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桥梁设计工程师职称论文发表浅谈桥头跳车问题

时间:2013年05月16日 分类:推荐论文 次数:

摘要:本文主要对桥头跳车问题作以分析,并简述了一些常用的防治措施。实践表明,只要根据工程实际情况,采取适当的措施,就能将桥头跳车病害降到最低程度。

  摘要:本文主要对桥头跳车问题作以分析,并简述了一些常用的防治措施。实践表明,只要根据工程实际情况,采取适当的措施,就能将桥头跳车病害降到最低程度。

  关键词:桥头跳车,原因分析,防治措施

  1.桥头跳车的原因分析

  桥头跳车危害表现为:影响行车安全、降低行车速度、影响车辆运营费用和加速桥梁及路面的病害,对道路桥梁的运行影响极大。桥台构筑物与台后填土衔接处普遍存在差异沉降,使得路面形成台阶或显著纵坡变化,高速行驶的车辆通过时产生颠簸跳跃,从而导致桥头跳车现象的产生。这种现象几乎在每条高速公路上都有,只是数量多少和程度轻重的差别。桥头跳车不仅影响了行车的速度与舒适性,降低了道路的通行能力,加速了桥台台背、桥头伸缩缝以及接缝路面的破坏,而且是道路交通安全的重要隐患之一,严重到影响行车安全和舒适性的程度,给养护部门带来了很大困难,影响高速公路的社会效益。

  一般情况下,桥头跳车产生的原因是多方面的,包括地基地面条件、填料、施工材料以及设计、施工等方面的诸多影响因素。

  1.1 桥台与路堤的沉降量差异

  桥台的沉降只随地基的沉降而产生,沉降量很小;而桥头路基的沉降则由路面沉降、路基沉降和地基沉降三部分组成。路面沉降可忽略不计,若等深度地基沉降视同相同,则主要区别是桥头引道路基的变形。由于受自然因素影响和车辆自重荷载作用,引道路基将产生一定的压缩变形;同时,桥头路基填筑高度较一般地段高,产生基底应力相对较大,可能易引起路基基底的沉降。

  1.2 桥头刚柔突变

  桥台结构一般采用钢筋砼,属于刚性材料;高等级公路路面一般采用沥青砼,属于柔性材料。钢筋砼的弹性模量为20 000~35 000 MPa,沥青砼的弹性模量为1 000~2 000 MPa,二者弹性模量相差较大形成刚性突变,而刚性不同的材料对能量的吸收能力不同,这就会增加桥头跳车的振动效果。

  1.3 台背填料

  台背填料一般为渗透性材料,存在着较大的孔隙,施工中的任何措施都不可能将填料颗粒问的孔隙完全消除,只能在其自重及车辆荷载不断作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,便在一定期限内产生压缩沉降。压缩沉降主要决定于填料性质、施工条件及桥(涵)头防护工程的设置情况。一般透水性好的土、级配较好的砂石料,其压缩沉降小;施工符合程序、压实符合要求时,压缩沉降小。如果原地表连年干旱少雨,水位下降,则会造成地基孔隙较大,经过长时间的固结沉降过程,路基会下沉变形。

  1.4 桥头渗水

  路堤与桥涵构筑物的连接处,往往需设置伸缩缝,在伸缩缝使用过程中,雨水和融雪容易发生渗漏;再是河(渠)涨水时也易浸入桥头引道,对路面结构层和路基产生侵蚀,造成各种细粒料的流失,增加了各结构层与地基土的含水量,使其强度下降,加剧了桥头错台的发生和发展。

  1.5、施工质量控制不严:

  施工工序不符合要求,若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥基。台背填土时,施工面窄而工期要求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度难达要求;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。没有严格按分层填筑、分层碾压、分层检测施工,没有严把填料质量关等也会引起桥头跳车。

  2 桥头跳车的防治措施

  2.1 合理设置桥涵构造物

  设置桥涵构造物应充分考虑桥头填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路基沉降等问题,选择合适的桥涵位置、跨径及引道防护工程。

  2.2 彻底处理桥头填筑前的基底

  地质勘察时,应对填土较高的桥头引道进行详细地质钻探,测算地基承载能力,这是控制桥头跳车的重要措施。对承载能力不足的地基可采用超载预压、换填法、水泥搅拌桩、旋喷桩等措施,提高地基的承载能力,以减小地基的工后沉降。

  2.3 合理选择桥头路堤填料

  桥涵两端路堤与桥涵构造物的刚柔差取决于填筑路堤材料刚度和压实度。压实度仅是缩小刚柔差的一个方面,填料的刚度则是避免桥头跳车的根本。

  设计及施工中,择优选用台背填料。优先选用粗颗粒材料作为路基的填料,有助于改善压实性能、提高水稳性。设置稳定土结构层能够使路基、路面的整体刚度有所提高,从而减少局部沉陷。采用轻质材料填筑台背可以减小对地基的竖直压力,减少竖向沉降变形,达到抑制跳车的目的。

  2.4 超前修建桥头引道路基

  习惯作法是先修建桥(涵),再修建两端的引道,这样由于路段较短,特别是桥台与八字墙严重影响了大型压实机械的施工,往往造成密实度不足,工后引起较大沉降。为此在桥(涵)施工前,最好先完成引道路基施工,以便充分发挥大型压实机械的碾压功能,使引道土方达到工后基本不沉降的要求,可大大降低桥头跳车现象的发生。

  2.5 增大桥头搭板的刚度

  以往的桥头搭板用的大都是Φ12 mm 的钢筋网,C25水泥混凝土,当桥头填土略有变形时,在大型车和超载车的作用下,使搭板变形,引起桥头跳车,为此适当增大搭板的刚度是减少桥头跳车现象的一种有效措施。加大刚度的办法:一是将搭板的纵向钢筋由 Φ12 mm加大到中Φ16 mm;二是将搭板的混凝土标号提高到不低于C40。

  3. 一些具体工艺

  3.1 提高地基承载力

  对于原地面2 m.以下孔隙率大、承载力低的地段,采用了水泥搅拌桩、旋喷桩等措施进行加固处理。采用高压旋喷桩加固时要穿越坚固的填土层,进入天然地基土进行加固,而且施工方便,能够不扰动原有路基结构。旋喷桩平面布置如图1。首排旋喷桩的旋喷深度为地面下3 m,以后每排旋喷桩的旋喷深度递增3 m,直到进入淤泥层下0.5 m 为止。这样的排列方式能够形成一个比较平缓的过渡段,以免形成新的不均匀沉降,即在加固区与未加固区之间出现沉降差。

  3.2 (1)设置横向泄水管或盲沟:

  台背路基填筑前,在原地基土拱上设置泄水管或盲沟,在基底上,先对基底作必要的处理,然后填筑横坡为3%-4%的夯实粘土拱,再在土拱上挖一条成双向坡的地沟,然后在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡)。在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管(管径一般不小于10cm),塑料泄水管的出口应伸了路基外,然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料,再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。横向盲沟的设置与上相同,取消泄水管,以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟。用土工布包裹盲沟出口处,并对其做必要的处理。

  3.3 台背特殊处理

  (1)土工织物:

  (2)设置柔性桥台。

  3.4 注浆法

  对于台背回填土存在局部的大空隙结构。在车辆荷载和自重压力作用下易发生重新排列,从而引起路基的不均匀沉降。因此对于可能具有大空隙的材料宜采用渗透注浆法,利用浆液充填大空隙,同时产生一定的胶结作用,从而达到限制路堤的沉降变形和增加其整体性,提高路堤强度的目的。 对于路基发生了不均匀沉降或因渗水已造成台背水土流失的情况通常可采用压密注浆法,这样不仅可使路堤填土的密度增大,还可使局部下沉的路堤得到抬升。

  4、结束语:

  桥头跳车预防和治理、施工质量控制是一项长期而艰巨的工作,在严格按照施工规范操作规程下,还需建设方、设计方、监理方及其它相关方等各单位共同努力才能完成。实践说明,虽然桥头跳车产生的原因是多方面的,但只要根据工程实际,采取适当的措施,就能真正使桥头跳车问题得到进一步的控制和解决。

  参考文献:

  [1]《简明公路施工手册(第二版)》----人民交通出版社

  [2]《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)

  [3]《公路施工手册—工程材料分册》----人民交通出版社

  [4]《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)