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防止桥台跳车的新型技术研究与处理

2018-06-29潘易鑫

科技创新与应用 2018年19期
关键词:高速公路

潘易鑫

摘 要:高速公路的桥台跳车现象可以说是逢桥必有,防止桥台跳车一直是建设、设计等施工单位的重要研究课题。文章主要以桥台跳车的原因为切入点,探讨防止桥台跳车的新型技术处理方法,以供参考。

关键词:高速公路;桥台跳车;新型技术

中图分类号:U443.21 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)19-0159-02

Abstract: The phenomenon of abutment jumping in expressway can be said to exist in every bridge. Preventing abutment jumping has been an important research topic for construction and design. Based on the reasons of abutment jumping, this paper discusses the new technical treatment method to prevent abutment from jumping.

Keywords: expressway; abutment jumping; new technology

随着社会经济的高速发展,我国高速等级公路也得到了快速发展,而桥台跳车现象屡屡频出,严重影响到高速公路交通安全,不利于行车舒适性,在一定程度上不利于车辆的安全行驶速度,阻碍了道路的通行顺畅,不利于高速公路社会经济效益的发展。究其原因,桥台跳车的根本原因在于桥面过渡阶段的路基面造成的。针对这一现象,本文分析了路基不稳而导致桥台跳车的原因并提出相应的解决措施,对构建和谐稳定的道路交通环境尤为重要。

1 桥台跳车的产生原因

桥台跳车主要分为有塔板上下桥跳车和无塔板上下桥跳车。结合现状来看,桥台跳车不仅会影响到车速,还会加大耗油量,对乘客的乘车安全带来不适,最关键的是极有可能引发交通事故,对桥梁安全和质量有影响[1]。所以,以下对桥台跳车的成因进行了分析。

1.1 填筑质量不达标

高速公路在后台路基施工当中,由于没有严格要求其填筑质量和达标设计的填方压实度,导致车辆在行驶过程中,重力负荷高速路段,使得路基面的土颗粒挤出水分,使得填方路基由疏松变密实,从此产生路基下沉的现象。

1.2 护坡椎体流失

由涂料堆积而成的桥台椎体,外部有高达30cm的护坡,当遇到猛烈的洪水冲击后,护坡被冲刷,椎体逐渐流失,导致后台路基因为失去支撑力而不断向前移,出现路面下沉的现象,从而致使跳台产生[2]。

1.3 路基厚度及压实度不达标

在桥台施工过程中,如遇到路基没有按要求达到实际情况的厚度和压实度都会造成路基下沉;另外,当遇到施工时期没有雨季的时候,又会导致地基或下卧层出现不同的湿陷性,导致路基不稳定。这些原因都是造成后期桥台跳车的隐患。因此,在桥梁与高速公路连接的设计一定要采取相应的措施做处理,以防桥台跳车造成的不必要的损失。

2 防止桥台跳车的新型技术研究

我们都知道,处理桥台跳车的常规方法主要有粉体喷射搅拌法、设置桥头搭板法等,这些办法虽然能够在一定程度上有效的缓解桥台跳车的程度并消除桥台跳车的现象,但是很多桥台跳车还需要根据实际情况分析其跳车原因,然后采取相对应的措施进行处理,因此不断研究新型技术处理桥台跳车很有必要。以下对此作了详细介绍,以供参考。

根据以往的大量研究可以总结出,出现桥台跳车的根本原因在于路基实度不够。主要是因为桥头路基的实施工程要晚于正常路基实施时间;同时桥头施工地相对较小,导致大型机械施展不开,从而加大了桥头路基施工的难度,导致施工压实度达不到理想要求。但是,我們可以采取目前交通建设中广泛使用的砂桩处理新型技术,对桥头的路基建设进行处理,从而使得桥头路基的压实度达到合格标准,防止桥台跳车现象的出现。

2.1 采用砂桩处理桥台跳车的原理分析

利用砂桩和桩间土的合力共同载重外部的重力或者是压力,这样所形成的复合地基是在原有路基的基础上经过处理后而形成的高强度、高坚硬度的路基,包括置换图层、土体得到增强、给原有地基加钢筋材料等,由此极大的加大了砂桩复合地基的承载力和稳定性。其中当量压缩模量是表征复合地基的主要特性,其主要构成部分的两种材料的压缩模量按等效应变而推出,可得:

Ec=mE-(1-m)Es[3]

式中:m-置换率;Ep、Ec、Es-分别为桩体,复合地基,土体的当量压缩模量。

由此,天然路基由于土质层较软,充分利用砂桩儿形成的复合地基具有较强的承受力。另一方面,这种复合地基也存在一定的缺陷,由于复合地基在受力过程中形式复杂,桩土的模量比与桩土的应力比不尽相同,所以在计算砂桩的设计时,应该结合实际情况,综合考虑复合地基的共性和异性之处。

2.2 采用粗粒级配材料的填筑方法

桥台与正常路基有不同之处,因此桥台在选用填料时应该结合不同桥台的实际情况,选用摩擦角大,压实度高,强度大,透水性好的优质碎石,砂砾石等进行填筑。在填筑桥台的过程当中综合考虑靠近桥台背面狭小空间的填料压实质量,选用质量好的填料压实可以相应的减少台背的变形压缩力,从而对桥台的结构有一定的巩固作用。

2.3 利用轻质材料实施路堤建设

轻质材料的铺设一方面可以减轻路基的自重,对降低地基的承受能力有一定的作用;另一方面,可以相对减少因沉降而造成的安全威胁。其中用于路堤建设的轻质材料有粉碳灰等。目前沿海发达城市开始实验推广新型轻质材料的运用,即泡沫聚苯乙烯块。泡沫聚苯乙烯块密度仅为30kg/m3,密度极小,抗压强度大,且耐水性能好[4]。采用泡沫聚苯乙烯块可以大大减轻桥头路堤的重力;另外,它还具有清洁/施工方便的优点,不像传统材料污染环境,对于缩短施工时间很有帮助。但它同样具有缺点,就是在遇到汽油或者是柴油的作用下有溶解现象的发生,所以对其有必要采取特殊的保护措施。可以通过浇筑钢筋混凝土的方式,减少其化学腐蚀;或者在泡沫聚苯乙烯块的两侧设置包土,可以减少紫外线等的直接影响。

2.4 利用天然沙砾填筑后台路基

天然砂砾具有强度高,透水性好的特性,同时它的稳定性较强,因此以天然砂砾作为后台填筑的材料再合适不过了。在填筑后台路基的施工过程当中,采用分层填筑,注水,压实的方法,将天然砂砾紧密的压实在路基,以此来保证“水撼砂”的密实度,必要时可以采用插入式的方法捣土,设置适量的排水孔进行排水和渗水,从而保证后台路基的强度[5]。

2.5 采用注浆的方式稳固路基

在注浆之前,首先准备好注浆设备和配置好的水泥浆液,利用注浆管奖水泥浆液注射到台背路基进行填土。由此,浆液在管道的压力作用下渗入到孔隙当中,与天然土层之间发生固化反应,从而加强台背填土的密实度,消除路基沉降现象。同时,注浆压力和水泥浆液的密度是影响注浆质量的主要因素。不同的填料和形态的台背路基需要采用的注浆压力也需不同,根据实际情况分配不同的注浆压力,对保证注浆的最佳效果有一定的保障作用。而需要用到的注浆液主要以水泥为主,因此在施工当中应当根据需要配制一定比例的粉煤灰,并加入一定量的速凝剂等,保证注浆效果,从而保证路基加固的效果。

2.6 适当利用加筋土加固路基

在桥台过度阶段的路堤进行填土时,有必要埋设一定量的拉筋,造就加筋路基的结果,以此来加固桥台的路基稳定。加筋土技能提高路基的坚韧度,又能增加路基的强度,从而可以大大减少路基变形的可能性。在加筋土的施工过程当中,应当根据提前设计好的过渡段长度来调整和事的间距和位置,缓慢形成平整的路桥过渡段,从而形成路桥连接处平顺的路基状态。

2.7 布置土层格栅加固台背

土工格栅用于加固路基的方法早在20世纪80年代就开始盛行。因为土工格栅具备高强度和变形大的特性,当用于加固路基的过程中,可以利用其特性有效的降低土体受压力而产生的压缩变形,减少变形累计,从而达到缩小桥头沉降的目的[6]。

2.8 利用深层化学灌浆法增加密实度

当路桥台背出现下沉后,为了防止情况继续恶化必须对其进行修复,这时采用化学灌浆的方法可以有效的增加密实度。将配制好的水泥浆液加入适量的化学溶剂,这时形成的浆液再利用专门的注浆设备进行压浆灌入到需要处理的部位,从而产生化学反应,加固下沉部位,并起到防渗漏的作用。随着浆液的不断渗入,土体也会随着变得压实。由于浆液在压力的作用下产生辐射状上抬力,导致部分地层隆起,可以由此不断调整隆起的幅度而使得路基回升到设计的平整部位。通过这样的处理方式,可以彻底加固桥路的过渡路基,同时对路基继续下沉起到了及时的帮助作用,使得已经下车的路面和桥头重新平整,从而减少和消除了桥头跳车的振动。

3 结束语

桥台跳车现象逢桥必有,因此本文主要针对路桥过渡段防止桥台跳车的方法进行了简要分析,并探讨了新型处理技术,其中很多方法仍然还在试验阶段。综上所述,要想防止桥台跳车的频繁发生,必须在桥台施工过程中做好预防工作,通过增加后台路基的牢固度和设置适量的加筋土等具体方法解决路桥过渡跳车的问题,将有利于构建和谐稳定的公路交通机制,造福于人们。

参考文献:

[1]李强.浅析公路桥头及桥梁伸缩缝处跳车的防治措施[J].工程技术:引文版,2016(5):00110-00111.

[2]李莹.浅谈温州地区常见桥台后软基处理工艺的比较和应用[J].工程技术:全文版,2017(2):00006.

[3]司癸卯,赵建成,邵现田,等.桥台涵背特殊位置路基快速液压夯实技术[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(9):89-92.

[4]周孔.PHC管桩在临港新城市政道路桥台后高填土路基处理中的应用[J].城市道桥与防洪,2017(6):78-80.

[5]陈玉留,薛伟.刚柔过渡型处理措施预防桥涵台背跳车病害研究[J].科技资讯,2016,14(24):45-46.

[6]唐昌意.联合处理方法在桥头深厚软基处理设计中的应用[J].建筑设计管理,2017(5):104-105.

[7]杨世亮.高速公路橋头跳车的成因及防治[J].科技创新与应用,2012(13):150.

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