关于公路与桥梁连接处的设计探讨
2014-10-21沈溢睿1沈寅忠2
沈溢睿1 沈寅忠2
湖州交通规划设计院 浙江湖州 313000
摘要:随着交通事故的逐年增加,对于交通线路在修建时的重视度也越来越高。尤其是在道路和桥梁的连接处,由于设计不合理,常常会出现“跳车”现象,致使交通事故频发,严重影响了人们的生命和财产的安全。本文将重点论述公路和桥梁连接处的设计问题,以供参考。
关键词:公路;桥梁;连接处;设计
“桥头跳车”主要是由于公路路基沉降和桥头路基沉降不一致,导致两者之间存在较大落差,从而导致汽车通过时出现颠簸,如果颠簸太严重就极易导致交通事故。要控制桥头沉降,要在设计之前对公路和桥梁交接部分的地质情况进行详细勘察,根据勘察结果确定连接处的施工工艺、建筑材料等,从而有效地提高桥梁和公路路基的稳定性,确保公路和桥头之间的沉降差在合理的范围内。
1.桥头跳车的原因分析
道路与桥梁的过渡段是工程问题频发的关键部位,常出现不均匀沉降的问题,俗称“跳车”现象,其根本原因就是桥台面比较硬,呈刚性,时间一长,沉降的速度将小于路面的沉降,这就导致路桥跳车限行。本文通过研究,总结出造成路桥跳车现象的原因有以下几点:(1)就是地基出现沉降现象。我们知道,道路桥梁段的地下水位要普遍高于普通路面地下水位,所以,桥梁地基处的地下含水量较多,且细沙较多,空隙较大,所以,在长时间外力的作用下就很容易造成基底沉降。(2)就是填充材料的压实功较低。我们知道,在选择填充材料时,有关工作人员会选择一些透水性较好的材料,而往往这些透水性较好的材料在填充时,产生的缝隙会比较大,由于工作面较小,因此就不能够很好的进行压实,这就导致台背部分在长时间使用过程中出现沉降。(3)就是普通路面和桥梁路面的硬度、刚度不尽相同,我们知道,普通路面的路基柔韧性比较好,而桥梁路面的基础刚性比较好,所以,就在这刚性和柔韧性不同的地方,很容易出现较大的差异,如路面大幅度沉降,桥梁和路面出现小幅度沉降的差异。(4)就是施工过程中的设计不够完善。即在道路桥梁施工前,没有做好充分的勘测、调研,如对地质环境的勘测、地质结构的勘测,土壤成分的化验等,这就很容易在施工后导致整体下沉。
2针对桥头跳车问题的设计对策
(1)当前中国公路与桥梁连接处的设计标准。资料显示,当桥梁沉降和公路沉降相差1.5cm时,就会出现“桥头跳车”现象。因而在实际设计时必须考虑到这一点,确保桥梁在其使用寿命之内不产生这一现象。根据公路沉降原则,高速公路、一级公路路基和桥台之间的高度差不超过10cm,一般公路则要求控制在30cm之内。但是对桥梁实际使用中的沉降情况并未有相关的研究统计,实际施工中只能尽量对地基进行牢固加工,以减少沉降。尤其是对于软土地基和桥台,要适当加强填充原料的选择,对其进行加固处理。
(2)避免连接处因不均匀沉降而导致跳车现象。由于在实际使用运营过程中公路和桥梁都会由于其不断变化着的负荷而导致地基产生适当的沉降,且在施工时无法保证任何路面地基的牢固度是相同的,也无法保证任何路段路基的载荷都一样,故在其整個交通运输路段中总是会出现一定的不均匀沉降现象。这一不均匀沉降无法确定,因而施工中也很难预防。在施工之前,施工人员必须对公路与桥梁连接处的各个路段的土样进行取样分析,并对其周围环境进行相关分析,从各个阶段的填土材料、填方高度等方面进行综合考虑来进行设计和施工。在处理公路与桥梁连接处的过程中,必须对桥台的基础部分进行加固处理,从而避免在公路和桥梁连接处出现不均匀沉降。
(3)避免连接处因排水不畅或土料流失而导致跳车现象。要加强对公路和桥梁中排水设施的管理,一是避免雨季过多的雨水累积在公路和桥梁连接处,导致交通出行不便;二是避免雨水沿着桥梁和公路交接处的微小缝隙渗漏进桥台的填充层,软化填充层的填充料,从而降低填充层的负载强度,导致填充层受到的负荷过大被挤压变形,形成桥台沉降。设计人员必须加强对桥梁和公路连接处排水设施的设计,确保不会由于排水设施故障而导致填充料流失,出现大幅度的桥台沉降而导致跳车现象。
3公路与桥梁连接处路基设计要点
公路与桥梁连接处路基设计,目前采用较为广泛的设计主要有在道路和桥梁连接处设置搭板、改变台背的回填方式以及采用过渡方式来加固道路路基等几种方式。
(1)搭板设置方法。针对连接处出现的“跳车”现象,采用搭板设置是较为科学的,这样可以使柔性路堤产生比较大的沉降,然后逐步的过渡到刚性的桥台上,从而可以避免连接处突然“跳车”现象的发生。另外搭板施工方法施工程序简单、容易操作,且经济费用小,因此应用比较广泛。
(2)台背回填方式。它的设计主要是根据道路与桥梁连接处的基本概况以及桥梁桩基的地质情况来进行的。一般情况下,主要选用强度高、透水性好、压实快、摩擦角大以及可压缩性小的填料,例如砾石、岩渣、砂砾等,而且填料级别的配比要适当。同时在设计时设计师必须根据当地的气候条件和地质条件合理的选择回填材料,它能够有效地减少路面沉降的速率和幅度。另外,可以在路基上补加水泥稳定层,提高路堤的刚度,同时在道路与桥梁的衔接处设置一段的斜坡,从而减少刚柔突变与竖向变形.它可以降低路面与桥台的错台高度,避免或减少连接处“跳车”现象的发生。当然,解决桥梁与路面连接之处的跳车现象的方法比较多,设计人员需要通过对比分析,选择与当地施工性质相互匹配的方法,同时还要考虑该方法的经济因素与社会因素,以便确保其具有可行性和操作性。
4路桥过渡段的结构设计注意事项
4.1合理的设置缓和过渡段
在处理软土地基的时候,一定要根据各段实际的强度要求合理的设置路桥过渡段和地面路堤的强度。按照有关规范的规定,刚性桥台和柔性路堤两者之间一定要增加50m的缓冲段,与此同时,还要使用级配比较好的填料来保障路堤的强度。如果桥头引道无软土地基,与此同时其差异沉降能够控制在5cm之内,沉降坡差能够控制在0.4%之内,这时的缓冲段长度可在15ra左右。
4.2对变形进行控制
如果有必要对路桥过渡段实施变形控制,就一定要严格控制路基在施工后的沉降量与此同时还要改变路桥交界处的沉降模式。按照我国相关的规范规定,路桥连接处施工完成后的最大沉降量不得超过10cm,当路面的部分纵坡大于0.5% 时,车辆在路面行驶的时候就会出现明显的晃动现象,所以建议在设计阶段就要把沉降差值尽可能的控制在5cm以内,路面沉降坡差不能超过0.4%。
4.3桥头跳车的修复设计
在实际的施工过程中,经常会遇到已经存在跳车的路桥的修复问题,修复施工虽然不同于初次施工,可以对路桥的整体设计进行修改,但是修复设计仍然对以后的路桥沉降问题有着非常重要的影响,因此有关部门应该加强对修复施工的设计方案的关注,已达到最佳的修复效果。一般来说,目前路桥修复工程中最常见的修复技术为混凝土注浆加固台背填土技术,这种方式不仅操作简便,还能够有效的加强路基和桥基处的地基承载力。
5结语
现阶段还普遍存在着因为在设计或者施工过程中的失误导致路桥过渡段出现沉降,造成桥头跳车问题,严重时就会诱发严重的交通事故。所以,在路桥过渡段进行设计的时,我们一定要结合实际情况,运用科学有效的设计方案,降低过渡段沉降发生的概率,促进国内路桥建设的综合发展。
参考文献:
[1]张立国.道路与桥梁连接处的处理[J].西安建筑科技,2008(11).
[2]方敏.现代道路、桥梁连接处的设计与施工[J].建筑科技,2010(09).