公路與橋梁連接處及伸縮縫設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

王鵬

摘 要：公路與橋梁作為重要的市政建設(shè)工程，其中存在許多技術(shù)以及設(shè)計(jì)問(wèn)題，如果處理不當(dāng)，將會(huì)影響整個(gè)路橋工程的施工質(zhì)量。文章重點(diǎn)對(duì)公路與橋梁連接處的伸縮縫設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：公路與橋梁；連接處；伸縮縫

雖然隨著近些年的發(fā)展，我國(guó)的公路和橋梁取得了很大的發(fā)展成就，無(wú)論是公路等級(jí)還是橋梁的施工技術(shù)都有了很大的發(fā)展，但是在實(shí)際的運(yùn)輸過(guò)程中還存在著很多影響路橋使用效果的問(wèn)題，比如橋頭的跳車現(xiàn)象，這種病害產(chǎn)生的最重要的原因是由于公路和橋梁的接縫處的設(shè)計(jì)和施工存在問(wèn)題。因此，為了使交通運(yùn)行更加順暢和便利，有關(guān)部門在施工前應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)連接處和伸縮縫的設(shè)計(jì)，規(guī)避由于跳車導(dǎo)致的公路橋梁運(yùn)行質(zhì)量下降的問(wèn)題。

1 公路與橋梁連接處產(chǎn)生“跳車”現(xiàn)象的原因

要想改善公路橋梁的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)更加高效的運(yùn)行，就必須要首先分析出產(chǎn)生這種跳車現(xiàn)象的原因，才能夠有針對(duì)性的提出解決的方案和和改進(jìn)的措施。就目前來(lái)看，導(dǎo)致公路橋梁找出公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的原因是由于在施工過(guò)程中產(chǎn)生了不均勻的沉降，或者是由于路橋內(nèi)部的剛度和韌性產(chǎn)生了變化，因?yàn)樵诼窐蚴┕み^(guò)程中會(huì)用到很多不同材質(zhì)和不同性質(zhì)的材料，所以要想避免錯(cuò)臺(tái)導(dǎo)致的跳車現(xiàn)象，就必須對(duì)不同結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行設(shè)計(jì)上的優(yōu)化。

2 針對(duì)接縫處理不當(dāng)導(dǎo)致跳車的施工設(shè)計(jì)和改進(jìn)建議

2.1 橋臺(tái)與路堤間的不均勻沉降問(wèn)題

公路與橋梁的直接連接部位為橋臺(tái)和路堤，由于在分別施工的過(guò)程中為了保證兩個(gè)部位各自的質(zhì)量，都進(jìn)行了一定的加固處理，所以在剛剛施工完成的情況下無(wú)論是橋臺(tái)還是路堤都不會(huì)存在不均勻的沉降問(wèn)題。但是由于公路和橋梁的使用的特殊性，使得經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的通車后，施工部位的地基以及填土材料都會(huì)由于車輛的荷載產(chǎn)生一定的位置變化，從而形成不均勻沉降。針對(duì)這種原因?qū)е碌奶嚞F(xiàn)象，在施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該充分的考慮不同材質(zhì)的壓縮性，并且要采用一定的防護(hù)設(shè)施的建設(shè)，來(lái)保證橋臺(tái)后部的穩(wěn)定。

2.2 排水不暢導(dǎo)致的路基沉陷問(wèn)題

由于路堤和橋臺(tái)之間存在一定的接縫，所以容易導(dǎo)致滲水問(wèn)題，一旦發(fā)生滲水，不僅會(huì)對(duì)現(xiàn)有的建筑材料進(jìn)行腐蝕和腐化，還會(huì)加速路基和橋基下方的水土流失，從而形成了路堤和橋臺(tái)的不均勻沉降。為了避免這種問(wèn)題導(dǎo)致的跳車現(xiàn)象，在施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要做好施工環(huán)節(jié)的排水設(shè)計(jì)。

2.3 積極采用新的施工工藝和設(shè)計(jì)方案

在對(duì)路橋進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，有關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)采用一定的搭板設(shè)置可以有效的緩解路堤和橋臺(tái)之間的材料剛?cè)岬牟罹?，并且由于搭板的位置可以靈活的調(diào)節(jié)，所以根據(jù)工程的實(shí)際情況，對(duì)尾端的埋設(shè)深度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來(lái)適應(yīng)不同的公路路堤和橋臺(tái)的施工情況。

2.4 公路與橋涵連接處的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

由于公路和橋梁是兩種不同的建筑工程，所以在施工階段有各自不同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，這種情況下要想做好二者的連接處理，就必須在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中尋求平衡。一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)的公路工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)允許的沉降范圍為一般路段小于等于三十公分，而連接位置小于等于十公分，但是由于公路上車輛運(yùn)行速度較快，所以在路橋連接處一旦沉降超過(guò)一點(diǎn)五公分，就會(huì)產(chǎn)生跳車，所以有關(guān)設(shè)計(jì)部門應(yīng)該充分的考慮二者的沉降差異。

3 橋頭跳車的修復(fù)設(shè)計(jì)

在實(shí)際的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到已經(jīng)存在跳車的路橋的修復(fù)問(wèn)題，修復(fù)施工雖然不同于初次施工，可以對(duì)路橋的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，但是修復(fù)設(shè)計(jì)仍然對(duì)以后的路橋沉降問(wèn)題有著非常重要的影響，因此有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)修復(fù)施工的設(shè)計(jì)方案的關(guān)注，已達(dá)到最佳的修復(fù)效果。一般來(lái)說(shuō)，目前路橋修復(fù)工程中最常見(jiàn)的修復(fù)技術(shù)為混凝土注漿加固臺(tái)背填土技術(shù)，這種方式不僅操作簡(jiǎn)便，還能夠有效的加強(qiáng)路基和橋基處的地基承載力。

4 橋梁伸縮裝置的功能及分類

橋梁伸縮裝置又簡(jiǎn)稱為伸縮縫，主要由傳力支承體系和位移控制體系組成，它的主要功能一是將車輛垂直和水平荷載通過(guò)支承結(jié)構(gòu)傳遞到梁體，二是適應(yīng)橋梁縱、橫位移的變化和梁端翹曲發(fā)生的轉(zhuǎn)角變化。按使用的材料和用途，伸縮逢可分為純橡膠式、板式、組合式橡膠伸縮逢和模數(shù)式伸縮逢。板式伸縮裝置的伸縮體由橡膠、鋼板或角鋼組成，適用于伸縮量≤60mm以下的普通橋梁；組合式伸縮裝置的伸縮體由橡膠板和鋼托板組合而成，適用于伸縮量≤120mm的普通橋梁；模數(shù)式伸縮逢伸縮體采用整體成型的異形鋼材制成，由邊梁、中梁、橫梁、位移控制系統(tǒng)、密封橡膠帶等構(gòu)件組成，適用于各種彎、坡、斜、寬橋梁。模數(shù)式伸縮裝置可按一定模數(shù)任意組拼，從80mm的單縫到1200mm的多縫，當(dāng)伸縮量≥1200mm時(shí)，可按設(shè)計(jì)要求在工廠加工制造。

5 設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮的因素

橋梁伸縮裝置設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮的主要因素有橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)、所處的地理位置、結(jié)構(gòu)形式，伸縮裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用范圍、平整度、排水及防水性能，橋梁施工條件及施工質(zhì)量保證措施，伸縮裝置的可維修性和經(jīng)濟(jì)性。

6 影響伸縮裝置伸縮量的基本因素

6.1 溫度變化

溫度變化是影響橋梁伸縮量的主要因素，它分為線性溫度變化和非線性溫度變化，其中線性溫度變化對(duì)橋梁伸縮量影響占據(jù)主導(dǎo)地位。橋梁結(jié)構(gòu)在外界特定溫度環(huán)境，梁體內(nèi)部溫度分布不均勻，梁體端部在材料熱性能的變化下產(chǎn)生角變位。對(duì)跨徑小的橋梁（L≤8m），線膨脹系數(shù)很小，可不予考慮；對(duì)大跨徑橋梁，設(shè)計(jì)時(shí)必須引起足夠重視。

6.2 混凝土的收縮和徐變

混凝土的收縮、徐變是混凝土構(gòu)件本身所固有的屬性，也是一種隨機(jī)現(xiàn)象。混凝土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品種、溫度、相對(duì)濕度、混凝土的加載齡期、持荷時(shí)間和強(qiáng)度等對(duì)混凝土收縮、徐變影響很大。鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋均需考慮其收縮和徐變。徐變量按梁在預(yù)應(yīng)力作用下彈性變形乘以徐變系數(shù)ф=2求得；收縮量以溫度下降20℃來(lái)?yè)Q算。在安裝伸縮逢時(shí)，收縮和徐變已經(jīng)發(fā)展到一定程度，計(jì)算時(shí)應(yīng)以安裝時(shí)刻為基準(zhǔn)，對(duì)混凝土收縮和徐變量加以折減。

6.3 橋梁縱向坡度

縱坡橋梁中活動(dòng)支座通常作成水平的，當(dāng)支座位移時(shí)，伸縮縫不僅發(fā)生水平變位，而且發(fā)生垂直錯(cuò)位，其值等于水平位移值乘以縱坡。

6.4 各種荷載引起的橋梁饒度

橋梁在活載、恒載的作用下，端部發(fā)生角變位，使伸縮裝置產(chǎn)生垂直、水平及角變位，如果梁體比較高，還會(huì)發(fā)生震動(dòng)。

6.5 地震

地震對(duì)伸縮裝置變位的影響較為復(fù)雜，目前還難以把握，設(shè)計(jì)時(shí)一般不予考慮，但有可靠的資料，能計(jì)算出地震對(duì)橋梁墩臺(tái)的下沉、回轉(zhuǎn)、水平移動(dòng)及傾斜量時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予考慮。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路和橋梁的連接問(wèn)題一直以來(lái)都是路橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，一旦處理不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的跳車事故，影響行車安全，因此有關(guān)部門在路橋施工的過(guò)程中，應(yīng)該充分的做好施工設(shè)計(jì)，提高伸縮縫的施工水平，改善公路橋梁的運(yùn)行質(zhì)量。

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