路橋過渡段沉降因素分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探索

文/孔德賀 科達(dá)集團(tuán)股份有限公司 山東東營 257091

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路橋過渡段沉降因素分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探索

文/孔德賀 科達(dá)集團(tuán)股份有限公司 山東東營 257091

近年來各種路橋工程建設(shè)規(guī)模越來越大，路橋設(shè)計(jì)施工質(zhì)量也成為社會各界人士關(guān)注的重點(diǎn)。路橋過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)施工的重要內(nèi)容，假如路橋過渡段設(shè)計(jì)存在不合理之處，極易導(dǎo)致路橋過渡段沉降，在很大程度上會影響行車舒適度以及安全性，因而這就要求廣大建設(shè)者需要在加強(qiáng)對其重視的前提下采取相應(yīng)措施予以解決。對此，本文將基于筆者多年的路橋工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首先對路橋過渡段沉降的原因展開分析，隨后根據(jù)于此探究其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

路橋過渡段；沉降；原因；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，在我國高速公路建設(shè)與使用過程中，路橋過渡段不均勻沉降現(xiàn)象越來越多，其不但限制了來往車輛的正常行駛速度，而且還對道路的安全性以及舒適性造成影響，導(dǎo)致車輛運(yùn)營成本上升。不僅如此，該現(xiàn)象還導(dǎo)致跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)，不但會對橋梁、路面以及車輛造成損害，而且還溶質(zhì)致使車輛失控，從而引導(dǎo)嚴(yán)重交通事故。因此非常有必要對路橋過渡段沉降因素分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。

1、路橋過渡段沉降主要原因

1.1路面沉陷

隨著我國公路建設(shè)以及設(shè)計(jì)要求的不斷提高，在部分路面設(shè)計(jì)中明確規(guī)定結(jié)構(gòu)厚度不得小于60cm，并且在路面施工中也常常不允許出現(xiàn)碾壓機(jī)械超出橋臺或接觸碾壓機(jī)械等現(xiàn)象。而該類現(xiàn)象容易使得部分橋身范圍達(dá)不到相關(guān)壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。在道路竣工通車后，也會受到長期荷載力以及車輛振動(dòng)的影響而升高墊層以及基層壓實(shí)度，從而對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮，最后引發(fā)路面沉陷的現(xiàn)象。

1.2地基沉陷

路橋過渡段不均勻沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生多數(shù)是由于地基自身重量以及過往荷載車輛作用力共同作用下而出現(xiàn)的地基沉陷所導(dǎo)致的。通常情況下地基類型較多，并且不同地基類型其土質(zhì)構(gòu)成情況也各不相同。加設(shè)作用于地基上的荷載力相同，但也會因?yàn)橥馏w結(jié)構(gòu)的不同而產(chǎn)生不同程度的地基沉陷。

1.3剛度區(qū)別

道路主要是由柔性路面與柔性路基組合而成，屬于柔性結(jié)構(gòu)。而橋梁卻恰恰與之相反，屬于剛性結(jié)構(gòu)。而這就容易在長期過往車輛作用下出現(xiàn)負(fù)荷作用。又因?yàn)闃蚩缃Y(jié)構(gòu)不會發(fā)生較大變形，所以通常情況下橋梁變形較為不明顯。而路基地基則經(jīng)常會由于自身重量或是外界作用力的影響而出現(xiàn)不可逆變形。

1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

如果搭板設(shè)計(jì)、壓實(shí)方法、橋臺類型等設(shè)計(jì)不合理的話也容易導(dǎo)致路橋過渡段出現(xiàn)沉降。假如已經(jīng)壓實(shí)搭板后再鋪筑橋臺的話，非常不利于路橋過渡段壓實(shí)處理。其次，排水系統(tǒng)也比較重要，假如路基填料級配不合理，或者路基填料的含水量太高，都會降低土基承載力，造成土基一定程度下沉。

2、路橋過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1路基、地基以及緩和過渡段設(shè)計(jì)

通常情況下，路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多是瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，而橋臺設(shè)計(jì)多是混凝土結(jié)構(gòu)。前者剛度較小，后者剛度較大。也正是由于兩者的差異性決定了必須對橋臺直至路基這段緩和過渡段結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。如果遇到軟土地基的話，應(yīng)該采用架設(shè)強(qiáng)度過渡段的方式，也可以采用這種的方式處理地面上路堤。一般情況下，橋臺一直到路堤這段可以設(shè)計(jì)一條大概50m的強(qiáng)度漸變帶，然后將不同級配填料填充到漸變帶中，從而使路堤更好的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度過渡。假如不能設(shè)置漸變帶在50m左右，至少保證漸變帶長度超過30m。填筑橋臺引道路堤的過程中，假如采用土工合成加筋路堤的方式并不能很好的提高地基承載能力，也很難確保不會導(dǎo)致地基沉降。只有有效提高地基承載能力才可以確保過渡段地基可以同時(shí)承受路面車輛荷載以及路堤填土自身重力等作用，不會出現(xiàn)明顯沉降，這樣才可以將土工合成材料自身的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來。

2.2路橋過渡段結(jié)構(gòu)型式的合理設(shè)計(jì)

2.2.1土工格柵技術(shù)

在進(jìn)行路橋過渡段路基施工時(shí)，可優(yōu)先選用土工格柵技術(shù)，以將土體自身抗剪強(qiáng)度充分發(fā)揮出來，從而提高對路面車輛的負(fù)載力以及承擔(dān)土體自身荷載的能力，并對路基填土側(cè)向位移進(jìn)行有效控制，以避免土體發(fā)生過大的側(cè)向變形，從而在整體上提升路基的穩(wěn)定性能。此外，路基填土?xí)屯凉じ駯女a(chǎn)出一定摩擦，

這將會大大削弱分橋臺臺背垂直應(yīng)力，從而大幅提升路橋過渡段路基承載力，以達(dá)到降低路基沉降度的目的。

2.2.2合理設(shè)計(jì)搭板強(qiáng)度以及搭板長度

在設(shè)計(jì)搭板長度時(shí)，需做到以下幾方面內(nèi)容：①如若在路面正常使用年限范圍內(nèi)出現(xiàn)道路沉降而導(dǎo)致的路面縱坡現(xiàn)象，必須保證搭板傾角在1/200-1/300范圍內(nèi)。②必須確保橋臺臺背低于搭板的長度，且在短時(shí)間內(nèi)不會受到碾壓。③在選擇低級測量長度時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合搭板實(shí)際受力情況來進(jìn)行，且必須具有較好的彈性。

在對搭板強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將搭板與橋臺臺背填土間的脫空現(xiàn)象考慮在內(nèi)，并結(jié)合搭板等級來科學(xué)選擇搭板強(qiáng)度。例如，路橋過渡段沉降現(xiàn)象出現(xiàn)在不小于10mde臺背范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將路橋過渡段長度設(shè)置在10-12m范圍內(nèi)為最佳。除此之外，還應(yīng)將搭橋與橋臺臺背填土有可能出現(xiàn)的脫空狀況考慮在內(nèi)，并根據(jù)枕梁的不同位置、搭板階段對搭板強(qiáng)度產(chǎn)生的影響進(jìn)行綜合考慮。如若是楔形柔性搭板，則需加設(shè)合適的楔形加固區(qū)在路橋過渡段中，并將其兩端連接橋臺與路基，從而減少路基不均勻沉降的情況發(fā)生。

2.3橋頭搭板和路基之間的施工縫

通常情況下，在陰雨天氣下路基和橋頭搭板的施工縫很容易發(fā)生滲水，從而會降低路基結(jié)構(gòu)剛度，致使路基不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生，導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象出現(xiàn)。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)選用良好的臺背填料，并在橋臺5-10m左右的區(qū)域內(nèi)選用強(qiáng)度高、易于壓實(shí)以及透水性好的填筑材料，或是選用橋頭打樁或臺后搭板的方法來進(jìn)行雙重加固。

結(jié)語：

總的來說，路橋過渡段極易受到多方面因素的影響而出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，這對路橋使用的舒適性以及行車的安全性產(chǎn)生較大影響。因此，必須對路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以充分重視，并采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法來降低過渡段的設(shè)計(jì)缺陷，從而為路橋過渡段施工質(zhì)量的提升打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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