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整治桥头跳车的积极探索

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摘要:桥头跳车目前是我国公路质量通病的一种,特别是近年来我国高等级公路的迅速发展,桥头跳车现象尤为普遍。迄今为止,国内外众多学者都对这个问题进行了大量的理论与试验研究,桥头跳车不仅严重影响行车的速度、安全、舒适,同时对汽车产生危害,降低车辆的使用寿命,而且由于产生过大的冲击荷载,从而对桥涵结构造成危害,影响正常的工作性能,并且对桥涵与路面连接处造成频繁破坏,因此,综合分析和讨论桥头跳车问题,提出防治桥头跳车处理措施,对我国公路建设有着重大的理论和现实意义。

关键词:桥头 跳车 原因 防治

中图分类号:TU74文献标识码: A

引言:在公路建设和运营管理过程中,桥头跳车质量通病一直在困扰着广大公路建设者。如何解决公路建设中的桥涵台背跳车问题已成为业内人士共同关注的焦点。临朐县地处山岭重丘区,由于地势高洼不平,公路桥涵密度大,在桥头涵顶存在不同程度的跳车现象,不仅影响了行车舒适度,而且也给公路运营安全带来一定的隐患。长期以来,国内外工程界曾总结出了一系列解决桥头跳车的方法。

一、国内外整治桥头跳车的主要措施

(一)国外处治主要措施: 1)桥台及路堤建在坚实的天然土基上; 2)修建足够长度及强度的桥头搭板; 3)选用恰当的填筑材料; 4)充分压实填筑材料或使填筑材料处于稳定状态; 5)保持排水畅通; 6)修建低路堤; 7)土方填筑与路面铺筑间有充分的时间间隔; 8)采用正确的施工方法及严格的检验; 9)减轻交通负荷。

(二)国内防治主要措施:1)重视桥头地基处理,采用先进的台后填土施工工艺。选用合适的压实机具,确保台背及时回填,回填压实度达到要求。2) 改善地基性能,提高地基承载力,减少差异沉降。3)有针对性的选择台后填料,提高桥头路基压实度。4)做好桥头路堤的排水、防水工程,设置桥头搭板。5)优化设计方案、采用新工艺加固路堤。

二、桥头跳车原因分析

桥头跳车台阶的产生和行成是多方面的,包括地基地面条件、填料、施工材料以及设计、施工等多方面的原因。发生桥头跳车的部位,路线纵断面高程发生了比较明显甚至是急剧的变化,使该处与前后相邻的纵断面线不能平顺相接,有的甚至出现折线。这是由于台后地基沉降和路基填料本身沉降变形直接导致了桥头跳车形成。从而造成地基和路基出现明显的不均匀沉降,综合起来主要有如下原因:

(一)由于地形原因。公路桥涵等结构物一般地处河流、池塘或沼泽低洼软弱地基处,首先地形上由于高差的原因存在着沉降的差异,再次桥涵台背地基处理往往不彻底,特别是天然地基密度较小、压实度较大时,若不进行处理就直接填土,这样在路堤自重压力和行车冲击荷载的双重作用下必然会被压缩,产生沉降。

(二)由于刚度差异不同。因结构物基础以下的强度与台后填筑体基础的强度设计指标要求和控制不同,导致结构物与台后填筑体的沉降不仅不同步且差异较大;同时桥涵结构物刚度原本就远远大于台背路基,又加上路基本身产生的塑性变形,产生二者的差异沉降,从而导致桥头跳车。

(三)施工方面的原因。桥背施工难度大,很难保证施工质量。重型压路机不便展开,盲区、弱碾区大,半幅(分离式)桥背压实难度更大;回填一般集中进行,基坑较深时的填筑质量不便监控。施工人员大多是个体专业户或农民承包队,很难让他们自觉持续地按章施工;集中回填、后期回填导致其自然沉降程度低于路基;小型夯实机具的普遍使用及过分依赖压实度,导致台背质量明显低于路基质量,特别是搭板搭接处附近。分层碾压存在固有缺陷分层碾压的优势地位是难以替代的,但也存在一些固有缺陷,如对动载较敏感、整体强度及稳定性差等。分层越多,其缺陷表现越为显著,如高填方路堤。一般来说,适当拉长施工周期,延长工后自然沉降时间,这些问题会自然弱化的。如工期受限,则需要采取若干效果接近的人工补偿措施。对沥青路而言,桥面铺装层及搭板以上的沥青面层厚度与正常路基上的沥青路面厚度设计、施工不一致,导致全路结构物处与正常路基上的路面产生不均匀沉降,沥青面层越厚,这种不均匀沉降就越大。

(四)设计方面的原因。桥梁台后的过渡搭板长度不能足以覆盖整个台后预留的填体空间,或因过渡搭板强度不足,导致超车道的台后中分带两侧出现“桥头跳”;公路路基、路床、路面各层等追求的是连续、均匀、稳定的板体结构,而有的对台后填筑体的设计、施工为透水性好且自重大的砂砾石、非级配的碎石等,如果沥青面层防水性不好,台后填筑体因路面上渗水而导致台后整体沉降也就是自然的事情了;对明涵洞、明通道及小桥而言,目前的设计不仅不设台后搭板,且不设计伸缩缝,实践认为,这些结构物两侧因相对的刚柔性差异导致的结构物墙身与路基连接处很早出现断板性开裂,也是导致结构物两端“桥头跳”的诱因。

三、施工对策措施

(一)精选填料。天然砾石一般不能满足施工规范要求,必须进行过筛或进行级配设计,使其达到级配要求,才能填筑台后路基。当使用非透水性材料时,应在其中掺加无机结合料,如石灰、水泥等。同时在施工中要严格防止不合格材料运至施工工地,以免影响正常流水作业,造成窝工浪费。

(二)在施工方面:优先安排桥头路基进行施工,留出足够的时间来让其沉降,最大限度的降低桥头路基在使用期的沉降量,保证路基与台背的平顺衔接。小型夯实机具压实效果不佳是事实,因此应使用机动性高于重型压路机、压实强度大于重型压路机的压实设备。安装于挖掘机前端原铲斗位置的大振幅垂直振动夯实机完全符合要求。激振力200kN~400kN大振幅垂直振动夯实机的实际振幅为重型振动压路机名义振幅的数倍,可激励更深层的土体颗粒;不存在圆振动的非垂直方向的扰动,有效度高且对邻近结构物的影响小;可大范围调整激振力、振动频率及竖向压实力,适应不同填料、压实不同阶段需要;压实过程的前一阶段属振动压实(同振动压路机),土体压实后机器跳离地面,压实度越高击打力越大;困难施工条件时也无压实死角。对高路堤(填高2.5m以上)的台后填筑体而言,为了确保台后填体的整体稳定性,防止台后搭板下的脱空、台后受冲击后的横向位移、防止搭板破坏后的渗水,除台后填体每填高1m左右设置玻纤土工格栅外,当施工到搭板底部时,应对整个台后填体实施玻纤土工格栅进行立体(两边坡及顶部)包裹,并在土工格栅上直接喷注水泥混凝土(有效厚度可控制在3cm左右),然后才整体现浇施工台后搭板和八字墙或挡墙;

(三)在设计方面:台后搭板长度必须大于台后填体长且富余2m以上,搭板厚度满足承载的冲击要求,搭板的顶面高程控制与路面基层顶的高程应同高;对填高大于1.5m的台后回填体应分层(至少按1m左右间隔)设置具有抗弯拉应力的土工格栅;对沥青路面而言,应适当增大结构物配筋率,以使结构物铺装层顶的柔性沥青路面厚度与正常的沥青路面厚度一致(即确保全路主线上的沥青路面厚度一致)。

四、规范化养护是解决公路桥头跳车的有效维护

工程建设成果的长期稳定性与后期的规范化养护管理是分不开的,俗言道:三分建,七分管。公路建成后其结构物两端的长期平整舒适性很大程度上还需要后期的更精心和及时的维护。这种维护是指对预防“桥头跳”而采取的有效预控,根据目前的公路养护技术水平,对公路建成后的结构物两端采取以下方面的积极措施:(1)公路建成通车后,有条件时可对公路全线预先加铺橡胶沥青超薄磨耗层,多保险防止路面因磨耗而渗水;(2)及时更换明涵洞、明通道及小桥两端所做的假缝中镶嵌的橡胶条;(3)及时清理或更换桥端伸缩缝橡胶条,确保伸缩缝处的平滑舒适完好如初;(4)全路应严控各种超限超载车辆,根据重载破坏是一次性的理念,特别是对特大超载车辆必须绝对禁行;(5)定期或不定期对结构物两端搭板范围内的路堤边坡、种植式中分带内侧、八字墙或挡墙检查有无明显变形或开裂,桥台维坡有无变形,一旦发现,应及时进行局部处理,使其恢复;(6)对日常规范化维护后的结构物两端,如仍有“桥头跳”出现,目前可利用就地热再生技术(层问热黏结技术)予以治理。

参考文献:

[1] JTJ 073.2-2001 公路沥青路面养护技术规范 北京人民交通出版社 2001

[2] 丁昕 浅谈公路桥头跳车的成因与防治《公路交通科技》2002-10

[3]JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范 北京人民交通出版社 2004

[4] JTG F10-2006 公路路基施工技术规范 北京人民交通出版社 2006