Economía del puente Akashi Kaikyo
Palabras clave: mezcla asfáltica de alta temperatura y pavimentación; grava asfáltica prefabricada; pequeña pavimentadora de alta temperatura
Se construye el puente Akashi Kaikyo en las prefecturas de Goko y Kinmei en las aguas verticales de Ciudad de Kobe En el estrecho de Akashi entre la ciudad de Awaji y Songhan (isla de Awaji). El tramo principal es de 1990,8 m y el sistema estructural es un puente colgante de armadura de doble bisagra de tres tramos.
La autopista de Hoshu que conecta Shikoku: la famosa carretera para automóviles de Kobe Awaji va acompañada de la finalización y operación del puente Akashi Kaikyo y secciones relacionadas, conectando así la red de carreteras nacionales en un todo, proporcionando un impulso a la industria regional. , la economía y la cultura contribuyen al desarrollo.
El Puente Akashi Kaikyo es un puente de acero. Para mejorar el rendimiento de conducción del vehículo, compensar las deficiencias estructurales y minimizar los dispositivos telescópicos, actualmente no existe ningún precedente para una estructura continua no combinada de múltiples tramos. Se estudió el comportamiento de mesas mezcladoras silenciosas para pavimentos con agitación a alta temperatura. Los resultados muestran que la longitud axial de construcción del puente es limitada y la dirección de la sección transversal se coloca en cinco partes.
Este artículo resume el método de pavimentación con mezcla asfáltica mixta de alta temperatura y la construcción general de pavimentación de plataformas de puentes.
1 Descripción general del proyecto de pavimentación
El área de construcción del proyecto de pavimentación de la plataforma del Puente Akashi Kaikyo en el Estrecho es de unos 92.000 metros cuadrados. La composición de la capa de pavimento se basa en las normas de pavimentos de Honshu Shikoku.
De acuerdo con los diferentes tipos de estructuras de plataforma de puente de carretera, la plataforma de puente de acero se puede dividir en partes medias superior e inferior y hombros con rejillas (las vigas de armadura reforzadas son generalmente plataformas de puente de acero. El área de construcción representa 88,5%, en adelante denominada parte de refuerzo general), sin rejilla (el ancho total de la viga de armadura de refuerzo es la plataforma de acero). El área de construcción representa el 0,5% (en lo sucesivo denominada parte de refuerzo de ancho completo) y la viga de armadura de ancho completo sobre el bloque de anclaje es la plataforma de acero). El área de construcción representa el 30%, en adelante denominada sección de viga, pero la composición de la superficie de la carretera es la misma.
Para mezclar y pavimentar mezclas asfálticas a alta temperatura, con el fin de evitar la formación de ampollas y mejorar su resistencia al flujo y resistencia al deslizamiento entre capas superficiales, se selecciona grava prefabricada No. 5, con una presión estática de 10 kg/㎡. .
2 Tratamiento superficial
Para la plataforma del puente de acero, para evitar que se oxide antes de pavimentar, se aplica en fábrica una película de 50um de espesor de imprimación inorgánica rica en zinc. Sin embargo, las partes dañadas de la imprimación rica en zinc, las piezas soldadas en obra y las partes donde se desmontan las suspensiones deberán pintarse manualmente con imprimación orgánica rica en zinc en obra. Las superficies de celosía reforzadas se utilizan desde hace dos años como camino para los camiones automatizados que llegan al lugar y han estado expuestas al ambiente húmedo del Canal durante mucho tiempo. Debido a estos factores se puede observar óxido rojo, óxido blanco y manchas de neumáticos.
En términos generales, el tratamiento de la superficie de las plataformas de puentes de acero utiliza un método de chorro de arena o dos o cuatro métodos de eliminación de óxido con muela abrasiva, cepillo eléctrico y cepillo de alambre. Sin embargo, para garantizar su adhesión a la superficie de la carretera, suprimir el fenómeno de formación de espuma de las mezclas de alta temperatura y mejorar la durabilidad de la superficie de la carretera, se adopta el tipo que elimina el óxido.
El chorro de arena es el método más básico para limpiar la plataforma de acero del puente Akashi Kaikyo. La densidad del chorro de arena se determina en función de los resultados del proyecto de prueba.
La densidad de voladura del proyecto de limpieza varía de 50 a 300 kg/㎡ y se divide en seis secciones. Se observa visualmente el efecto de eliminación de óxido de la plataforma del puente de acero en forma de diamante en cada sección. Los cambios en la densidad de pulverización deben ajustarse según la velocidad de limpieza. Cuando la densidad de pulverización es de 300 kg/㎡, la velocidad de limpieza debe ser de 1,2 m/min.
Basándose en los resultados del proyecto de prueba, se desarrollaron cuatro densidades de pulverización para diferentes factores de corrosión. Con base en los resultados de la inspección visual de la plataforma del puente de acero, se formuló el rango de construcción de diferentes densidades de rociado. Al realizar el alcance, la dirección vertical es 1 my la dirección horizontal es el ancho de barrido de la barredora. Dentro de este rango, se utiliza la densidad de pulverización más alta. Inmediatamente después de la limpieza, aplique pegamento asfáltico de caucho (0,4 L/㎡) dos veces como capa adhesiva.
3 Pavimento de mezcla asfáltica pavimentado a alta temperatura
3.1 Investigación sobre métodos de pavimentación
El pavimento de la plataforma del puente Akashi Kaikyo tiene la luz continua más grande entre Honshu Shikoku El ancho del tablero del puente de acero no sintético es la estructura de pavimento más grande. Según la experiencia del puente de enlace Honshu Shikoku (como el puente Daimyomon y el puente Seto), la deformación térmica de las plataformas de puentes de acero no sintético pavimentadas con una mezcla asfáltica mixta de alta temperatura debe manejarse con precaución. En cuanto al puente Akashi Kaikyo, el plan de pavimentación se dividirá en tres partes basadas en carriles únicos. Originalmente era una estructura general superior e inferior. Por lo tanto, se estudió el comportamiento del supuesto tablero de acero del puente y se aflojaron algunos pernos en los apoyos como medida para eliminar reacciones negativas.
Sin embargo, algún tiempo antes de que comenzaran los trabajos de pavimentación, la plataforma del puente de acero se alargó inesperadamente debido al aumento de la temperatura exterior. La tasa de alargamiento de la junta de expansión era cero y la pintura en la placa dentada de la junta de expansión. despegado. La razón es que debido al espacio reducido entre la maquinaria de construcción y los materiales, la temperatura entre las armaduras de refuerzo y la plataforma de acero del puente es tan alta como 25°C durante la construcción del puente (antes de colocar la mezcla asfáltica de alta temperatura). Durante el proceso de construcción de mezcla asfáltica a alta temperatura y pavimentación, la diferencia de temperatura aumenta aún más, la estructura no está sincronizada y la eficiencia de la construcción es muy baja.
Se llevaron a cabo estudios detallados teniendo en cuenta las condiciones reales de instalación (datos básicos sobre el ancho de construcción y la velocidad de construcción).
Durante el proceso de investigación, se consideraron los siguientes puntos:
(1) Trate de evitar juntas de construcción en la dirección de la sección transversal y construya lo más continuamente posible.
(2) No se deberán proporcionar juntas dentro del rango de ancho de construcción de vigas longitudinales, nervaduras longitudinales y ubicaciones de carga de ruedas.
(3) Evite la construcción en verano para evitar grandes diferencias de temperatura entre la armadura de refuerzo y el tablero de acero del puente.
Suponiendo que el ancho de construcción de un solo carril se divide en 3 partes, 4 partes y 5 partes, el siguiente análisis e investigación se realiza en el tablero del puente de acero de la parte de refuerzo general y el ancho completo. parte de refuerzo.
(1) El límite de la fuerza de reacción horizontal del soporte causada por la flexión horizontal.
(2)El límite de la fuerza de reacción negativa del soporte.
(3) Garantía de espaciamiento de soportes.
(4) Garantía de espaciamiento entre dispositivos de junta de dilatación.
Con base en los resultados de la investigación, se adopta el siguiente método de pavimentación:
① La suposición se basa en una división en 5 partes. En comparación, para reducir el calor total, se puede realizar una construcción continua en piezas de refuerzo generales (durante la colocación, se debe controlar especialmente el espaciado de las juntas de expansión. Cuando el desplazamiento de las juntas de expansión se aproxima a 20 mm, se debe interrumpir la construcción continua). y trasladado a otras partes de la construcción).
② Para suprimir las curvas horizontales, la construcción se llevará a cabo en ambos carriles al mismo tiempo (el carril central se construirá al final).
(3) La construcción se realiza en bloques con un ancho total de 5 metros, y la construcción es discontinua en una sola tabla.
Para verificar la exactitud del análisis anterior y los resultados de la investigación, en tres losas (nodo 251-nodo 248, 42,6 m de largo) (tiempo de construcción 60 min, velocidad de construcción de aproximadamente 70 cm/min, construcción ancho 2,65 m, al mismo tiempo Se llevó a cabo un proyecto de prueba durante la construcción de dos carriles (1,6 m) y el tiempo de medición fue de 120 minutos. Los siguientes elementos se miden a medida que avanza el pavimento.
(1)La temperatura del tablero del puente de acero.
(2) Importe flotante del rodamiento.
(3) Movimiento horizontal del soporte.
④Plano de flexión del tablero de un puente de acero.
⑤El espacio entre las placas dentales de la junta de expansión.
La temperatura de la superficie interior de la plataforma del puente de acero cambia con el tiempo, mostrando diferencias, siendo la temperatura más alta de 120°C. El pico de temperatura ocurre aproximadamente 10 minutos después del adoquín de alta temperatura (la longitud es de aproximadamente 7 m). ). En este momento, la temperatura del aire exterior y la temperatura inicial de la plataforma del puente de acero son aproximadamente 22°C y 25°C respectivamente.
Aquí, para evitar juntas de construcción horizontales en todo el ancho, la construcción se escalona 1,5 m antes y después del límite de la placa (nodo)
Además, para los soportes de Vigas G3 y G4 La fuerza de reacción negativa (fuerza de sustentación) se utiliza para medir la deformación flotante vertical de la viga cuando se libera la restricción en el soporte. La cantidad de flotación del soporte cambia con el tiempo y la cantidad de flotación máxima alcanza los 9,7 mm (viga G4 en el nodo 250). El valor máximo que se muestra en la figura corresponde a 5 a 6 minutos después de que aparece la temperatura máxima del tablero del puente de acero.
Los resultados reales de la medición muestran que los valores calculados son básicamente consistentes con los valores medidos reales. Sin embargo, debido a que la cantidad de flotación del rodamiento fue mayor de lo esperado, durante la implementación de este proyecto, para reducir la fuerza de reacción negativa del rodamiento, se tomaron medidas para aflojar los pernos del rodamiento.
3.2 Pavimento de mezcla asfáltica de alta temperatura
Dado que la construcción se divide en dos carriles y cinco partes al mismo tiempo, el ancho de construcción del pavimento de mezcla asfáltica de alta temperatura es Estrecho, por lo que es un adoquín pequeño de alta temperatura (el ancho de construcción es de 0,4 ~ 2,0 m).
Pavimentación manual de gravilla asfáltica prefabricada. Dado que el estrecho de Akashi es una importante vía fluvial internacional, no se permite la caída de objetos durante la construcción. Además de utilizar esteras de goma para el mantenimiento de la estructura de rejilla, para evitar completamente que la gravilla asfáltica prefabricada vuele, también se utiliza especialmente una red protectora móvil.
Para evitar que el material de la junta fundido se extruya de la superficie de la mezcla asfáltica mezclada a alta temperatura cuando se aplica grava prefabricada de presión estática al final de la superficie de la carretera, se utiliza un relleno de junta formado con un ancho de 40 mm (grosor de 10 mm) es El tamaño se cambia a un ancho de 35 mm (grosor de 5 mm).
La pavimentación del tablero del puente comenzó entre junio y octubre de 2018, para evitar la construcción en verano cuando la diferencia de temperatura entre la viga de refuerzo y el tablero de acero del puente es grande. Se construyeron simultáneamente cinco copias de los dos carriles, el primero de los cuales constaba de tres partes. Afortunadamente, con poca lluvia, la construcción del pavimento se completó en dos meses y medio.
La mezcla asfáltica de alta temperatura debe ser suministrada por dos estaciones permanentes de mezcla de asfalto al mismo tiempo, y la proporción de mezcla de los materiales principales debe ser consistente. El asfalto está compuesto de asfalto puro (20~40) y asfalto del Lago Trinidad (en lo sucesivo denominado TLA) en una proporción de 75:25. El método de mezcla de TLA consiste en pulverizarlo previamente a un tamaño de partícula de 20 mm y medirlo. Después del embolsado, la mezcladora de asfalto se coloca manualmente en la mezcladora de asfalto para mezclarla de acuerdo con la cantidad establecida.
4 La capa superficial de mezcla asfáltica modificada
Cuando se pavimenta en secciones de refuerzo generales, secciones de refuerzo de ancho completo y secciones de vigas de carretera, debe construirse de acuerdo con el método de unión. La mezcla asfáltica utilizada en la capa superficial adopta el asfalto modificado tipo I (el cuarto asfalto modificado tipo I) estipulado en el Estándar de pavimento de cubierta del puente de enlace Shikoku de Honshu (borrador de discusión), que tiene alta estabilidad y buena durabilidad. Además, la arenisca dura libre de sulfuro de hierro producida en la ciudad de Kitakyushu se seleccionó basándose en los resultados del análisis de difracción de rayos X, teniendo en cuenta la estabilidad de la calidad del agregado grueso y su estabilidad cuando se suministra en grandes cantidades. La mezcla asfáltica es la misma que la mezcla a alta temperatura y se utilizan dos estaciones permanentes de mezcla asfáltica para producirla y suministrarla al mismo tiempo.
No existen restricciones en las tolvas de carga de los dos acondicionadores de asfalto, pero sí se especifica la superficie de la capa superficial suministrada y se confirma que no existe diferencia en las propiedades físicas de la mezcla. Por lo tanto, se puede juzgar que no hay problema en alimentar dos estaciones de mezcla de asfalto al mismo tiempo.
Para drenar la superficie de la carretera, se colocan orificios de recogida de agua para el drenaje en el borde del arcén de la carretera. Los orificios se rellenan con espuma de poliuretano oxidada permeable al agua y desde ellos se inyectan materiales para juntas calentados. . En las juntas de los arcenes de la carretera, utilice un cortador seco para cortar una ranura con un ancho de 10 mm después de completar la pavimentación. Límpielo con una aspiradora y luego aplique una capa de adhesivo. En áreas donde es difícil cortar ranuras, coloque dos plantillas superpuestas con anticipación y retire la película una vez completado el pavimento.
Además, ¿la parte de refuerzo de ancho completo y el arcén de la carretera se colocan encima de la base de la parte de la viga de la carretera? Tubería de drenaje de 0~410 mm, para que el agua de lluvia que se filtre en el suelo pueda drenar a tiempo.