引言:随着我国交通事业的不断发展壮大,道路的建设工作越来越复杂,人们对道路的舒适度和安全性的要求也越来越高。在路桥过渡段由于桥台与路基之间的刚度差异导致路基沉降,使路面变得不平整,桥头跳车的现象频发,对道路的行车舒适度和安全性产生了很大的影响。因此,路桥过渡段路基路面施工的质量控制进行研究分析具有重要的现实意义。
一、路桥过渡段路基路面出现不均匀沉降的原因分析 1、桥头引道过渡段结构设计不合理
桥头引道路基工程中,常用的过渡段工程处治措施有粗粒料填筑法、钢筋混凝土过渡板和加筋土法等。这些处理措施的主要目的是通过提高路基的整体强度,从而降低路桥间的刚度变化以及沉降差异,以减少路桥间的不平顺,从而防治或避免桥头跳车现象。从公路工程建设可知,桥头引道过渡段常采用搭板结构。然而,设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍。
2、桥梁伸缩缝与桥头搭板连接问题
就桥头填土问题而言,其与道路桥梁的桥台沉降问题间或多或少地存在某种差异,也正是这一影响因素的存在,其导致桥梁伸缩缝与桥头搭板间的连接效果达不到设计要求及相关规范。针对桥梁伸缩缝及桥头搭板连接问题,其出现的主要原因包括:桥台后背回填材料的各项技术指标与设计要求间存在较大偏差,即回填材料的排水性能及压实性能等较差,从而导致路基路面压实不够,并最终引发道路桥梁过渡段路基路面的不均匀沉降。
3、路基部分土质易沉陷
公路桥梁的基础一般位于河流中,由于该部位地下水位置相对较高,基础地质天然含有较高的水分,而且土体空隙较大、抗剪强度较低,对于需要长时间、持续承受车辆大负荷作用的公路桥梁而言,其基础部分非常容易出现缓慢沉陷。
4、台背材料压实度不强
台背材料应该具有良好的透水性,但是透水性大则意味着材料空隙大。空隙大的材料很难在施工中获得良好的压实度。所以,在车辆荷载长期作用和公路自重影响下,路基容易出现不均匀沉降。
5、施工中存在的问题
公路桥梁施工中一个不可避免的问题是,道路施工和桥梁施工的顺序原因会在桥涵两端形成一个暂时性的作业段。该作业段施工面窄、填土较多,施工条件非常差,这也在一定程度上影响了路桥过渡段的施工质量。
二、路桥过渡段路基路面施工的质量控制 1、路桥过渡段的结构设计
合理设置缓和过渡段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混凝土路面结构,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。世界银行贷款项目要求在刚性桥台和柔性路堤之间设置50m的强度渐变段,使用不同的级配填料,确保路堤强度过渡。
2、正确把握搭板的设置
(1)搭板与桥台连接处标高一致,而与路面连接端则高于设计标高,形成一个预留的反向坡,坡度大小根据路桥之间的沉降差而定。预留反向坡的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下,确定预留反向坡和沉降差。
(2)搭板与桥台间的锚固应该采用水平锚固。这是考虑到搭板自由端在车辆荷载作用下必然发生竖向位移,水平锚固更符合这一受力状态,而且有利于橋台的受力。
(3)设置搭板时,应注意修筑好路肩,以改善搭板的受力状况。相关研究表明,设置1.5m宽的路肩可以使搭板底部最大弯拉应力减少20%。
(4)注意搭板的长度,其长度应该与路堤填高成正比,并与路基状况有关。为了有效地防止桥头跳车,施工时应该依据实际沉降差的大小来确定搭板的总长。
(5)搭板下面地基的非均匀特别是脱空,对搭板效用发挥极为不利,会增大搭板板底的弯拉应力。从搭板的受力分析可以得知,当地基从均匀到非均匀再到脱空,其相应的最大竖向位移各增加一倍左右。
3、后台填筑施工
地基、路基、路面的压缩变形是导致桥梁两端出现不均匀沉降的重要原因,为了有效避免或者降低地基、路基、路面的压缩变形对路桥过渡段的不利影响,
需要注意施工的严谨性。车辆荷载和路基路面恒载是导致地基压缩变形的主要原因,这些荷载会造成填料的压缩、固结、次固结,最终路面结构层并压缩变形。渗水性优良或者干容量较大的砂类土是路桥过渡段的首选填料,能够让路堤获得优秀的压实性和水稳定性。在施工过程中需要对填料质量进行严格控制,坚决禁止使用含有生活垃圾、树根、草皮等杂物的土体作为填料,沼泽土和淤泥同样不能够用作路桥过渡段的路堤填料。严格依照相关标准和规范对路堤填料进行有关试验(包括筛分与击实试验、土壤塑限和液限试验、实现预定压实度的压实遍数和松铺厚度关系试验等等),确保填料性质满足施工要求。
4、地基处理
控制桥头跳车的重要措施就是将桥背软弱地基处理好。国内目前处理软弱地基的方法有超载预压法、排水固结法、换土法、振动碎石桩法、减少附加应力法、深层搅拌法等等,可以根据施工的实际情况进行选择,从而提高地基的承载力、缩小沉降差,避免错台。在软土地基上修建桥台通常使用桩基础,如果在加厚的软涂层上修建高路堤,软土会因为回填材料质量向侧移动,从而加增了对基础桩作用力,所造成的后果是产生桥台的转动和位移,从而对伸缩缝和支座造成损坏,甚至将桥台和桥面损坏。在施工中为不免发生不正常的位移现象,应将回填材料减轻,或者将基桩和基土的增加,从而达到可以抵抗侧向流动的强度。另外,为避免路基出现沉降现象,应有针对性的采取支撑连续板、轻质填料、连接箱式桥台、桩板法等措施。
5、施工组织的优化和合理化
优化和合理化的施工组织能够帮助我们获得良好的工程效益和工程质量。软土地基路段的施工时间应该尽可能地提前,尤其是桥台地段的施工时间。软土地基路段施工时间的提前能够为预压时间的延长提供便利条件,进而将路堤施工后的沉降降到最低限度;为了能够对变形进行有效协调,应该在桥台部位设置搅拌桩过渡段,并且将土工织物砂垫层设置在塑料排水板加密区和搅拌桩过渡段的接触区域。一般土路路堤和路桥过渡段路堤的施工应该和桥台结构施工密切衔接,桥台和路堤连接区域、路堤和锥坡预压填土并且同步填筑、碾压。对于大型碾压机械无法作业的地方,应该及时更换小型碾压机械进行反复碾压,确保充分压实。此外,桥头高路堤施工和深层软土地基必须要优先安排,确保施工质量。
三、结束语
路桥过渡段的处理对于公路的安全行驶,以及整个公路的建设有着重大的影响。因此,在路桥过渡段路基路面的施工中,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,加强对施工中的各个环节工序工程质量的控制,从思想上认识质量的重要性,从技术上加强管理,从客观上制定一套科学的管理程序,才能减少过渡段的不均匀沉降,从而减轻桥头跳车现象,提高社会经济效益。
参考文献
[1]李伟亮.路桥过渡段施工及病害防治初探[J].现代公路:2011(13). [2]徐凌、周楚宏.路桥过渡段病害预防及补救措施[J].河南科技.2005(8)
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