公路橋梁銜接段的施工技術問題探討
2014-04-15
我國道路建設在近些年來取得了很大進步，人們對公路建設的安全性與舒適性的要求也越來越高。因道路發(fā)展的需要，橋梁設計在整個公路建設中所占的比重也不斷提高，而橋梁銜接段的設計在橋梁設計中可謂是重中之重，其設計的好壞直接關系到行車的安全與舒適與否。在進行橋梁銜接段的施工時，若不注意進行研究，很有可能出現(xiàn)橋臺路基沉陷的情況，不但影響道路交通，而且在維修時也會花費甚多。因此在進行橋梁銜接段的施工時，不僅要確保有高質(zhì)的材料，還要有先進施工技術的指導。
一、道路橋梁段施工存在的問題分析
伴隨我國高等級別公路的發(fā)展與實踐，各級公路管理部門與施工單位對橋梁銜接段常出現(xiàn)的“橋頭跳車”等病害的危害也有了非常清晰的認識，這也引起了相關部門與人員的高度重視，在具體的公路橋梁施工中也得到了體現(xiàn)。但對實際情況進行調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，“橋頭跳車”現(xiàn)象還是比較嚴重的，在很多新建的高等公路上也比較普遍的。對這些問題進行研究，可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這些問題的主要原因有：對橋梁路堤缺少詳盡的地質(zhì)調(diào)查，有關部門和單位未能根據(jù)實際地形對橋梁進行合理設計；過分注重橋頭跳車處得治理方法而缺乏對整條線路的系統(tǒng)研究；在進行技術研究與治理時，缺乏綜合治理的思想。
二、公路橋梁施工銜接段的技術研究
在路橋施工的銜接段經(jīng)常會發(fā)生路基和橋涵不均勻沉降的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)臺階，而這些臺階在達到一定的數(shù)量后就會使車輛在行使中出現(xiàn)非常明顯顛簸與跳動。又因荷載原因，這些臺階也經(jīng)常會出現(xiàn)兩邊高中間低的形狀。這些臺階的產(chǎn)生會使車輛的速度受到限制，而車輛速度降低的程度要視路面情況與臺階高度及車輛類型而定。一般情況下，當車輛在距離橋頭臺階150-200米的距離時就應開始減速，當駛過臺階后大約也是這個距離，才能開始加速或恢復正常速度。而當出現(xiàn)較高公路線形和較高橋頭引道路堤時，就會發(fā)生沉陷與變形危險，路基還會出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，很可能導致路面裂縫、積水等。這些病害嚴重影響了車輛的行駛，使其產(chǎn)生顛簸、振動、跳車等，使車輛產(chǎn)生噪音。要解決這些問題，筆者認為應從以下幾方面來著手。
（一）巧妙設置橋頭搭板
在實際中采用橋頭搭板方法來防止“橋頭跳車”現(xiàn)象是目前較常見的處理方法。在設計時，為了消除沉降差，避免行車的不適感，一般來說，最有效的橋臺搭板的長度應為足以保持其坡度在3‰～6‰以下，且能承受全部的行車荷載的搭板。因此，若假設施工后沉降為10cm，按坡度5‰計，那么橋頭搭板的長度應在20m以上，但這對于高速公路中大部分的中小橋來說，是很不實惠的。加上實際施工中搭板的長度相對較短（≤10m），所以，設置橋頭搭板對較大差異沉降來說仍舊無能為力。此外，對已建的高速公路進行大量調(diào)查資料也顯示，橋頭搭板對于銜接較小沉降差來說效果明顯，但在較多情況下又增加了一些新病害主要有：在路堤橋臺銜接處雖無明顯跳車，但沉降差從橋臺處轉移到路基與搭板之間或是在枕梁處發(fā)生局部下沉而引起“二次跳車”現(xiàn)象；重交通荷載作用下的搭板可能因脫空而發(fā)生折斷，這樣不僅未能消除跳車現(xiàn)象，而且還可導致路面開裂，雨水下滲使得土基受到破壞；搭板在與橋臺的銜接端拱起也會使路面遭到破壞。
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橋頭軟弱地基在路堤填上荷載作用下產(chǎn)生的較大工后沉降是導致橋臺與路堤沉降差的主要因素。通過多年的工程實踐和總結，現(xiàn)在高速公路的軟墓處理中常用的有兩類：一是排水固結法，二是復合地基法。排水固結法包括袋裝砂井、塑料排水板、超載預壓，真空堆載預壓等，復合地基法包括水泥攪拌樁、粉噴樁、鋼渣樁等，兩類方法各其適應性和特點，排水固結法工程造價較低，但預壓工期較長，工后沉降較大，而攪拌樁復合地基可以大大減小地基總沉降量，并能使之在較短時間內(nèi)趨于穩(wěn)定，但其工程造價較高，且施工質(zhì)量不能完全保證。實踐證明，軟土地基沉降引起的橋頭跳車在大多數(shù)高速公路上并沒有很好地得到解決。究其原因，一是由于工程造價和施工工藝的原因，橋頭地基處治，沒有打穿軟土層，從而導致軟弱下臥層產(chǎn)生較大的工后沉降；二是軟土地基路基堆載時間不充分。
（三）采用輕質(zhì)型填料
1．采用粉煤灰。粉煤灰與一般細粒上相比，其具有自重輕、壓縮性小、強度高、透水性能好等優(yōu)點。在一定工藝條件下，可形成具有一定強度的整體性材料。用其填筑路堤，可有效減小橋頭路堤的總沉降。
2．采用泡沫聚苯乙烯EPS材料。EPS用于填筑路堤可顯著減小地基的附加應力，從而減小地基的沉降量，且其具有足夠的承載力，能滿足上部路面結構層和行車荷載作用的強度要求，并且符合剛度要求。
?。ㄋ模┰O置柔性橋臺
從作用機理看，柔性橋臺基本等同于加筋土擋墻。采用柔性橋臺結構來降低橋臺的剛度，縮小橋臺和路堤的剛度差，使其銜接處的行車荷載壓縮變形和填土固結沉降均勻銜接，達到消除路面縱坡突變防止橋頭跳車的產(chǎn)生。但柔性橋臺一般適用于個別簡單橋梁結構形式，而且施工難度大。對路面進行拋高處理等來減小橋頭的縱坡突變在大多數(shù)高等級公路中只能是作為其它處理方法的輔助措施。
但土工格網(wǎng)作為一種平面結構，其對路基剛度的提高有限，但對填料的要求卻比較高，更重要的是由于土工網(wǎng)的錨固作用只能阻止橋頭較短距離內(nèi)路堤填土的沉降，而對橋頭路堤其它區(qū)域只能減小部分的路基壓縮變形，不能消化由于地基沉降所產(chǎn)生的變形量，而地基沉降在大多數(shù)橋頭跳車中起著主要作用。因此，土工網(wǎng)對于減小由于橋頭壓實度偏低造成的附加變形較為有效，其適用于地基條件較好情況下的橋頭跳車處理。目前，設計部門較多采用的是將搭板與土工格柵加筋結合的方式處治橋頭跳車。
結語：
綜上所述，要減少乃至消除路橋銜接段常發(fā)生的病害，必須要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，對橋頭路堤處的地質(zhì)水文情況進行全面調(diào)查，充分考慮路堤填筑高度、公路等級等，并結合公路施工的經(jīng)濟技術指標，采取多種措施，以對路橋銜接段進行處治，這樣才能達到公路施工的質(zhì)量要求，以提高道路行車的安全性與舒適性。
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