交通工程中道路与桥梁连接处的设计与施工研究
2021-03-31李克元广西交通职业技术学院讲师工程师
李克元 广西交通职业技术学院讲师,工程师
交通工程施工中,道路与桥梁连接处是整个工程施工的重点。针对该位置进行施工,施工方需要严格按照相关的标准进行施工,否则极易引发相关安全事故。在道路与桥梁连接处的安全事故中,出现最多的是桥头跳车事故,即车辆在连接处出现跳跃的现象,在一定程度上会对车辆的寿命产生严重的影响。要杜绝桥头跳车事件的发生,必须严格监管设计部门的设计工作和施工部门的施工过程。
1 道路与桥梁连接处的主要问题
道路与桥梁连接处最容易发生桥头跳车事件,造成行驶中的车辆突然减速,且车辆会出现跳跃现象,导致车辆的使用寿命缩短,还会对车内人员造成极大的伤害,同时道路与桥梁连接处也会受到一定的影响[1]。
2 道路与桥梁连接处发生问题的产生原因
2.1 道路与桥梁连接处的材料和地质问题
2.1.1 地基
道路与桥梁连接处施工时,桥梁所在位置下面一般都存在较高的地下水位。这种情况下,地基的土壤含水量一般都比较大。如果地基的质量出现了问题,含水量过高,会导致地基的抗剪强度逐渐降低。经过时间推移后,地基会逐渐出现下沉的情况。
2.1.2 台背填料
在选择台背材料时,考虑到工程的需要,一般会以透水性较好的材料为主。虽然使用这些材料进行施工在一定程度上满足了工程的需求,但由于这些材料透水性好,其孔隙度也更大,实际施工中无法对其进行较好的压实。一旦道路与桥面通行的车辆增多,路基会出现沉降的情况[2]。
2.2 道路与桥梁连接处的设计问题
2.2.1 设计观念过时
道路与桥梁连接处的设计中,当前我国大部分设计师都采用传统的设计理念,认为道路和桥梁是不同性质的两种建筑物,因此在进行设计的时候,把两者分开分别进行设计。但是这种把道路与桥梁完全分开进行设计的方式并没有充分考虑道路与桥梁在施工时的衔接关系,从而导致后期实际使用过程中容易引发相关的交通安全事故。
2.2.2 设计质量不合格
受到主客观因素的影响,在实际施工的过程中,有的项目方无法准确把握地质钻孔的数量,可能出现钻孔布置过少的情况。如果地质钻孔布置的数量不够,就会造成设计师拿到的有关软地基的数据与实际情况不符合,导致设计师后续的设计与实际不符,最终施工出现质量问题[3]。
2.2.3 回填原料选择不恰当
交通工程设计人员在进行建筑材料选择时,并没有充分考虑实际施工的相关要求,导致在材料的选择上出现问题。对于设计人员而言,应当对施工中所用到的建筑材料有充分的认识,并且能够在施工中根据需求选择最合适的材料。但目前有许多设计人员在选择回填材料时,更多的是依据理论知识,并没有从实际出发、结合项目的具体情况来分析,据此选择合适的回填材料,导致路基沉降的几率加大。
2.3 道路和桥梁连接处的施工问题
2.3.1 施工单位重视程度不高
施工单位在进行交通工程施工的时候经常存在一些不负责任的现象。在道路与桥梁交接处的材料进行回填后,许多施工单位并没有严格按照相关规定,针对这些回填后的道路与桥梁连接处的材料进行二次加固与压实,导致连接处存在不稳固的现象,容易造成道路沉降的现象发生[4]。
2.3.2 施工控制不严格
公路桥梁建设过程中,在工期较短的情况下,如果施工现场没有合适的压实机进行压实施工,则压实度无法达到标准。有些施工方为了赶工期,并不会注意在压实的过程中,道路内部是否有存在空洞。他们认为只要实施了压实步骤就没有问题,这会导致后期在使用过程中存在安全隐患。
3 道路和桥梁连接处问题的控制措施
3.1 道路和桥梁连接处的设计控制
3.1.1 严格控制道路和桥梁连接处沉降度
根据国家颁布的相关规定,道路和桥梁连接处的最大沉降度应当不超过10 cm。施工方需要留出3 个月的时间,进行持续性的观察,确保每个月的沉降量不能大于6 mm,只有这样才能继续开展路面施工工作。
3.1.2 合理设置缓和过渡段
在实际施工过程中,施工方应当高度关注缓和段之间过渡部分的处理,需要关注段与段之间的沉降情况,尽可能减小沉降差异。实际施工中不难发现,道路的结构与桥梁的结构并非完全一样,桥梁施工中大多使用刚度混凝土结构,而路面则是软土地基,两者的强度存在较大的差别。如果不在道路和桥梁之间设置过渡段,会导致连接处在实际使用过程中存在一定的安全隐患。
3.1.3 土工格栅设计
道路与桥梁施工应当充分重视土工格栅设计。土工格栅是一种典型的建筑材料,能够有效地抑制土体的侧向变形,从而防止路基前方的侧向位移。而且,土工格栅具有良好的弹性,能够承受路面来往车辆的反复荷载力,从而进一步强化土体,使其不易发生变形。因此,在道路和桥梁连接处使用土工格栅设计,能够有效地对过渡段进行控制,保护其不会均匀沉降。在施工中,土工格栅的间距安排以及长度一定要按照相关的规定进行设置。
3.1.4 搭板专项设计
道路与桥梁连接处不均匀沉降的控制方案经常会使用搭板,对实际情况分析发现,在施工过程中,即使有些施工方设置了搭板,也不能有效地控制连接处的沉降现象发生,其原因是在设计的时候,设计人员并没有根据实际情况对搭板进行严格的设计。因此在采用这种方案时,设计人员一定要进行实地勘查,根据实际情况来进行设计。
3.2 道路和桥梁连接处的施工控制
3.2.1 选择合适的填料
在进行填料的过程中,项目方要有严格的监管,确保施工人员不会使用树根和生活垃圾掺杂到填料中一起进行填充,以此节约成本。此外,在选择填料时,可以选择一些较为轻质的填料,比如聚苯乙烯泡沫塑料。这种材料具有强大的承载能力,能够满足土体结构的自重,并且能够承受车辆反复荷载的强度要求。
3.2.2 地基处理
在交通工程项目中,软土地基的沉降是道路与桥梁连接处容易出现问题的主要原因。对道路的软土地基处理时,可以采用排水固结法和复合地基法,这两种方法各有利弊。排水固结法的整个施工成本更低,但是在建设完以后,仍有可能出现沉降的情况。使用复合地基法则需要耗费较高的成本,但这种方法能够在短时间内有效地使软弱地基变得稳定。因此,在施工费用较为充足的情况下,尽可能选择复合地基法,有效保证工程的质量。
3.2.3 台背换填
在进行台背填筑时,需要选择具有较强压实、排水性能好的沙粒以及碎石等材料,并且在填筑时需要使用压路机进行压实。在进行台背回填时,考虑到地基沉降问题,台背的回填方式还需要进行相应的优化,从而改善桥台与路堤的沉降差。基于刚柔过渡的原理,可以选取灰土和水泥改良土来实施台背的回填工作,从而保证地基的沉降问题能够得到改善。
3.2.4 紧密复合道路地基
在进行路基填土时,可以使用紧密复合地基的方式。这种方法首先在路基填筑后进行打洞,通过压实来不断提升路基的密实度。在压实的过程中,施工人员应当严格按照规定选择合适的压实机进行压实,且需要时刻检查压实的效果,防止出现压实不到位的情况。压实工程结束后,选取相关的材料来填洞,再进行压实时,可以采用振动压实制桩。随着路基向桥台不断靠近,可采用延长桩长的方式来实现道路与桥梁连接处的刚柔转换。
3.2.5 设置柔性桥台
柔性桥台和加筋土挡墙类似,设置柔性桥台结构,能够有效地降低桥台的刚度,从而降低桥台与路基之间的刚度差异。这种方式能够有效地消除道路的密集突变,防止桥头跳车的情况发生。但是柔性桥台施工难度较大,因此在实际的施工过程中,需要由专业的施工人员进行施工。
4 结语
有效减少道路与桥梁连接处出现的不均匀沉降情况,需要对整个工程建设进行系统和科学的管理,应当有专门的监管部门对施工进行严格的监管。进场的所有材料都要一一进行复检,检查材料的质量是否过关,确保其符合相关规定。在实际施工的过程中,道路与桥梁连接处是需要重点监管的地方,应当严格监管施工过程,并且做好相关记录,在施工时进行随机抽查,检查施工质量是否存在问题。在工程结束以后,还需要再次进行检查,确认道路与桥梁连接处的施工质量。