从桥头跳车谈路桥设计构思的一体化
2016-10-19张海俊
张海俊
摘 要:随着我国经济的飞速发展,交通运输系统的不断完善,路桥建设项目也逐渐增加。但是公路桥梁在为经济发展提供基础保障的同时,桥头跳车问题所造成的危害也是不容忽视的。要解决这一问题既要对路桥施工进行质量控制,也要从路桥设计上寻找答案。文章从桥头跳车的问题入手,明确桥头跳车的危害,进而分析路桥设计一体化构思的原则,确保施工过程中一体化的效果而采取的措施,以及该设计构思在解决桥头跳车这一问题中的作用。
关键词:桥头跳车;原因;路桥施工;一体化构思
桥头跳车是车辆在路桥行驶中一种比较常见的现象,也是威胁车辆行驶安全的原因之一。国内外的路桥设计者一直都在寻找完美的解决之道,使公路与桥梁能进行完美衔接,而路桥设计一体化就是其中的一个解决方法,它将公路与桥梁纳入到统一的设计与施工体系中来,保证其平缓过渡和车辆行驶安全。
1 桥头跳车概述
1.1 桥头跳车含义
桥梁与道路在设计时,对路基和桥台在荷载作用下非弹性形变的速率不同这一问题未采取有效保证措施,所以在其衔接处通常会出现由于沉降不均匀而产生的错台。当车辆行驶至此,如果车速过快,就会产生颠簸,严重时甚至会跳起来,这就是所谓的“桥头跳车”。
1.2 桥头跳车的危害性
桥头跳车的危害性很大,对于车内人员而言,突然的大幅度颠簸,降低了人员乘车的舒适度。严重时,会使司机采用错误的应急操作进而引起交通事故。对于车辆运营成本而言,桥头跳车产生的瞬间应力给车辆轮胎悬挂等系统造成一定伤害,还有司机的突然刹车也会对轮胎造成损耗,从而增加车辆的运营成本。对于路桥质量而言,桥头跳车会对路面产生瞬间的负载,加剧了对桥台、支座的损害,使路面的沉降幅度加大,严重时甚至会出现裂缝、板底脱空等病害。因此,提高路桥设计的科学性,减少桥头跳车造成的各种危害已经成为路桥设计人员亟需解决的问题。
1.3 桥头跳车原因
桥头跳车产生的根本原因是桥台与路堤间的沉降幅度不同,从而产生了沉降差。而这一差异由于地质条件和建筑工艺的制约是不可能彻底消失的,而我们能做的就是仔细分析沉降差产生的各种原因,并有针对性地提出解决方案,尽可能地减少沉降差。引起桥头跳车的主要因素有:
1.3.1 桥头与路堤的地基处理不当。道路的路基一般采用填土夯实的方法进行处理,这样的处理方法受自然环境和重力作用的影响比较大。尤其是在地基为软土的情况下,会使地基的沉降更为明显,而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等,其沉降量很小。而桥台与路基在衔接过程中为了保证路面的平整度,二者的锥坡一般位于统一地基上。在这种情况下,如果路堤的填土处理方法不当,或者技术控制上不符合相关规范,路桥在投入使用后就会很容易产生“桥不沉而路沉”的现象,从而造成桥头跳车。
1.3.2 季节的影响。夏季多雨期,如果路面排水不畅会使水渗入路基中,从而造成路基的软化,以及水土流失,造成道路地基的下沉。除此之外有的地区道路地基填土工作是在夏季进行的,这时土壤中的含水量较大,而在进入春秋等干燥的季节,地基内水分蒸发,使地基下沉,从而造成桥头跳车。
2 路桥设计一体化构思的基本内容
解决桥头跳车问题的最好方法就是将路桥建设进行一体化设计,从路基和桥梁桩基入手,使路桥衔接处的地基的稳定性更好,从而减小路面沉降差。
2.1 指导思想
解决桥头跳车的根本思路就是通过对路基的设计与施工,减小路桥衔接处的沉降差。由于桥梁建设与公路建设对地勘的深度要求及针对不同地质采取的承载力保证措施不同,二者在地基设计时通常都是分开的,但是一体化设计的思想则是注重公路设计者与桥梁设计者的沟通,并通过测算得出桥梁桩基沉降的速率。而在公路建设者在进行公路地基设计与施工时尽量将二者的沉降速率保持在一个水平线上,这样就可以利用相同或相近的沉降速率有效地解决桥头跳车这一问题。
2.2 核心问题
路桥设计一体化构思需要解决的核心问题就是桥梁桩基与路基的沉降速率的计算。在计算过程中,技术人员可以采用等代墩基法、复合桩基沉降计算法等。在计算时要注意考虑桩身压缩、桩端刺入变形、土层压缩变形等问题,对于地形比较复杂,气候条件比较湿润的地区要充分考虑土壤结构、气候条件、水文条件以及各种常见的地质灾害等。
2.3 设计施工流程
设计人员的核心步骤之一是对一体化设计方案的动态设计。在方案施工中可以先根据桥梁桩基的建设材料以及路基的土质情况确定这两者在衔接处的沉降速率差。而在路基施工过程中,安排相关人员固定并加密路线主要控制桩,检查、核对纵横断面图,将不符的断面及时上报,对一体化设计方案施工进行动态设计,动态控制,准确放出开挖边线,并牢固设置明显的开挖标志。
在土方开挖施工中,施工人员可以根据路基开挖深度和纵横坡长度选择适当的开挖方式。挖方过程中应及时根据测设的边线桩及坡度确定边坡,并做好雨季的防水和排水工作。在填筑施工前,施工人员应严格按施工技术规范和设计要求,认真进行基底处理,并进行试验路段施工,将路基的沉降速率与桥台沉降速率控制在一定的范围内。
桥梁基础的施工要与公路施工紧密配合,以发挥一体化设计的优势。施工时,相关人员要清除桩基成孔区域的杂物,换除软土地基,并将回填的地基平整压实。同时在浅水、陡坡、淤泥中,采用筑岛搭设工作平台,而在深水区,插打临时桩搭设固定工作平台。针对不同的土质区域和坡度埋设钢护筒,以保证桥梁桩基的稳固程度。在开挖泥浆池时,施工人员应选择和备足良好的造浆粘土或膨润土,造浆量为桩基的混凝土体积的两倍,而泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。
在浇筑混凝土时,模板支撑要保证其强度满足施工要求,避免浇筑中产生模板坍塌的意外。浇筑过程中要随时观察模板变化,以防跑模;浇筑要根据气温情况进行拆模,拆模注意洒水养生,必要时加以覆盖,以保证质量要求。施工人员在桥梁桩基的施工过程中要严格按照一体化设计方案中规定的沉降标准进行建设,在设置沉降缝的道数、缝宽和位置时,应控制好路桥衔接处的施工技术。同时在接缝处加铺沥青坡璃纤维布或油毡等抗拉强度较高的卷材,做好防水工作,避免路面渗水对路基造成破坏。
3 结语
针对桥头跳车这一“顽疾”,路桥设计人员提出了具有前瞻性和实践性的一体化路桥设计构思。这一构思受到了国内外路桥设计人员的普遍关注,并逐渐应用于实践中,而通过对实践经验和理论论述的总结,路桥设计一体化的构思也越来越完善。
参考文献
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