高速公路整车式静态称重系统施工要点分析

2017-08-04

   0 引言
  整车式静态秤作为高速公路计重收费系统的新一代产品,因具有稳定性好、称重精度高、防作弊能力强,计费争议少等优点,近几年,在全国多省份高速公路计重收费系统中得到了应用和推广。
  精湛的制造工艺是发挥整车式静态称重系统良好工作性能的前提,但优质的施工质量也是延长静态称重系统使用寿命、有效降低后期维修成本,确保整车称重精度,提供有效服务的基础。整车式静态称重系统作为一项新兴事物,虽制造工艺日趋成熟,但因系统安装过程中包含土建工程,项目承包商又大多是机电设备制造商,对于高速公路施工没有经验,技术力量薄弱,同时施工中缺少可参考的通用施工规范和验收标准,这将会使设备集成质量得不到有效的控制。为推动整车式静态称重系统的发展和应用,提升静态称重系统的使用性能,施工质量的严格控制,施工人员技术水平的提高,以及对静态秤施工工艺的研究和施工要点总结都是缺一不可。
  1 静态称重系统施工要点分析
  1.1 车道坡度控制要点
  为保证静态秤与混凝土路面的平顺衔接,避免称台与路面出现错台而发生跳车,静态秤两端的路面必要时可进行适当改造。工程实施时应跟据车道实际坡度的大小,尽可能做到顺坡道安装,并使传感器基础预埋板表面水平放置。每路传感器基础预埋板的标高应根据车道坡度计算得出,秤台上压头根据车道坡度加楔形垫板,以保证秤台安装完成后传感器及上压头能垂直放置。
  1.2 防排水施工要点
  防排水系统设置的是否科学合理直接关系到整车式静态称重系统的精度和使用寿命。因此在工程实施中,宜采取防、排水相结合的原则,可利用路面纵坡、横坡、排水沟和地下集水井疏导水流。同时在车道两边整车计重平台两端及整车计重平台之间,采用带麻胶皮或发泡橡胶等特殊材料等进行填堵处理,减小地面水渗入基坑的可能。
  1.3 基础施工要点
  称重台安装基础的主要功能是给传感器提供力学支撑点,传感器支撑点是整个安装基础的核心,要求支撑点的混凝土必须夯实[1]。基础除了是秤体的依托,它也决定着称台安装的平面位置,基坑开挖位置宜安排在车道中间,以方便车辆顺利驶入。同时应避免基础横跨车道混凝土板伸缩缝位置,以防热胀冷缩将称台卡死。基坑开挖必须确保周边建筑和设施安全,必要时需采取有效的支撑与防护。为获得较高的基础承载能力,基坑开挖后还可视地基具体情况采取相应的加固处治措施。为防止称台对基础的冲击破坏,浇筑基础的混凝土强度等级需保证C35以上,混凝土过程应做到严格振捣和洒水养生。
  1.4 管道埋设与称台接地施工要点
  管道的埋设应与基础和混凝土路面施工同时进行,埋设位置需考虑接线的方便,避免后期返工。管道的焊接和打磨工艺要严格控制,以防造成电缆穿束困难或产生损坏。接地装置应严格按照厂家图纸要求,配合基础施工同时进行,隐蔽部分应在覆盖前及时作好中间测试、检查和验收。
  2 工程案例
  2.1 工程背景
  鉴于全国多省份在高速公路安装整车式静态称重系统所取得的成功经验,并为计重收费模式积累经验。2014年上半年,经甘肃省交通运输厅批准(甘交规划[2014]124号文件),省高速公路管理部门对甘肃省联网高速公路中的兰海高速公路、西长凤高速公路、宝天高速公路、瓜猩高速公路、刘白高速公路等多条高速公路的17个收费站,共73个出口车道计重设施进行改造。改造过程中,主要采用动态称重与静态称重相结合的原则,具体的做法是拆除原有73个出口车道的动态秤,增加静态秤在收费通道的使用比重,以便优势互补。截止2015年5月,改造工程已全部圆满完成并已投入试运营。
  2.2 施工质量控制
  2.2.1 车道坡度
  为保证静态秤的使用寿命及精度,静态秤安装前,对称重平台安装位置、安装标高及两端混凝土路面标高、平整度进行测量,使称台面纵、横向和路面纵、横向坡度一致,以保证静态秤称重平台应与混凝土路面衔接顺畅、平直。若现场路面条件较差,或静态秤台面与收费车道混凝土路面高差大于1cm时,需对静态秤称重平台前后两端7m左右(根据车道混凝土路面板块划分情况确定具体长度)的混凝土路面板块进行破除和改造,重新浇注C35混凝土路面,特殊情况可做钢筋混凝土路面,且保证秤台前后路面坡度不大于3%,秤台和收费车道基本处于一个平面内,高低差必须控制在5mm内,严防车辆通过称台跳车、颠簸。    2.2.2 排水系统
  对于收费广场满足排水条件要求的,通过静态秤本身的排水系统和路面排水系统将水排至广场外;对于不能满足排水条件的收费广场,在收费岛上设集水井,使积水汇入井内,通过抽水泵将积水排出广场外。基础底部的积水可借助手孔内横向排水管将其引至边坡外,排水管底部高程要求低于称台基础,并保证排水管沿线路中心与边坡方向有一定的斜角,斜角达到15°才便于排水。
  2.2.3 基础施工
  基坑开挖开始之前应检查、测量基础平面位置和现有车道标高,以便结合设备要求深度、基底实际情况和设计图纸确定最终的开挖深度。开挖静态秤基坑时,预先对现有收费站出口车道路面进行破除,并对挖方的各侧面给予可靠的支撑,使开挖工作不致危及附近收费岛、收费亭、路基、收费岛设备的安全,基坑周围不允许堆放建筑材料、设备和危及基坑安全的杂物。开挖部位当与现有收费广场横穿管道冲突时,施工需采取相应措施保护好原有管道。
  基坑开挖过程应始终保证良好的排水系统,以防地面水和地下水造成的危害。凡在地下水位较高的地方进行开挖并构成基础时,须制定相应的排水方法及措施。
  基坑开挖至图纸规定基底标高后,如发现基底承载力达不到称重平台基础的载力要求时,应根据实际情况提出基底处理的方案。若采用机械挖方,为防止破坏原基底承载力,基底设计标高上方土层需保留30cm以上厚度,采用人工开挖。同时为保证基坑稳定,基坑挖方的进度安排应使坑壁的暴露时间不超过15天。所有基坑开挖与其回填作业,除应满足交通部规范的各项要求外,还应与静态秤的安装要求配合。
  静态秤基础应按设备厂家图纸要求进行浇注,浇筑的同时应做好预埋静态秤支架的安装。混凝土强度等级宜为C35以上,浇注混凝土基础是要做到充分振捣,洒水养护。
  2.2.4 管道埋设
  钢管的连接采用套管焊接,套管长度为钢管外径的2~3倍。钢管接续前,应将管口磨圆或锉成坡边,保证光滑无棱。钢管接续严禁采用对口焊接和不等径的钢管的使用。
  钢管铺设完毕后要进行试通,并穿?准3mm钢丝,并采取妥当措施防止钢丝缩入管中,同时钢管管口应堵住,防止异物进入管中。对预埋在构造物内的钢管应先试通,然后再浇筑混凝土,混凝土浇筑完成后,也须试通,以确保管道不被堵塞。
  钢管斜插入手孔时应将钢管切成斜面,保证管口与手孔孔壁平行并应缩入孔壁一定的距离(2~3cm),并用水泥砂浆将管口抹成园楞。钢管进入手孔的端部应做扩口处理。
  2.2.5 称台接地
  静态秤应单独做保护接地,保护接地电阻值≤4Ω,保护接地做完后,应与收费广场联合接地联接。接地引线和接地极均应进行镀锌处理,接地装置不应任意联接或断开,接地引线数量不得任意改变及减少。所有焊接必须牢固,无虚焊,接地引线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。
  接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度的要求。接地体埋设深度和间距应符合设计规定,角钢接地体应垂直设置。除接地体外,接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应作防腐处理;在作防腐处理前,表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。
  接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。在与公路或管道等交叉及其他可能使接地线遭受损伤处,均应用管道或角钢等加以保护。
  接地体(线)的连接应采用焊接,焊接必须牢固无虚焊。接至电气设备上的接地线,应用镀锌螺栓连接;有色金属接地线不能采用焊接时,可用螺栓连接。螺栓连接处的接触面应按现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时,为了连接可靠,除应在其接触部位两侧进行焊接外,并应焊以由钢带弯成的弧形(或直角形)卡子。
  3 结语
  通过对上述施工工艺的严格控制,并经过近半年的应用与实践,整车式静态秤在甘肃高速公路计重收费过程中表现出了优越的性能,这就说明优质的施工质量才是整车式静态称重系统有效工作的前提和保证。目前,整车式静态秤施工技术还处在摸索阶段,虽然有些省份制度了一些省内技术标准,但施工经验的积累是一个长期的过程,建立健全全国通用的整车式静态称重系统施工技术规范和验收标准也需要一定过程。在此期间,施工人员应结合具体工程,借鉴相似工程施工经验,及时梳理和总结施工要点,才能推动整车式静态称重系统的广泛应用和快速发展。