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摘要:路橋過(guò)渡段設(shè)計(jì)是路橋工程控制的重點(diǎn)之一,產(chǎn)生的不均勻沉降直接影響到了行車的速度,在新形勢(shì)下提速是大勢(shì)所趨。
關(guān)鍵詞:路橋 過(guò)渡段
Abstract: the transition section of bridge design is one of the focal points of bridge construction control, produce the uneven settlement directly affecting the driving speed, in the new situation, speed is the trend of The Times.
Keywords: luqiao transition section
中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 路橋過(guò)渡段產(chǎn)生不均勻沉降的原因
1.1橋臺(tái)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不滿足要求從公路工程建設(shè)可知,幾乎所有橋梁、通道和明涵等都要求臺(tái)背填土處治。然而,臺(tái)后填土壓實(shí)度由施工用料、施工順序、施工機(jī)械、施工經(jīng)驗(yàn)、施工作業(yè)面等工程管理因素的影響,施工過(guò)程涉及各個(gè)方面。從公路調(diào)查結(jié)果可知,臺(tái)背填土普遍存在壓實(shí)不足的問(wèn)題,這是造成路橋過(guò)渡段不均勻沉降的基本原因之一。此外,在公路營(yíng)運(yùn)過(guò)程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會(huì)形成土基塑性變形的積累,導(dǎo)致路橋間的差異沉降,從而影響高等級(jí)公路路面的平順程度。
1.2橋頭引道軟土地基處治不佳
從公路調(diào)查結(jié)果表明,軟基路段由于地基沉降引起的橋頭跳車現(xiàn)象仍然存在。分析其原因,主要是施工圖設(shè)計(jì)時(shí),地質(zhì)鉆探布孔過(guò)少,鉆探深度不夠,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基存在,或者未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度,軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等等,導(dǎo)致橋頭路堤軟土地基處治遺漏,或采取的處治方法不恰當(dāng)。此外,采用的軟基處治理論計(jì)算方法和選用的計(jì)算參數(shù)與軟基實(shí)際情況存在一定差距,導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到預(yù)期效果,不能滿足交通部《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求。在橋頭引道,由于存在軟土地基,橋臺(tái)臺(tái)背路堤施工時(shí)填土
壓實(shí)不足,雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低,這是造成路橋過(guò)渡段路堤沉降的主要原因。然而,橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是按規(guī)范容許沉降值實(shí)施控制設(shè)計(jì),一般情況下實(shí)際發(fā)生的沉降值較設(shè)計(jì)時(shí)小。因此,路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要在于如何做好軟基路堤沉降防治等路橋順接構(gòu)造物的設(shè)計(jì)。
1.3橋頭引道過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠周到
橋頭引道路基工程中,常用的過(guò)渡段工程處治措施有粗粒料填筑法、鋼筋混凝土過(guò)渡板(即搭板)和加筋土法等。這些處理措施的主要目的是通過(guò)提高路基的整體強(qiáng)度,從而降低路橋間的剛度變化以及沉降差異,以減少路橋間的不平順,從而防治或避免橋頭跳車現(xiàn)象。從公路工程建設(shè)可知,橋頭引道過(guò)渡段多采用搭板結(jié)構(gòu)。然而,設(shè)置搭板以后的橋頭跳車現(xiàn)象仍然嚴(yán)重,橋頭搭板斷板現(xiàn)象較為普遍。分析其設(shè)計(jì)原因,有下述情況:
(1)根據(jù)橋梁的長(zhǎng)度,橋頭設(shè)置搭板長(zhǎng)度劃分為:①大中橋,搭板長(zhǎng)度為8m;②小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板長(zhǎng)度為5m。然而,橋頭引道路堤處于高填方路段,軟基路段橋涵結(jié)構(gòu)與橋頭路堤相對(duì)沉降量大,由于搭板長(zhǎng)度不夠而起不到順接作用,行駛車輛通過(guò)時(shí)必然出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。
(2)搭板設(shè)計(jì)根據(jù)支承在彈性地基上的板計(jì)算,未考慮臺(tái)背路堤沉降,雨水沖刷帶走臺(tái)背填土等原因造成搭板與臺(tái)背路堤脫空的不利受力狀態(tài)。結(jié)果形成搭板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足,產(chǎn)生斷板,引起橋頭線形突變,誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。
(3)橋頭搭板處理目前尚沒(méi)有定型的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范也沒(méi)有明確規(guī)定。
(4)工程實(shí)踐中,橋頭搭板一般不作專項(xiàng)設(shè)計(jì)。但是,從工程實(shí)踐可知,合理地處治軟土地基,實(shí)施臺(tái)后填土壓實(shí)是消除路堤填筑土體沉降的條件,而可靠的搭板設(shè)計(jì)是解決橋頭跳車的重要保證。
1.4橋頭引道路堤邊坡防護(hù)措施欠妥
從公路橋頭引道路堤設(shè)計(jì)和施工可知,臺(tái)背路堤填土通常采用砂類、滲水性土作為填料,不考慮防水和排水設(shè)施;通常,對(duì)橋臺(tái)處于長(zhǎng)期浸水路段,采用漿砌片石護(hù)坡。而其它橋臺(tái)路段,只在錐坡范圍設(shè)置漿砌片石護(hù)坡,臺(tái)背設(shè)置方格網(wǎng)草護(hù)坡或草皮護(hù)坡。然而,從公路續(xù)建、水毀和收尾工程勘查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),許多橋頭路堤沉降比較嚴(yán)重的地方,往往伴隨錐坡和護(hù)坡水毀。分析其原因,主要是因?yàn)閺V東省處于沿海地區(qū),臺(tái)風(fēng)和暴雨頻繁,雨水對(duì)道路的沖刷和侵蝕比其它地區(qū)嚴(yán)重,方格網(wǎng)草防護(hù)等路堤邊坡防護(hù)措施未能起到保護(hù)路基免受雨水侵害的作用。因此,橋頭引道路堤邊坡防護(hù)措施以及臺(tái)背防水和排水設(shè)施的不適當(dāng),促使臺(tái)背填土流失,路基強(qiáng)度降低。在行駛車輛長(zhǎng)期反復(fù)作用下,橋頭引道過(guò)渡段填土塑性變形,誘發(fā)橋頭路堤不均勻沉降,出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。
2 橋頭路基設(shè)計(jì)
橋頭過(guò)渡段路基必須密實(shí)、穩(wěn)定而均質(zhì)。影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定的地面水和地下水,必須從采取攔截或排出路基以外的措施。一般要求填土處于干燥或中濕狀態(tài),過(guò)濕狀態(tài)或強(qiáng)度與穩(wěn)定性不符合要求的潮濕狀態(tài)的填土,必須經(jīng)過(guò)處理。
在臺(tái)背回填區(qū)范圍內(nèi)宜選用摩擦角大、強(qiáng)度高、壓實(shí)快、透水性好的填料,如巖渣、礫石、砂礫等。同時(shí)選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外,從而減緩雨水的危害,而且也有利于改善壓實(shí)性能,使路基容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。近年來(lái),有采用泡沫苯乙烯等工程塑料作為橋頭填料,可大大減輕路堤體的重量,能成功的遏止橋涵連接路堤的過(guò)度沉陷,其缺點(diǎn)是在汽油或柴油作用下有溶解傾向,并且價(jià)格昂貴。
臺(tái)背回填位于臺(tái)背這個(gè)特殊位置,壓路機(jī)難以碾壓到位,且機(jī)械振動(dòng)力太大時(shí),對(duì)臺(tái)墻會(huì)造成影響。高速公路橋臺(tái)、涵身背后和涵洞頂部的填土壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),從填方基底或涵洞頂部至路基頂面均為95%,填料分層松鋪厚度宜小于20cm,當(dāng)采用小型夯具時(shí),松鋪厚度不宜大于15cm。
3路橋過(guò)渡段沉降病害處治措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
將臺(tái)背回填區(qū)作為一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)方面考慮,在路基底部加設(shè)擴(kuò)大基礎(chǔ),以擴(kuò)散路基填料對(duì)地基的荷載作用,并根據(jù)前文提出的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則選擇合適的基礎(chǔ)材料和厚度。臺(tái)背路基沉降分析表明,壓實(shí)度的提高能有效地提高素土的壓縮模量,但由于其基數(shù)太小,所以縱然達(dá)到95%的壓實(shí)度,素土的最終沉降量也較灰土大許多,因此需對(duì)臺(tái)背填方作加固處理,本文的臺(tái)背回填區(qū)材料采用強(qiáng)度較高的無(wú)機(jī)結(jié)合類穩(wěn)定材料進(jìn)行臺(tái)背回填,且使用無(wú)砂大孔隙混凝土作為靠近臺(tái)背特殊壓實(shí)區(qū)回填材料,以此消除臺(tái)背路基本身的工后沉降。
在路橋過(guò)渡段如果路面排水處理不當(dāng),會(huì)使路面水沿連接處下滲,降低了結(jié)構(gòu)層的水穩(wěn)定性。因此,應(yīng)根據(jù)臺(tái)背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺(tái)后填料的水分。由于本課題采用半剛性材料作為臺(tái)背路基填料,用大孔隙混凝土作為臺(tái)背排水區(qū)和特殊回填區(qū)的填料,因此在臺(tái)背處沿橫向設(shè)置排水系統(tǒng),以排除沿臺(tái)背下滲的水。
在基礎(chǔ)表面處填筑橫坡為3~4%的夯實(shí)粘土土拱,在土拱表面上挖一條雙向坡的地溝(地溝尺寸一般寬×深為40~60cm×30~50cm)。然后在臺(tái)背后全寬范圍內(nèi)鋪滿一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。還在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管(塑料管直徑一般不小于10cm。其上小孔直徑為5mm,布成梅花形,間距控制在10cm以內(nèi))。塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基外或橋頭錐坡外。然后在硬塑料管四周填筑透水性、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑路基回填材料,直到路基頂面。
4 結(jié)語(yǔ)
只要做到路橋過(guò)渡段地基處置合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分、同時(shí)加強(qiáng)過(guò)渡段施工各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、保證每道工序的施工質(zhì)量就能防止或減少路橋過(guò)渡段的不均勻沉降,從而減輕甚至避免道路橋頭跳車現(xiàn)象,對(duì)提高道路行駛的安全性與舒適性有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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