我國(guó)公路與橋梁連接處設(shè)計(jì)的探討
2010-12-06
1.公路與橋梁連接處“跳車”現(xiàn)象的原因分析
找出公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的原因是解決跳車現(xiàn)象的關(guān)鍵。產(chǎn)生公路跳梁連接處跳車最主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等幾個(gè)方面。其中以不均勻沉降為最主要原因，我國(guó)公路路況調(diào)查顯示，產(chǎn)生公路與橋梁連接處跳車的最為主要的原因是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)所致。找出原因，然后根據(jù)這一原因進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，調(diào)整設(shè)計(jì)方案，施工方案等，才能最終解決這一影響公路行駛安全性的跳車現(xiàn)象。
2.針對(duì)公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的施工設(shè)計(jì)
剛性結(jié)構(gòu)的橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力，在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量，形成錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致行車時(shí)發(fā)生橋頭跳車。針對(duì)這樣的情況，在施工前的設(shè)計(jì)階段，要詳細(xì)勘測(cè)路基情況，針對(duì)軟土路基、凍土路基等不同路基進(jìn)行不同的工程設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)，解決橋頭跳車現(xiàn)象。
2.1針對(duì)橋臺(tái)與路堤間的沉降差導(dǎo)致橋頭“跳車”現(xiàn)象的原因分析與設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)公路與跳梁連接處的施工中，在橋臺(tái)施工中其基礎(chǔ)一般都作了加固處理，沉降量很小。建成后的橋臺(tái)沉降可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮續(xù)變性質(zhì)，即使經(jīng)充分壓實(shí)也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降，需待通車較長(zhǎng)一段時(shí)間后才能趨于穩(wěn)定。臺(tái)后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動(dòng)荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實(shí)度逐漸增大，從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。針對(duì)這樣的情況在設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(zhǎng)度、填料來源及路堤沉降等問題，選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺(tái)后部防護(hù)工程，盡量避免大河面小跨徑橋涵。通過科學(xué)的設(shè)計(jì)減少橋頭跳車的情況發(fā)生。
2.2針對(duì)排水不暢及填土流失，連接部路基沉陷導(dǎo)致橋頭“跳車”現(xiàn)象的設(shè)計(jì)重點(diǎn)
在橋涵與路堤的連接部位存在的縫隙，雨水會(huì)沿縫隙滲透，下滲水對(duì)橋臺(tái)對(duì)土類填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化，特別對(duì)填方體壓實(shí)不夠，易產(chǎn)生侵蝕和軟化，降低強(qiáng)度，導(dǎo)致填方體變形。在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路基沉陷。針對(duì)這樣的情況，在工程設(shè)計(jì)初期，要詳細(xì)勘察路堤情況，針對(duì)路堤情況進(jìn)行公路排水設(shè)計(jì)，通過科學(xué)化的排水設(shè)計(jì)，減少填土流失，減少路堤沉降，減少橋頭跳車情況的發(fā)生。
2.3采用新的施工設(shè)計(jì)方法，杜絕橋頭跳車現(xiàn)象
試驗(yàn)表明搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺(tái)上，使車輛通過時(shí)跳躍現(xiàn)象大為減少。因此在施工中是要注意橋臺(tái)搭板的設(shè)置。同時(shí)為了避免二次跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)應(yīng)在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3～5m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。當(dāng)然影響影響路面橋涵連接質(zhì)量還有許多不確定因素，這還需要根據(jù)工程實(shí)際施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況判斷而定。通過對(duì)工程的設(shè)計(jì)改革，以及施工方式減少橋頭跳車現(xiàn)象。
2.4公路與橋涵連接處的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分析
目前我國(guó)路橋分別有各自的設(shè)計(jì)指標(biāo)，這就導(dǎo)致兩者之間的差異使得連接處容易出現(xiàn)“跳車”現(xiàn)象。根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定高速公路、一級(jí)公路的容許工后沉降為：橋臺(tái)與路堤相鄰處≤10cm，一般路段≤30cm，兩者不同。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)橋下地基地質(zhì)研究比較仔細(xì)，往往是將橋臺(tái)基礎(chǔ)置于承載力較高的土層上，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行布樁或擴(kuò)大基礎(chǔ)等予以加固處理，故沉降量較小，而臺(tái)后填方段地基未進(jìn)行加固處理，碰到軟土又難以處理徹底，引起土基固結(jié)壓縮，產(chǎn)生沉降差。根據(jù)觀察和對(duì)駕駛?cè)藛T的調(diào)查表明，在高速公路上，當(dāng)錯(cuò)臺(tái)超過1.5cm時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)跳車。因此，在對(duì)應(yīng)兩者的設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)，針對(duì)兩者的差異進(jìn)行必要的分析，充分考慮到可能使連接處產(chǎn)生“跳車”的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)將這個(gè)可能降至最低。
3.關(guān)于已經(jīng)產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象連接處的修復(fù)設(shè)計(jì)與施工重點(diǎn)
加強(qiáng)路基控制是解決橋頭跳車主要控制措施之一，在進(jìn)行施工前要對(duì)施工方式方法進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，以減少路基沉降、、提高路基剛度，減少橋頭跳車現(xiàn)象。通過對(duì)臺(tái)背回填處理施工方式、臺(tái)背回填壓實(shí)方式、回填材料的選擇與設(shè)計(jì)等方法，減少公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生跳車現(xiàn)象的橋梁連接處，可以采用新的修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)，但是在進(jìn)行修復(fù)前還要對(duì)連接處的修復(fù)進(jìn)行一定的施工設(shè)計(jì)，以保障修復(fù)效果。利用現(xiàn)代修復(fù)技術(shù)可以有效的修復(fù)“橋頭跳車”，“混凝土注漿加固臺(tái)背填土快速修復(fù)技術(shù)”是修復(fù)技術(shù)中比較成熟的一種修復(fù)方式。“混凝土注漿加固臺(tái)背填土快速修復(fù)技術(shù)”是采用高分子聚合物加拌水泥而成的漿液，在跳車的橋頭50米至70米處即開始打上間距為1.5米至2米的梅花樁式孔，每個(gè)孔直徑約7.5厘米，深度從十幾米至二十幾米不等，再向孔里灌注這種新材料漿液，以增加土質(zhì)強(qiáng)度，增強(qiáng)地基的承載力。針對(duì)路面沉降情況的不同，梅花樁式孔的深度、距離、孔徑都不相同，要根據(jù)勘察結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算各階段的應(yīng)力，最終確定修復(fù)方案。
