關于路橋過渡段路基路面施工技術的分析應用

精品文檔-下載后可編輯關于路橋過渡段路基路面施工技術的分析應用摘要:在公路與橋梁過渡段上路面的合理結構形式、高質量的材料和先進的施工工藝等問題引起了工程界的關注,本文主要是在路橋過渡段路基路面施工技術進行研究,從而提出了施工質量控制措施。

關鍵詞:施工技術改進措施質量控制

1路橋過渡段路基路面施工技術

1.1路橋過渡段路基路面施工常見病害分析

在橋涵、通道等構造物以及兩端路堤聯接的路橋過渡段,路基、橋涵常因不均勻沉降而出現臺階,當此臺階達到一定數值,會使行車產生明顯的顛簸跳動。由于車輛荷載的作用,一般的臺階呈現中間低兩邊略高的形態。橋涵兩端臺階的產生和形成,使車輛的行駛速度受到不同程度的影響。車速的降低幅度視公路等級、路面類型、臺階高度、車輛種類和行車速度而異。公路等級越高所設置的結構物也越多,成許多高低不一的橋頭臺階。因為橋頭臺階導致汽車減速行駛,使得車輛不可能在高等級公路的全線(或某一區段)以設計速度運。根據觀察和測試,汽車遇到橋頭臺階,一般要提前150m～200m減速,駛過臺階以后還需要大約相同的距離加速以恢復正常行駛速度。

高速公路的線型標準的高度,橋頭引道路的路堤,非常容易的產生沉陷與變形,出現橋臺與引道錯臺、橋臺路基下沉、路面裂縫、不平,甚至積水等病害。這些病害使快速行駛的車輛顛簸、振動、跳車,產生噪音。為解決這一問題,應從設計與施工兩方面著手研究。

1.2設置搭板

搭板的設置方法可分三種:方法一從理論上講是完美的,在搭板長度L范圍內,在車輛荷載作用下,路面的彎沉逐漸變化,但這種方法給實際施工帶來很大困難。方法二,它的特點是克服了方法一的施工困難,而且又有效地解決剛柔過渡的問題,其中圖1中的b值應根據實際情況經計算而定,一般不應小于8cm。第三種方法是采用預留反向坡度,即搭板與橋臺連接處標高一致,而與路面連接端則高于設計標高,形成一個預留的反向坡,坡度大小根據路橋之間的沉降差而定,此法的關鍵在于考慮路線縱斷面平順的前提下,確定沉降差和預留反向坡度。

搭板與橋臺間的錨固有豎向以及水平向這兩種方法。考慮到搭板自由端在車輛荷載作用下必然發生豎向位移,而水平向的錨固更符合這一受力狀態,并有利于橋臺受力,因而搭板與橋臺間宜采用水平錨固。對于是否設置枕梁,國內曾有人研究后認為枕梁布置在搭板尾端對于搭板受力沒有影響。我們進一步研究后認為,枕梁設在搭板尾端對于控制板底彎拉應力是不利的,它可使板底最大彎拉應力增大約三分之一,如果板端枕梁附近一定范圍內板下地基處理不當,將發生局部下沉,造成二次跳車。但是,枕梁可以將搭板傳遞下來的荷載分布到較大面積的地基上,還可以增加搭板的橫向抗彎剛度,故加設枕梁確是有利的。有關資料表明,枕梁下的路基內設置碎石樁或水泥石屑樁,可以改善枕梁及其下部路基土承載能力,減少該處沉降。經實踐檢驗,這種處理方法效果顯著,而所需費用不大。因此,我們認為搭板可作成不設枕梁和設枕梁兩類,若設枕梁,將其分為設置碎石樁或水泥石屑樁和不設兩類,對這三種情況應在實踐中進一步檢驗其優劣。

有關研究表明,設置1.15m寬路肩可以使搭板底部最大彎拉應力減少20%,因此,設置搭板時,應注意修筑好路肩,以改善搭板的受力狀況。搭板的長度確定至關重要,其長度與路堤填高成正比,并與路基狀況有關。依據實際沉降差的大小來確定搭板的總長,是成功防止橋頭跳車的重要技術措施。一般地說,設置與否需論證確定,如設置,搭板長度可為5m。小橋涵搭板、中橋的搭板長為5m～8m,大橋搭板長度為8m～12m。

搭板下面地基的非均勻尤其是脫空,能夠顯著地增大板底的彎拉應力,對搭板效用發揮極為不利。由搭板的受力分析可知,當地基從均勻到非均勻再到脫空,其相應的最大豎向位移各增大100%左右。而增加搭板厚度能顯著地增大搭板抵抗彎拉應力和變形的能力,研究表明,板厚從20cm增到30cm,板底最大彎拉應力減少30160%,相應的豎向位移也減少19185%。因此按彈性地基板和脫空板分別計算板厚,依據實際情況確定厚度,對鋼筋混凝土搭板可取板厚為30cm左右。

1.3臺后填筑

橋梁的兩端路堤沉降是由地基、路基、路面等三個部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結、次固結引起路基路面結構層因行車作用而被壓縮。對于面層,若搭板上和橋面上的面層結構和厚度相同,則不會產生沉降差,因此搭板上和橋面上應采用相同的面層結構和厚度。

車輛荷載的作用的影響深度一般2m左右,因而一般搭板下的加強層不超過2m。但實踐證明,由于填料自身固結和施工要求不嚴,若不對整個臺背填方作加固處理,則不能徹底解決橋頭跳車問題,國內一些成功解決橋頭跳車的實例也證明需對整個臺背填方作加固處理,如濟青高速公路要求所有構造物臺背回填透水性好的砂性土或石灰土,許漯高速公路要求原設計95%區由素為石灰穩定土,壓實度要求從地基開始均為95%因此,對整個臺背填筑從地基開始應采取適當的加固措施,采用砂性土、砂礫、碎石土填筑,必要時用石灰或水泥進行穩定處理,也可采用半剛性材料填筑,以此減少路基工后沉降,同時相應提高壓實度要求。

1.4地基處理

一定要處理好橋背的軟弱地基是控制橋頭跳車的主要防范措施，對于那些軟基處理目前國內已經有換土法、超載預壓法、減少附加應力法、排水固結法、深層攪拌法和高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等處理方法,可以依據實際情況應用,以改善地基性能,提高承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。

修建在軟土地基上的橋臺經常采取樁基礎。如果在相當厚的軟土層修筑高路堤,則軟土會因回填材料的質量而向側向擠動并對基樁施加很大的力。其后果是使橋臺產生水平位移或轉動。這將損壞支座、伸縮縫,有時還會損壞橋面和橋臺。

1.5臺背排水

在路橋過渡段如果排水處理的不恰當,會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結構層的穩定性,路基和地基的穩定性,加劇錯臺和跳車。因此應根據臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。

臺背路基填筑的時候,應在原地基土拱上亦設置泄水管或盲溝。在基底上,必須先作必要的處理。然后填筑橫坡為3%～4%的夯實粘土形成土拱,再在土拱上挖成雙向坡的地溝(地溝尺寸一般寬為40cm～60cm,深為30cm～50cm)。在臺背后全寬范圍內滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在地溝內四周鋪設有小孔的硬塑料管(塑管直徑一般不小于10cm。其上小孔孔徑為5mm,布成梅花形,間距控制在10cm以內)。塑料泄水管的出口應伸出路基外或橋頭錐坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。

2存在的問題及改進措施

(1)橋頭跳車形成的最關鍵原因是臺背回填壓實度、灰劑量達不到設計要求,整體強度差,在車輛荷載作用下產生沉陷,從而形成橋頭跳車。

(2)橋梁是為剛性結構,它基本上是不會產生沉陷的現象,但是路基要存在允許變形,因此剛性橋面與柔性路面的銜接必然產生沉陷變化,這個問題在施工中仍沒有徹底解決的方法,只能采取適當加長過渡路段長度予以緩解。

(3)在實際施工中,有可能因路面結構層和橋面結構層施工不同步,在標高控制上產生誤差。

(4)伸縮縫施工不好也可能會產生橋頭跳車現象,伸縮縫的常規作法為先在伸縮縫處填土或砂并壓實,待整體瀝青混凝土鋪筑完成后,再挖出伸縮縫內填土,進行伸縮縫施工,則在瀝青攤鋪時可能因伸縮縫內填土不實或伸縮縫、橋面、路橋過渡段三者標高不連續