浅析道路与桥梁过渡段设计施工问题与措施

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浅析道路与桥梁过渡段设计施工问题与措施 【摘要】我国道路运输行业飞速的发展,对于道路与桥梁施工质量的要求也越来越高,尤其对于影响行车舒适性及安全性的路面平整度要求更是严格。道路与桥涵过渡段是整个公路施工过程中的重要施工点,其设计施工的优劣直接影响了公路使用中是否出现“跳车”现象。本文就道路与桥涵过渡段设计及施工质量控制进行了简要的论述。

【关键词】道路桥梁连接处 设计施工 问题与措施 【 abstract 】 road transport industry in China and rapid development, for road and bridge construction quality requirements are more and more high, especially for the impact driving comfort and safety of the road surface flatness requirement is strictly. Roads and Bridges is the whole transition section of highway construction process of the important ShiGongDian, its design and construction quality directly affect the use of highway whether appear “jumped” phenomenon. This paper road and bridge the transition section of design and construction quality control has also briefly discussed.

【 key words 】 road and bridge connection to the design and construction problems and measures

中图分类号: U448.14 文献标识码:A文章编号: 道路与桥梁过渡段是整个道路系统的重要环节,其设计施工的优劣直接影响了道路使用中是否出现跳车现象。桥头跳车会严重影响道路行车安全,由桥头跳车引发的交通事故时有发生,同时桥头跳车也是影响道路行车舒适性的重要因素。科学的设计与施工道路与桥梁过渡段,降低桥头跳车现象对交通运输的影响有着重要意义。

造成桥头跳车的原因。由于刚性桥台与邻接路面的沉降系数不同,造成桥体与路面的沉降差值超过了一定的界限,致使车辆在通过桥梁时产生颠簸、不稳,形成成桥头跳车现象,主要有以下原因:

(1)地基。桥梁所处的位置一般地下水位较高,地基土壤天然含水量大,孔隙率大,抗剪强度低,在车辆荷载的长期作用下极易引起沉陷。

(2)台背填料。台背一般选择透水性好的材料作为填料,而透水性材料孔隙率大,施工中很难控制其压实度,在道路自重垂直荷载及车辆震动荷载的长 期作用下很容易产生路基沉降。 (3)刚度差异。道路是柔性(刚性)路面与柔性路基的结合,而桥梁是刚性结构物,由于桥梁结构刚度比道路的刚度大的多,经过车辆荷载长时间的作用,桥跨结构变形很小且基础以下部分变形很小,桥体不会产生明显变形,而作为路基填料的土基部分在自身重力和外部荷载作用下,会产生弹性变形和永久变形。

(4)设计深度不够。由于主客观原因造成的地质钻探布控过少或钻探深度不足,未能准确探明软地基范围和深度,造成软地基处理理论计算与选用的计算参数与实际情况不符,导致软地基处理设计未能达到规范要求,而且大部分桥梁的桥头搭板未作专项设计进行控制。

(5)施工控制不严。在道路桥梁施工中,由于道路与桥梁的施工顺序造成了桥涵两端留下一个填土较多、施工面窄、工期短暂的作业段,施工条件极差。当缺乏适宜的压实机具时,压实度很难达到规范要求;当分层压实厚度过大时,压实度检测不能准确反映实际情况,且无法发现内部空洞。当施工单位抢进度时,不能按照规范要求施工作业,台背回填松铺厚度控制不严,台背排水防护设置不完善,给路基沉陷留下质量隐患。

二、控制措施 1、设计控制 (1)道路桥桥过渡段的变形控制。交通部《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中明确规定了路桥连接处最大容许工后沉降为10cm,且要求连续2-3个月观测的沉降量每月不超过6mm,才能进行路面施工。发现当施工工期紧张时不可能连续观测2-3个月沉降量,且路面局部纵坡达到0.5%时,建议路桥过渡段的沉降差值控制标准以5cm为宜,路桥之间形成的沉降坡差以不大于0.4%为标准。

(2)合理设置缓和过渡段。《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ017-96明确指出:对于地下处治方案,应注意段间的缓和过渡,以减少段间的差异沉降。由于不同的结构型式,从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青砼路面结构,其强度不一致。因此,软土地基处治时,各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样,地面上的路堤,亦需要设置强度过渡段。

(3)土工格栅设计。土工格栅是一种典型的应力应变分散材料,当土工格栅与土壤一起承受车辆荷载和土体自重时,土工格栅会约束土体的侧向变形,控制路基填土的侧向位移,增强路基整体稳定性,由于土工格栅与路基填土的摩擦作用,使上部荷载在路基中重新分配,降低了土中的垂直应力,而且由于土工格栅具有弹性,在车辆荷载的反复作用下,也会减少或不产生变形的累积。土工格栅因上述独特的工程性质,是路桥过渡段桥台台背回填加铺土工格栅的结构形式 成为一种控制路桥过渡段不均匀沉降的有效措施。土工格栅的设置间距和长度应满足《公路土工合成材料应用技术规范》的要求。

(4)搭板专项设计。设置搭板是防治路桥过渡段不均匀沉降的常用处置措施,但在施工中发现即使设置了搭板也不能有效地控制路桥过渡段的不均匀沉降,其根本的原因是多数设计单位未重视搭板的设计,或搭板设计不尽合理。搭板的设计应本着以下原则:搭板的长度能够跨越桥台台背难以压实的土体,或跨越按计划在台背预留的土方缺口长度;根据搭板的受力状态,用简支梁来计算搭板的长度。

2、施工控制 (1)填料的选择。路桥过渡段路堤填料应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料,这样的材料具有良好的水稳定性和压实特性。严谨使用淤泥、沼泽土以及含草皮、树根、生活垃圾等杂物。一般采用轻质填料,(1)采用泡沫聚苯乙烯EPS材料,用于填筑路堤可显著减小地基的附加应力,从而减小地基的沉降量,且其具有足够的承载力,能满足上部路面结构层和行车荷载作用的强度要求,并且符合刚度要求。 (2).采用粉煤灰。粉煤灰和一般细粒上相比,具有自重轻、强度高、压缩性小,透水性能良好等特点。在一定的工艺条件下,可形成具有一定强度的整体性材料。用其填筑路堤,可有效减小桥头路堤的总沉降。在选择路基填料时要严格按照规范要求进行一些列相关实验,以确定填料的性质。其实验项目应包括:土壤的液限和塑限测定实验,筛分和击实实验,填料达到规定压实度与松铺厚度的关系等。

(2)地基处理。桥头软弱地基在路堤填上荷载作用下产生的较大工后沉降是导致桥台与路堤沉降差的主要因素。高速公路的软地基处理中常用的有两类:一是排水固结法,二是复合地基法。排水固结法包括袋装砂井、塑料排水板、超载预压,真空堆载预压等,复合地基法包括水泥搅拌桩、粉喷桩、钢渣桩等,两类方法各其适应性和特点,排水固结法工程造价较低,但预压工期较长,工后沉降较大,而搅拌桩复合地基可以大大减小地基总沉降量,并能使之在较短时间内趋于稳定,但其工程造价较高,且施工质量不能完全保证。对于桥头软基处治而言,保证合理的工期,让软土地基在加载(超载)预压情况下有更长的时间固结沉降至关重要。

(3)台背换填。台背一定范围内采用容易压实、排水性能好的材料进行换填,例如级配碎石、砂粒等是一种应用广泛的台背填筑方法,这些填料经过压路机压实后,压缩模量大,水稳定好,可以大为减小路基的压缩变形,通过台背回填可以减小路基自身的变形,但其不能消化地基所产生的沉降,因此台背回填方法需结合其它处治方法才能较好地过渡桥台与路堤的沉降差。根据“刚柔过渡”原理选用半刚性材料(灰土和水泥改良土)进行台背回填,回填尺寸为:底长最短为2米,对于台背填土与路基原状土采用1∶1坡度相接,对于路基土为回填土部分采用1∶1.5相接。

(4)挤密桩复合道路地基。采用挤密复合地基的方法来处理路基填土, 是利用在填筑完毕的路基上成孔,通过挤密作用,使路基土密实度提高,然后在孔内填入材料并振动压实成桩。随着路基向桥台的靠近,可通过桩变长或减小桩间距的方式,使路桥过渡段刚柔得到过渡。由于桩的挤密和置换作用,路堤填土的密实度提高,应力减小,路堤整体刚度增大,从而减小了路堤的压缩变形。常用的挤密桩有砂桩、土和灰土桩及二灰土桩等。虽然土桩的材料较为低廉,但其需要一整套打入桩施工设备,故在经济上代价较高。

(5)设置柔性桥台。柔性桥台基本等同于加筋土挡墙,采用柔性桥台结构来降低桥台的刚度,缩小桥台和路堤的刚度差,使其衔接处的行车荷载压缩变形和填土固结沉降均匀过渡,达到消除路面纵坡突变防止桥头跳车的产生。国外也有这种柔性桥台的报道,甚至有多跨的桥墩也用加筋土做成柔性桥墩,但柔性桥台一般适用于个别简单桥梁结构形式,而且施工难度大。对路面进行抛高处理等来减小桥头的纵坡突变在大多数高等级公路中只能是作为其它处理方法的辅助措施。

要减少或消除路桥过渡段产生不均匀沉降问题,必须根据工程实际,进行全过程的系统的科学管理,加强结构设计,加强控制施工中的各个环节工序的工程质量,制定一套科学的管理程序,就能减少过渡段的不均匀沉降,从而减轻桥头跳车现象,从而提高道路行车舒适性及公路建设质量。

参考文献: [1]张洪亮,等。路桥过渡段桥头搭板容许坡差确定的参数影响[J].长安大学学报,2003

[2]王明怀。高等级公路桥头跳车病害的成因与防治措施研究[J].华东公路,1996,(2)

[3]冯光乐,等。土工合成材料处理桥头过渡段路基离心模型试验研究[J].公路交通科技,2003