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摘要:针对过渡段差异沉降造成的桥头跳车问题,首先对路桥过渡段常用设计施工方案进行分析,然后提出过渡段的施工控制方法及其它工程措施,包括板型选择、板长与板厚选定、埋深控制、坡度控制、桥台连接控制、配筋控制、路桥过渡段不设搭板时的处理,以此为路桥过渡段施工实践提供依据和参考。
关键词:路桥过渡段;过渡段搭板;土工格网铺设
0引言
过渡段差异沉降是造成桥头跳车主要原因,严重影响路段行车舒适性,加剧路面破坏,必须予以重视并采取有效措施及时处理。而过渡段施工控制却是一个复杂问题,需要考虑众多因素的影响并采取一系列特殊加固手段。
1路桥过渡段常用设计施工方案
1.1土基
过渡段土基应达到密实,且质地均匀、可靠稳定。对土基有影响的水应进行拦截、排除。通常要求填土保持干燥,也可中湿,但过湿土不可用于土基,应提前处理。土基压实度要求和基层相同,为不低于95%[1]。
1.2垫层
如果过渡段处地下水位较高,或排水不利,导致路基始终处在多水条件,则需要增设垫层,以起到加强排水的作用,使路基路面均处在良好条件下。对于垫层的材料,大多为煤渣、碎石或矿渣,也可采用工程材料,如石灰粉煤灰稳定粗粒土等。当有软弱层时,可增铺一层隔离材料,以土工合成材料为主。垫层的厚度不能小于15cm,宽度至少比基层大50cm(每侧25cm),也可以和路基有相同宽度。
1.3基层与底基层
基层与底基层都要有良好的稳定性,若处于冰冻地区还要具备抗冻性,而为半刚性基层时,还要综合考虑抗冲刷与抗变形能力。在材料的选择方面,理论上应和正常段相同,这样是为了便于施工。
1.4搭板
在路桥相接段,可根据实际的使用要求,结合以往工程经验判断是否需要布置过渡段搭板。当需要布置搭板时,需对其埋深、板厚、板长、坡度,及其和桥台之间的连接、配筋等进行综合分析。位于搭板下部的加强层,其层厚要达到2m以上,且长度不能小于板长+1m,材料和底基层完全相同。从实践效果看,对台背填方实施加固处理能有效避免桥头段发生较大沉降,因此土基到基层所有结构层的压实度都不能小于95%。当不设置过渡段搭板时,可采用沥青路面直接处理。另外,台背填筑必须进行有效施工控制,无论是填料的选择还是碾压都要提高要求。
1.5面层
一般沥青层仅起到使路面更加平顺与缓解面层磨耗等基本作用。基于此,过渡段面层不做特殊处理,其结构与厚度均和正常段相同[2]。
2过渡段施工控制方法
2.1板型选择
板型主要有以下三种:等厚板、变厚板与台阶型板。而埋深也分为三种,即高置、中置、低置,分别对应浅埋、中埋和深埋。其中,高置搭板时,其顶面桥台持平;中置搭板时,其顶面处在路基路面之间;低置搭板时,其顶面处于基层下部,对路面施工有利。
2.2板长与板厚选定
板长的选定,根据台背破裂情况可看出,板长和台背填高基本一致。通常情况下,板长应达到5m以上,中小型桥梁在6~8m范围内,大型桥梁在8~12m范围内。研究发现,板厚对承受荷载作用的部位的抗变形与抗弯拉性能有直接影响,并且在对板厚进行计算时,在不同支承情况下所得结果有所差异。如果板厚增加10cm,则其底部弯拉应力将降低30%左右,使竖向位移随之减少20%左右,综合效果十分显著。基于我国实际状况,建议小型桥梁板厚取20~30cm,其它取30~40cm,同时板厚必须和板长保持协调,当板长增大时,板厚也应适当增加。
2.3埋深控制
以上埋深的选择需考虑考虑路面结构,高置搭板如同路面直接受到行车荷载的作用,所以在沿线采用水泥混凝土路面时可考虑使用,如果引道采用沥青混凝土路面,则也能运用这种方式,而当路面和搭板连接处有错台或凹陷时,会对此段行车舒适性造成影响。基于此,在沥青路面建议采用后两种方式,值得注意的是,因中置搭板施工较为简单,所以可优先考虑[3]。
2.3坡度控制
路面和搭板的衔接处,材料在刚度上存在较大差异,受到荷载持续作用后,容易产生程度不一的变形,导致路面出现沉陷,引起跳车,加剧路面损坏的同时造成安全隐患。当桥台和搭板之间的连接有倾角时,板尾路面和正常段路面将不再有较大的刚度差异,沿垂直方向发生的变形将呈一条平顺曲线。而这一倾角不能过大,否则不仅没有任何作用,而且还会造成浪费。试验与实践都表明,这一倾角必须控制在10°以内。
2.4桥台连接控制
搭板靠近桥台的一端直接放置在桥台上,采用锚筋进行连接,同时在接缝当中嵌沥青玛蹄脂,予以有效防水。远离桥台的一端大多置于路基,当路基发生沉降时,搭板会随之滑移。针对这种情况,应在搭板和桥台顶部之间加设稳固锚栓,然后对远离桥台一端的地基实施加固,避免局部沉降的产生。此外,为了给维修提供便利,靠近桥台的一端还要增设灌浆与检查的预留孔。
2.5配筋控制
搭板长边和短边的比值通常不能小于2。计算过程中,在长边方向上的主弯拉应力比短边大很多,所以可视作单向板。因搭板置于弹性地基,所以板的内弯矩往往无法提前知晓。据假定板厚与地基和板之间的模量比,参照诺谟图能获取板体弯拉应力,进而求取出弯矩。搭板钢筋构造,一般要求主筋按7~20cm的间距进行布置,但要控制在2倍板厚之内。对于行车道上的搭板,其主筋直径应达到10mm以上。在对分布钢筋进行布置时,钢筋单位长度总截面积必须达到主筋15%以上,且主筋弯折部分都要配置分布筋。主筋直线段内,按25cm以内的间距布置分布筋,分布筋直径要达到6mm以上[4]。施工注意事项:搭板施工过程中,按规范进行立模,确保混凝土表面平整度和坡度满足要求。由于靠近桥台一端的搭板顶面和基层相距很近,且基层往往较薄,所以如果其上方通过大型压路机,则容易被压碎。针对这一问题,可要求当板顶和基层间隔距离小于10cm时,在对底面层实施铺筑时,凿除基层,换填沥青混凝土并进行找平,以此提高台背强度。
2.6路桥过渡段不设搭板时的处理
可采用铺设土工格网的方式进行处理。为使台背处填料得以充分压实,对施工单位而言,不仅要准备好普通填筑施工时必须用到的压实设备,而且还要备好性能满足要求的小型机具,用于确保边角等处的填料也得以充分压实,使其压实度满足设计与规范的具体要求。对于台背处,其填料以具有良好透水性的含石土及砂性土等为主。正式施工前,需要充分考虑以下要求:其一,设计要求;其二,工程的路基施工技术规范,及其对填筑施工前提出的具体要求;其三,对不适宜的土层进行挖除处理,挖除厚度必须达到30cm以上。对台背纵向的10m范围内进行整平,使用小型振动压路机进行碾压,对边角处应用人工手持小型振动夯板将其夯实,保证压实度满足不低于90%的要求。格网铺设工序为:①摊铺,从桥台背部开始不断向外侧展开格网,根据设计长度进行截断;②张拉、定位与锚固,靠近桥台一端的格网使用膨胀螺钉和台背连接锚固,再对格网进行张拉,使其预紧,达到设计伸长量后采用U形钉固定;③搭接,相邻格网相互搭接,宽度按20cm以上控制,用尼龙绳按之字形穿插捆绑;④填料,铺设完格网并检查无误后,填筑级配碎石,厚度为20cm。施工注意事项为:①如果在碎石层的表面进行土工格网铺设,需要现在其避免撒上一层厚度为2cm左右的粗砂,目的是防止格网和碎石发生直接接触导致格网被压断;②先做好台背与翼墙等部位的混凝土施工,在砌筑的过程中,翼墙与台背的内部必须达到要求的平整度,为后续膨胀螺钉等的设置与格网整体锚固打好基础。在完成砌筑,且砌体的实际强度达到要求以后,开始对台背实施填筑施工;③在对台背进行填筑施工时,处在最底层的格网采用级配碎石,在分层摊铺的同时需要使用振动压路机将其夯实;④对于运料车,一般不允许在已经完成摊铺且张紧定位完成的格网上进行行驶,否则将使格网出现严重的推移,造成损坏,对后续施工造成影响。
3结语
综上所述,路桥过渡段必须在施工和施工控制中予以特别对待,不仅要通过特殊的路基处理减小沉降差,而且还要根据具体的使用情况确定是否需要设置搭板,当确定设置搭板时,还应做好其板长、板厚、板宽、埋深等施工,而不搭板时,需采取铺设土工格网的方式来加强路基。
参考文献:
[1]解廷英.公路桥梁过渡段路基路面施工问题及控制对策[J].四川建材,2017(11):116-117.
[2]任立强.路桥工程过渡段施工技术及质量控制探讨[J].科学技术创新,2017(28):184-185.
[3]杨鹏飞.路桥工程过渡段施工技术要点及管理措施[J].科技创新与应用,2016(22):233.
[4]郭孟涛.浅谈路桥过渡段的施工技术及预防措施[J].科技与企业,2015(11):141-142.
作者:李志侠 单位:石家庄市交建高速公路建设管理有限公司平赞分公司