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前言:橋頭跳車是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺(tái)階引起車輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。車輛通過(guò)橋頭時(shí)騰空產(chǎn)生的跳動(dòng)和沖擊,又造成對(duì)橋梁和道路的附加荷載,加速了橋頭搭板,支座及伸縮縫的損壞,同時(shí)也加劇了車輛機(jī)件的磨損,降低其使用壽命,另外,跳車時(shí)車輛顛簸,引起駕駛員和乘客身體和心理不適,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響駕駛員的正常操作,造成行車事故。可見橋頭跳車之危害,須嚴(yán)加治理。
1.公路橋頭跳車的起因分析
1.1 橋臺(tái)沉降
不均勻沉降正是因?yàn)闃蚺_(tái)基本不沉降而臺(tái)背填土路堤存在較大沉降引起的。橋臺(tái)是剛性構(gòu)筑物,其下部一般都有樁基礎(chǔ),因而橋臺(tái)的變形和沉降非常小;路堤和地基是柔性的,在荷載作用下都有較大的塑性變形,所以橋頭路堤的沉降比橋臺(tái)要大,造成了兩者的沉降差異。
1.2 橋臺(tái)基礎(chǔ)的沉降
橋臺(tái)基礎(chǔ)處理較好,一般認(rèn)為沉降已經(jīng)完成,相對(duì)于路基而言,沉降可視為零。
1.3 路堤下天然地基的沉降
地基的沉陷是指原天然地面有軟土、泥沼或不密實(shí)的松土存在,這些土具有天然含水率高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、滲透系數(shù)小的特點(diǎn),承載能力極低。路基修筑前未經(jīng)處理或處理不當(dāng),在路基營(yíng)運(yùn)荷載的自重作用下,地基下沉或向兩側(cè)擠出,引起路基下陷。
1.4 路堤填土的沉降
影響路堤填土壓實(shí)效果的主要因素有含水量、土質(zhì)、壓實(shí)功能。臺(tái)背的填筑在設(shè)計(jì)上要求是透水性好的材料,由于受到當(dāng)?shù)貤l件的限制,施工單位選擇的材料不當(dāng),再加上施工時(shí)受作業(yè)面的影響,尤其是對(duì)于肋式橋臺(tái)、U型橋臺(tái)等受尺寸的限制,施工機(jī)具不能靠近臺(tái)背,這樣,有的地方就出現(xiàn)了死角,不能碾壓。在車輛荷載的重復(fù)作用下和自身的重力作用下,產(chǎn)生了壓縮沉降,由此產(chǎn)生了跳車。
1.5 排水不暢及填土流失
在橋涵與路堤的連接部位,由于存在施工接縫縫隙,雨雪水會(huì)沿縫隙滲透,下滲水對(duì)橋臺(tái)一般不產(chǎn)生破壞作用,但對(duì)土類填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化,降低強(qiáng)度,導(dǎo)致填方體變形。尤其是遇水會(huì)產(chǎn)生沉陷的濕陷性黃土,在外部車輛荷載沖擊作用下,必然造成橋頭路基沉陷。
1.6 伸縮縫破損
伸縮縫破損,也容易產(chǎn)生跳車,特別以瀝青填料類發(fā)生的居多。
2.橋頭跳車綜合防治技術(shù)
2.1 地基處治技術(shù)
2.1.1 換填法
將一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去,然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填,并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng),使之達(dá)到要求的密實(shí)度,成為良好的人工地基。
2.1.2 排水固結(jié)法
對(duì)于飽和和軟弱土層,通過(guò)布置豎向排水井(砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比減小,地基發(fā)生固結(jié)變形,地基土的強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。
2.1.3 水泥粉煤灰碎石樁
以一定配合比率的石屑、粉煤灰和少量的水泥加水拌和后制成的一種具有一定膠結(jié)強(qiáng)度的樁體。這種樁是一種低強(qiáng)度混凝土樁,由它組成的復(fù)合地基能夠較大幅度提高承載力。
2.2 路堤處治技術(shù)
2.2.1 施工工序的合理安排
合理安排施工工序和時(shí)間,設(shè)法盡早對(duì)路橋過(guò)渡段路堤進(jìn)行施工,保證有足夠的時(shí)間完成沉降。
2.2.2 強(qiáng)夯法處理臺(tái)背路堤
強(qiáng)夯法是將重型夯錘從一定高度自由落下,對(duì)土體產(chǎn)生巨大的沖擊能,沖擊能一方面有效地提高土體的密實(shí)度,另一方面使路基附近的橋臺(tái)等構(gòu)造物受到振動(dòng)沖擊力的作用,從而降低路堤的沉降。
2.2.3 土工格柵處治臺(tái)背填土
在填土中沿路線方向分層平鋪土工格柵,格柵層的一端固定于橋臺(tái),另一段與臺(tái)背連接,利用土工格柵變形的連續(xù)性及其高強(qiáng)度、高彈性、大變形特性,將車輛荷載及上部土體的自重荷載部分地傳遞到橋臺(tái),在臺(tái)背局部范圍內(nèi),分層阻止填料沿臺(tái)背沉降;與此同時(shí),通過(guò)格柵與土體的相互作用,改善局部荷載作用下土體內(nèi)部的受力狀態(tài),將荷載擴(kuò)散到一個(gè)較大的范圍內(nèi),從而達(dá)到減少外部荷載對(duì)土體的壓縮沉降,延長(zhǎng)沉降特征長(zhǎng)度,使臺(tái)背與填土交界部位的階梯狀沉降變?yōu)檫B續(xù)漸變沉降。
2.3 路面處治技術(shù)
2.3.1 設(shè)置橋頭搭板
合理選擇搭板的長(zhǎng)度,搭板的末端應(yīng)該設(shè)置在穩(wěn)定的路基上,即搭板至少應(yīng)該設(shè)置在欠壓實(shí)區(qū)與壓實(shí)區(qū)交界部位處。為了改善搭板末端的受力狀態(tài),在搭板末端宜設(shè)置枕梁,但枕梁的設(shè)置卻對(duì)于搭板的彎拉應(yīng)力帶來(lái)了不利影響。據(jù)研究,枕梁設(shè)置可使板底彎拉應(yīng)力增大約1/3,但卻增大了搭板斷裂的可能性。
2.3.2 采用過(guò)渡性路面
在橋與路基連接段,可先修筑過(guò)渡性路面,待橋梁主體完成,橋臺(tái)填土沉降穩(wěn)定后再重新修永久性路面。
2.4 排水措施的改進(jìn)技術(shù)研究
合理設(shè)置排水設(shè)施,從路基頂部向下依次設(shè)置透水層、隔離層和粘土層,粘土層和隔離層起隔水作用,防止?jié)B入路面內(nèi)的水進(jìn)一步下滲到路基內(nèi),從而影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。隔離層可以用油氈或其它防水材料直接鋪筑在粘土層上,然后在隔離層上鋪設(shè)2~5cm后的中砂,以免透水層材料直接與隔離層材料擠壓而損傷隔離層材料,鋪設(shè)隔離層之前最好在臺(tái)背處涂設(shè)一層瀝青,防止水沿臺(tái)背滲入下部。最后在隔離層上鋪設(shè)透水層,透水層可采用級(jí)配碎石填筑,厚度宜取20cm左右。盲溝可以采用大粒徑碎石,除了與透水層接觸處的進(jìn)水口設(shè)置土工織物反濾層之外,盲溝周圍均采用雙層隔水層,一則隔離水滲入正常路堤,另一則防止水繼續(xù)下滲。
結(jié)束語(yǔ):
橋頭跳車發(fā)生的原因較多,而根據(jù)工程實(shí)際,需采取的措施也具有多選性。只有設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和管理等各個(gè)單位共同努力,在實(shí)踐過(guò)程中不斷總結(jié),才能處理好這一工程病害。
參考文獻(xiàn):
[1]《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F10-2006)
[2]《公路工程基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)
[3]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)