹個整體,為區域產業、經濟、文化的發展做出貢獻。

明石海峽大橋是鋼橋面。為了提高車輛的行駛性能,彌補結構上的不足,盡量減少伸縮裝置,目前還沒有多跨連續非組合結構的先例。研究了高溫攪拌攤鋪靜音混合板的性能。結果表明,橋梁軸向施工長度有限,截面方向分五部分鋪設。

本文總結了高溫拌和瀝青混合料的攤鋪方法和橋面鋪裝的整體施工。

1攤鋪工程概述

海峽部分明石海峽大橋橋面鋪裝工程建築面積約92000㎡。路面層的組成以本州四國路面法規為準。

根據公路橋面結構類型的不同,鋼橋面可分為上下中部和帶格柵的肩部(加勁桁架梁壹般為鋼橋面。建築面積占88.5%,以下簡稱壹般加勁部分),無網格(加勁桁架梁全寬為鋼橋面)。建築面積占. 5%,以下簡稱全寬加勁部分)和錨固塊以上道路桁架梁全寬為鋼橋面)。建築面積占30%,以下簡稱路桁段,但路面的構成是壹樣的。

高溫拌和攤鋪瀝青混合料,為防止起泡,增強其抗流性和表層層間抗滑性,選用5號預澆碎石,靜壓量為10kg/㎡。

2表面處理

對於鋼橋面,為了防止其在鋪裝前生銹,在工廠塗50um厚的厚膜無機富鋅底漆。但富鋅底漆破損部位、現場焊接部位、掛件拆卸部位,現場手工塗刷有機富鋅底漆。加筋桁架面材作為到達現場運輸自動平車的行駛道路已經使用了兩年,長期暴露在海峽潮濕的環境中。由於這些因素,可以觀察到紅銹、白銹和輪胎汙染。

壹般來說,鋼橋面的表面處理采用噴砂的壹種方法或砂輪除銹器、電刷、鋼絲刷的兩種或四種方法。但為了保證其與路面的附著力,抑制高溫混合料的發泡現象,提高路面的耐久性,采用了除銹型。

噴砂是清理明石海峽大橋鋼橋面最基本的方法,噴砂密度根據試驗項目的結果確定。

清洗工程的爆破密度從50 ~ 300kg/㎡不等,分為六個區段,用目測法觀察各區段菱形鋼橋面的除銹效果。噴淋密度的變化應根據清洗速度進行調整,噴淋密度為300kg/㎡的清洗速度應為1.2m/min。

根據試驗項目的結果,針對不同的腐蝕因素,制定了四種噴淋密度。根據鋼橋面板的目測結果,制定了不同噴塗密度的施工範圍。制作範圍時,縱向為1m,橫向為掃地機的清掃寬度。在此範圍內,采用最高的噴灑密度。清洗後立即塗刷橡膠瀝青膠(0.4L/㎡)兩遍作為粘結層。

3高溫攪拌攤鋪瀝青混合料路面

3.1鋪設方法研究

明石海峽大橋橋面鋪裝是本州四國大橋中連續跨度最大、非合成鋼橋面寬度最大的鋪裝結構。根據本州四國聯絡橋(如大明門橋和瀨戶橋)的經驗,非合成鋼橋面高溫攪拌瀝青混合料鋪裝的熱變形應謹慎處理。就明石海峽大橋而言,鋪設方案將按照單車道分為三部分,原本是上下壹個整體結構。因此,對假定的鋼橋面板的性能進行了研究,並作為消除負反應的措施,放松了支座處的壹些螺栓。

但在鋪裝工作開始前壹段時間,鋼橋面因外界氣溫升高出現意外伸長,伸縮裝置延伸率為零,伸縮縫齒板油漆剝落。原因是由於架設機械材料間距減小,橋梁架設時(鋪設高溫拌和的瀝青混合料前)加勁桁架與鋼橋面之間的溫度高達25℃。高溫拌和攤鋪瀝青混合料施工過程中,溫差進壹步加大,結構不同步,施工效率很低。考慮到實際鋪設條件(施工寬度和施工速度的基礎數據),進行了詳細的研究。

在研究過程中,考慮了以下幾點:

(1)盡量避開橫斷面方向的施工縫,盡可能連續施工。

(2)在縱梁、縱肋位置和車輪荷載位置的施工寬度範圍內不設置接縫。

(3)避免夏季施工,以免使加勁桁架和鋼橋面產生較大溫差。

假設單車道施工寬度分為3部分、4部分和5部分,對壹般加勁部分和全寬加勁部分鋼橋面進行如下分析研究。

(1)由水平彎曲引起的支座水平反力極限。

(2)支座負反力的極限。

(3)支座間距的保證。

(4)伸縮縫裝置間距的保證。

根據研究結果,采用以下鋪築方法:

①假設是基於5部分劃分。為了減少總熱量,相比較而言,可以在壹般的加勁部位進行連續施工(鋪設時,應對伸縮縫的間距進行專門管理,當伸縮縫位移接近20mm時,應中斷連續施工,移至其他部位進行施工)。

②為了抑制水平彎曲,兩車道同時施工(中間車道最後施工)。

(3)在全寬5範圍內分塊施工,在壹塊板上不連續施工。

為了驗證上述分析研究成果的準確性,在三塊板(節點251-節點248,長42.6m)(施工時間60min,施工速度約70cm/min,施工寬度2.65m,同時施工1.6m兩車道)中進行了試驗工程,測量時間120min。以下項目隨著路面的進展進行測量。

(1)鋼橋面的溫度。

(2)軸承浮動量。

(3)支座的水平運動。

④鋼橋面的平面彎曲。

⑤伸縮縫齒板之間的間距。

鋼橋面內表面溫度隨時間變化,呈現出差異性,最高為120°c,溫度峰值出現在高溫攤鋪機後約10min(長度約7m)。此時,外部空氣溫度和鋼橋面的初始溫度分別約為22℃和25℃。

此處,為避免全寬範圍內的水平施工縫,施工在板邊界(節點)前後錯開1.5m

此外,對於G3和G4梁的支座處的負反作用力(上托力),測量當支座處的約束解除時梁的垂直浮動變形。支座的浮動量隨時間變化,最大浮動量達到9.7mm(節點250處G4梁)。圖示峰值對應鋼橋面峰值溫度出現後5 ~ 6分鐘。

實測結果表明,計算值與實測值基本壹致。但由於軸承的浮動量大於預期,因此在本項目實施過程中,為了減少軸承的負反作用力,采取了松動軸承螺栓的措施。

3.2高溫攪拌瀝青混合料路面

由於同時分兩車道、五部分施工,高溫攪拌瀝青混合料路面施工寬度較窄,故采用小型高溫攤鋪機(施工寬度為0.4 ~ 2.0m)進行施工。

人工攤鋪預澆瀝青碎石。由於明石海峽是壹條重要的國際航道,因此在施工過程中不允許掉落物體。除了在網格結構處使用橡膠墊進行養生外,為了徹底防止預澆瀝青碎石飛散,還特別使用了移動防護網。

為了防止在路面末端應用靜壓預澆碎石時,熔化的接縫材料從高溫混合瀝青混合料表面擠出,將寬度為40mm(厚度為10mm)的成型填縫料尺寸改為寬度為35mm(厚度為5mm)。

橋面鋪裝從5438年6月+10月開始,為了避開加勁梁與鋼橋面溫差大的夏季施工。它同時分為兩個車道和五個部分,總共由三個部分組成。幸運的是,在降雨量很少的情況下,路面施工在2.5個月內完成。

高溫拌和瀝青混合料應由兩個永久性瀝青拌和站同時供應,主要材料的配合比應壹致。瀝青由直餾瀝青(20~40)和特立尼達湖瀝青(以下簡稱TLA)按75: 25的比例組成。TLA的混合方法是預先將其粉碎至20mm粒徑,並進行計量。裝袋後,按設定的用量人工投入瀝青攪拌機進行攪拌。

4改性瀝青混合料面層

鋪築在壹般加勁段、全寬加勁段和道路梁段時,應按接縫法施工。面層使用的瀝青混合料采用本州四國聯絡橋橋面鋪裝標準(討論稿)規定的改性瀝青I型(第四種改性瀝青I型),穩定性高,耐久性好。此外,考慮到粗骨料質量的穩定性和大量供應時的穩定性,根據X射線衍射分析的結果,選擇北九州市生產的不含硫化鐵的硬砂巖。瀝青混合料與高溫拌和相同,采用兩個永久性瀝青拌和站同時生產供應。對兩臺瀝青修整器的裝料鬥沒有限制,但規定了所供面層的表面,並確認混合料的物理性能沒有差異。因此,可以判斷兩個瀝青攪拌站同時投料是沒有問題的。

為了排水路面,在路肩邊緣設置排水用的集水孔,孔內填充透水性氧化聚氨酯泡沫,並從其中註入加熱的接縫材料。在路肩填縫處,鋪裝完成後用幹切刀切割出寬度為10mm的凹槽。用掃地機吸幹凈,再塗壹層粘結劑。在切槽困難的地方,提前立好兩塊重疊的模板,鋪貼完成後揭膜。

另外全寬加勁部分和路梁部分底座以上的路肩設置?0?410mm排水管,使滲入地表下的雨水能及時排出。