对路桥过渡段路基路面设计与施工技术的再探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eesilver
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:我国经济不断发展,带动了相关产业和行业不断进步。伴随着人们对可靠性、安全性、舒适性等要求的与日俱增,公路桥梁过渡段的桥面平整度问题、早期损坏较普遍和桥台路基沉陷等问题也引起人们的普遍关注。我国工程人员和设计人员长期以来一直致力于
  公路桥梁建设问题研究,并做出了重大努力和牺牲。本文将以路桥过渡段路基路面作为研究对象,对其设计和施工技术进行简单的探讨。
  关键词:路桥工程;路桥过渡段;路基路面;设计;施工
  Abstract: Our engineers and designers have long been committed to building roads and bridges, and made ​​a significant effort and sacrifice. This article will bridge transition section of pavement as the object of study, simple design and construction technology.Key words: road and bridge projects; bridge transition section; pavement; design; construction
  
   中图分类号:U41文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)03-0020-02
  
   众所周知,公路桥梁的过渡段是道路病害多发路段,在建设单位和施工设计等相关人员认识不断提高的前提下,已经加强了对于过路段安全隐患的高度重视。在路桥过渡段路基路面工程中,常见的质量问题和病害主要有:在路堤与桥涵和通道的连接处,路基经常由于不均匀的沉降而产生台阶的状态,当台阶的数量和深度逐渐加大时,则容易使过往的车辆产生明显的颠簸和跳车现象,影响交通正常通行的同时,也对驾驶者的生命安全产生威胁;等级越高的路桥工程,其设置的结构物也就越多,因此很容易在桥头部分产生高低不一的台阶,影响车辆正常运行;由于高速公路的线形标准高,因此其桥头引道的路基较高,极容易产生路面的沉陷和变形,甚至使路面出现裂缝和积水的现象。为了缓解和消除这些问题通过对过渡段的路基、路面施工状况进行了充分系统的分析总结后,得出相关结论,现就公路桥梁过渡段路基、路面常见问题及问题产生的原因,进行系统的分析和研究。
  1分析公路桥梁过渡段的施工中存在的问题
   1.1路面不平整。
   不平的路面会影响行行车的舒适性和安全性,而且行车速度越快,不平路面的负面影响就越大。路桥过渡段的不均匀沉降问题是造成路面不平的主要原因之一,会引起机动车辆的桥头跳车问题。路桥过渡段的不均匀沉降问题会降低行车速度、增加路面维修费用、增加交通事故隐患,甚至缩短路桥过渡段路基寿命,所以有必要研究路桥过渡段产生不均匀沉降的原因与应采取的控制措施。
   1.2公路桥梁过渡段路基有沉降差。在公路桥梁等构造物与两端路堤连接的路桥过渡段,路基和桥涵常常因为不均匀沉降而出现台阶,当台阶达到一定的数值,超过行车过程中承受的标准,就会使行驶车辆出现明显的颠簸跳动现象,即通常所说的桥头跳车现象。由于车辆荷载的作用,一般的台阶呈现出中间略低、两边略高的形态,这种出现在桥涵两端的台阶,使车辆在行驶过程中受到不同程度的影响。
   1.3软地基问题导致的路基下沉。软土本身具有含水量大,抗剪强度低,承载力差等不良特点,在软土上修建路基或者桥涵构造物基础易出现压缩、沉陷、坍塌等一系列问题。要解决在软土地基上铺筑路面不下沉、不走样,就要在施工过程当中,对软土含水层进行综合处理,可以采取灰土挤密桩措施处理,在含水量过大的孔内添加干粉或者石灰粉,以吸去多余水分,或者成孔下套管等。在施工过程中要严格施工程序,按操作工程施工,进行抽样检查等,把隐患控制在萌芽状态。
  2 对施工过程中存在问题的原因的探究
   对于公路桥梁过程中存在的问题,主要是在过渡段的桥头跳车现象发生进行了深入的研究,并在地基处理、路基处理和桥头搭板的设计等方面进行了全面的调查,主要从地基的承载力方面、台背的填料方面、刚柔转变不利等方面给予具体的分析。
   2.1地基承载力受自然条件限制。桥涵通常位于沟壑地段,地下水位高,并且多为软土土质。不利的客观条件使得软土地基具有天然含水量高,空隙大,压缩性强等特点,这也决定了软土具有的承载力很有限。在软土上修筑路基,极易产生下沉现象。
   2.2台背填料压缩对路基的影响。台背通常采用沙粒和石灰土回填,但因含水层仍然存在孔隙,施工中采取的措施并不能完全使孔隙消失,回填土自重、车辆的垂直负荷使孔隙率降低,在一定期限出现沉降。
   2.3刚柔突变对于过渡段的影响。桥涵与路堤的刚度差异是造成桥头跳车的根本原因,由于桥涵结构物有较强的刚性,而与之连接的路基属于柔性结构,两者存在明显刚柔差别。
  3路桥过渡段路基路面设计技术方案
   为了防止出现桥头跳车现象,目前最普遍的处理方法是采用桥头搭板的方法。只有消除沉降差,才能避免行车过程中产生不适感,而设置搭板且保持适宜的坡度,就能够起到预期效果。最有效的桥台搭板长度足以保持其坡度的千分之三到千分之六以下,而且能够承受全部行车荷载的搭板。据相关的调查资料表明,桥头搭板对于过度较小的沉降差效果虽然明显,但同时也带来一些新的隐患,比如在桥堤和桥台的衔接处没有出现明显跳车现象,但沉降差出现新的转移,发生在枕梁处发生局部下沉引起二次跳车;超负荷的搭板由于脱空发生断裂等现象的出现,不但没有缓解桥头跳车现象,而引起更严重的路面开裂,这就要求相关的设计人员进行好严格的数据分析和控制,掌握好搭板的长度和承载力,使搭板能起到预期效果。
  为了避免路桥过渡段路基路面出现上述问题,通常情况下有两种设计方案,一种是设置搭板的设计方案,另一种则是不设置搭板的设计方案。
   3.1设置搭板的设计方案
   3.1.1从理論上讲,设置搭板的方法是十分科学的,在搭板的长度范围内,随着车辆荷载作用的增加,路面的弯沉程度会逐渐发生变化,将可以避免桥头跳车的现象,然而这种方法施工的难度却相当大,因此在实际施工中,设计搭板往往采用第二种方法。
   3.1.2采用预留反向坡度的方法,使得搭板与桥台的连接处达到一致的高度。在设计时,需要使道路的平面连接端比设计的标高稍高,以此构成一个预留的反向坡,坡度的大小则根据路桥之间沉降差来决定。这种方法的关键之处在于考虑路线纵断面平顺的因素下,统计确认沉降差和预留反向坡度。搭板与桥台间的锚固有竖向法和水平法向两种方案。需要注意的是,搭板的自由端容易受到车辆的荷载作用而发生竖向的位移,而且考虑到桥台的受力程度,因此认为采用水平向的锚固方案更加符合。另外,在搭板的基础上架设枕梁对于缓解路桥过渡段的坡度有着很大的帮助。枕梁能够将搭板上负载的巨大压力进行分散,分布到面积较大的地基上面,同时也可以使搭板的横向抗弯刚度增加。但是,经过详细的研究之后我们认为,如果将枕梁搭设在搭板的尾端,则无法很好地实现对板底弯拉力的控制,会造成板底的最大弯拉力增加了大约1/3,而这时,如果枕梁周围的地基没有得到适当的处理,则会发生局部的下沉,造成二次跳车。
   3.2不设置搭板的设计方案
   目前,我国很多高等级的路桥工程中,都采用在桥头设置搭板的方法,然而一旦搭板受到破坏,不仅影响交通的正常通行,同时搭板的维修费用也相当高,维修难度相当大。近年来,国外的很多国家,在路桥过渡段的设计中不再设置搭板,而将设计的重点放在台后的填筑部位,同时加强对施工方案周密的设计,对施工技术严格的控制,提高对填料和压实度的要求,取得了不错的效果。
   3.2.1台后填筑
   桥梁两端路堤的沉降是由地基、路基、路面三部分的结构压缩变形所组成。其中,造成地基压缩变形的主要力量是来自于路基路面的恒载和过往车辆的荷载,因此,采用的填料是否能够达到压缩、固结、凝块的要求是决定路基路面结构能够承受多少荷载的关键。车辆荷载的作用一般会影响到路面以下的2m左右,如果搭板与桥面上的面层结构厚度相同的话,则不会在过渡段产生沉降差,所以搭板下的加强层厚度一般不会超过2 m。经过研究证明,填料自身所具有的固结能力有限,而且对施工技术的要求不够严格,如果不对整个台背进行加固处理的话,则无法彻底解决桥头跳车的问题,而国内外很多成功解决桥头跳车问题的实例中,也全部都采用了对整个台背加固的方法。例如济青高速公路要求所有的构造物台背回填透水性好的砂性土或石灰土,许漯高速公路要求原设计95%区由素土改为石灰稳定土,压实度要求从地基开始均为95%。
   3.2.2地基
   软土问题导致路基下沉问题的处理。通过多年的工程实践与研究,路基下沉的原因在于桥头软土地基在路堤填上荷载过重,对于公路桥梁的软土问题通常采用以下方式来解决:第一种方法是复合地基法。复合地基发包括水泥搅拌桩、粉喷桩和钢渣桩等。第二种方法是排水固结法。排水固结法包括袋装沙井、塑料排水板、超载预压和真空堆载预压等。然而两种方法各有利弊,搅拌桩复合地基能大大减少地基的沉降,同时还能使之在较短的时间内趋于稳定,但是存在的缺陷是工程造价较高,并且施工质量得不到完全保证。排水固结法工程造价低,弥补了搅拌桩复合地基的不足,但是工程工期长,工后路基的沉降不能保證。这就要求两种方式同时使用,趋利避害。加强对桥背软弱地基的处理是解决桥头桥车问题的关键。在针对软弱地基的处理方法上,目前我国国内常用的有换土法、超载预压法、减少附加需力法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法,具体方法的采用则根据施工现场的情况进行选择。对软弱地基的处理目的在于改善地基的功能,提高其对荷载的承受能力,使桥台与路堤之间的沉降差降到最低。此外在桥头采用桩板法、轻质填料、连接箱式桥台、支撑连续板等措施可有效地减少路基的沉降。
  4路桥过渡段路基路面的施工方案
   4.1台后填筑
   在施工过程中,针对整个台背填筑应当从地基施工开始就要采取相应的加固措施,通常采用砂土、沙砾以及碎石土进行填筑,如根据加固需要可以使用石灰或者水泥加强其稳定性处理;另外,也可以使用半刚性材料进行填筑,以此便可减少路基施工后的沉降,同时对压实度的要求应当适当提高。使用土工合成材料对台背路基进行加固,能够对填土在荷载作用下产生变形和沉降起着有效的控制作用,尤其是对不均匀沉降的控制作用更加明显,如果是对软土地基进行施工,则首先应当对地基进行加固处理。
   4.2地基处理
   在软土地基上进行桥台的修筑时,通常需要采用桩基础,如果是在很厚的软土层中进行路堤的修筑,回填料的质量将会由于向两侧挤动而使得基桩承受的压力加大,必然会导致桥台产生移动,不仅会损坏桥台的底座、产生伸缩缝,甚至会使整个桥台和桥面受到损坏。因此,为了避免发生不正常的位移现象,需要对回填料的强度进行有效的控制。
   4.3台背排水
   在台背路基填筑之前,需要在原有的地基土拱上设置排水管或者是盲沟。首先在基底上需要进行必要的处理,填筑横坡度为3%~4%的夯实黏土形成土拱,然后在土拱的上方进行双向地沟的设置。在台背的后部,需要全范围的进行隔水材料的铺设,在地沟的周围需要设置具有小孔的硬塑料管。应当确保泄水管的出口能够伸出路基之外或者是桥头锥坡之外,桥台背面应设置防水涂层以避免渗水对结构物的侵蚀,对于回填区顶面与底面排水,回填表面应夯实并设置截、排水设施,必要时表面予以封闭。
   4.4其他技术措施
   路基填土的固结时间会随着填土的高度和数量的变化而发生变化,为了确保桥梁施工质量,在桥头的回填处不应当设置料厂或者是预制厂,并且将预留回填段的长度确保在15m以上,确保各种大型机械设备能够在最小工作长度内完成工作。另外,应当确保高等级公路的桥头路堤沉降值在5 c m以内。需要注意的是,对于小跨度的构造物,在施工技术和施工质量的控制方面,应当与大中型桥梁一样给予同等的重视。
   4.4.1合成材料加固方式的应用。通过来自国外二十世纪八十年代就进行的研究和实验表明,利用土工加筋的方式处理桥头跳车效果明显,而且由于取得的突出作用引起了人们的广泛关注。土工格网作为一种平面结构,对于路基刚度的提高有限,但是它对于填充料的要求却是很高,由于土工格网的锚固作用只能阻止桥头短距离内路堤填土的下沉,对于公路桥梁路堤和其它区域只能减少路基压缩变形,不能消化由于地基沉降所产生的变化量,而地基沉降在大多数桥头跳车现象中起着主要作用。所以,土工格网对于减小由于桥头压实度偏低而造成的附加变形是比较有效的,它的适用范围是地基条件较好的情况下的桥头跳车的处理。
   4.4.2.机密装复合地基方法的应用。采用挤密复合地基地基的方法处理路基问题,是利用在填筑完毕的路基上成孔的方式,通过挤密作用使路基的密实度提高,然后在孔内填入材料并振动压实成桩。随着公路桥梁路基向桥台靠近,可以通过缩小桩间距或者桩变长的方式,是路桥的过渡阶段刚柔得到过渡。由于桩的挤密和置换作用,路堤填土的密实度得到提高,应力减少,使得路堤的整体刚度有增大的作用,进而,减小了路桥的路堤压缩变形的不良后果发生,起到了应有的作用。
   总之,路桥过渡段是路桥工程施工过程中容易出现质量问题的重要环节,因此,我们需要从设计方案和施工方案两方面同时采取合理化措施,采用合理的设计方案和施工方案,减少或者避免路桥过渡段的病害,确保路桥过渡段的施工质量,进而促进我国路桥工程的全面发展。
  
  参考文献
  [1]杨自军.路桥过渡段施工技术的应用及分析[J].广东科技.2010,(06)
  [2]胡东波.注浆法在加固路桥过渡段中的应用[J].上海铁道科技.2010,(02)
  [3]张雪锋,王孟钧.铁路路桥过渡段问题的防治探讨[J].铁道工程企业管理.2 0 0 9,(02)
  [4]周文忠.试论路桥施工项目的质量管理[J].科技信息.2010,(25)
  [5]施国良,董安强.关于路桥过渡段施工技术分析[J].黑龙江科技信息.2010,(10)
其他文献
近期召开的中央经济工作会议强调指出,做好2013年经济工作,要继续把握好稳中求进的工作总基调,以提高经济增长质量和效益为中心,增强经济发展的内生活力和动力,实现经济持续
笔者应用中西医结合方治疗乳腺增生43例,同时随机化原则,设对照组观察,疗效满意,报道如下。1 临床资料1.1 一般资料本文治疗组43例:17岁~25岁14例,26岁~40岁23例,40岁以上6例
随着市场经济的到来,企业之间的竞争日渐加剧,企业面临的风险也日益加大,风险管理逐渐提上了日程。在企业面临的风险中,财务风险是最严重的风险,本文将对施工企业财务风险管理展开
离子束刻蚀机的性能,除主机外,在很大程度上取决于供电电源系统。为了提高离子束刻蚀机整机工作的稳定性,在以往的配套电源的基础上,研制了一套电源系统,用于离子束刻蚀机中
为探讨HFRS的病毒检测和分型及其治疗,分别应用RT-PCR法及ELISA法检测95例HFRS病人血清中的HFRSV基因及SIL-2R的含量。结果显示:HFRSV基因检出率为35.79%,越早期阳性率越高,以
摘要:总监理工程师是经监理单位法定代表人授权,派驻施工现场监理组织的总负责人,行使委托监理合同赋予监理单位的权利和义务,全面负责委托工程的监理工作。总监工作做的好坏将直接关系到监理合同能否如约履行,作为项目总监,如何做好本职工作,这是每位总监所面临的一个非常现实的问题。  关键词:总监理工程师素质;良好的品质;实践经验;管理  Abstract: The chief supervision eng
结合有关现有国家设计规范和技术措施等,介绍了某超高层商住楼建筑的电气设计,提出设计中需要注意的问题和一些具体处理方法。
地下室防水工程是一项比较复杂又有挑战性的施工技术,只有事前做好周密部署,事中严密监督执行,事后总结经验教训,这样才能不断地取得进步,才能确保防水工程质量,达到预期目的
摘要:随着社会经济的不断发展,公路工程也得到了迅速的发展,但是一些质量问题也不断出现。公路工程质量监理是保证公路工程施工质量的一项重要制度,本文将对公路工程质量监理中出现的一些问题以及解决措施展开全面的分析探讨。  关键词: 公路工程;质量监理;误区;解决措施  Abstract: With the continuous economic development, road works has a
摘要:随着公路工程的设计标准和质量上不断发展,公路施工企业在工程质量上相互的竞争,通过质量取胜,用信誉占据市场已形成目前的趋势。要在市场中具有竞争力,只有以科学的机务管理监督工程质量,才能在竞争中站稳脚跟。也使得我们必须要重视并且增强公路工程施工中的工程管理。本文再结合公路工程施工中的以往经验,就以科学的质量管理公路工程的施工上的问题做以下初步分析。  关键词:科学;公路工程;质量管理  Abst