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    桥梁桥头过渡段路基路面设计要点分析论文

    时间:2020-01-18 05:05:18 来源:早教700网 本文已影响 早教700网手机站

      摘要:基于桥梁桥头过渡段的重要作用,对桥头过渡段的结构组成及设计原则进行了简要介绍,针对桥头过渡段的路基路面设计的要点问题进行分析,以期为桥梁桥头设计提供参考。

      关键词:桥梁,桥头过渡段,路基,路面

      0引言

      桥梁桥头过渡段是桥梁与道路衔接的重要之处,是路况变化并影响行车的节点,如果处理不好,十分容易出现跳车现象,为保证行车安全,提高行车舒适度,提高桥头过渡段路基路面的设计水平是很有必要的。桥梁是整个道路路线设计中常见的构造物,在工程设计中占据着重要地位,而桥梁的桥头过渡段是连接桥梁和道路两种不同的设计体系的关键节点,对于保证桥梁与道路完美结合起着重要的作用。

      1桥梁桥头过渡段研究概述

      实现路与桥相接的“刚柔过度”是解决问题的关键,通过国内外专家学者的不懈研究,对于解决桥头过渡段跳车的问题已经探讨出了一些思路和方法。其中一种方法是在桥台的台背回填范围内,回填物质的材料是变刚性材料,能够很好的适应道路与桥梁两种不同刚度的过渡,但是此种方法实现难度较大。还有一种常见的方法,应用某种材料,其性质兼顾路基土与台背回填土,并且采用桥台附近远薄近厚的回填方式实现过渡。另外,为了能够使两种结构实现抗变形能力上的过渡,设计中路面下的结构形式由“对接”改为“搭接”,例如设置桥头搭板,增加桥头处的路面结构强度。

      2桥头过渡段的结构组成

      桥头过渡段即是桥梁与道路衔接的过渡部分,自下而上的结构组成为土基部分,垫层部分,底基层部分,基层部分,桥头搭板以及面层部分。坚固的基础是保证上层建筑稳固的重要因素,土基也是一样的,必须紧密坚实,那么在设计中对于影响土基稳定性的因素要加以处理,比如水对土基的危害。设计中要采用有效的防、排水措施,对地表水拦截,地下水引导以保证土基安全稳固。另外,土基回填材料的性能要做好筛选,干湿情况是影响压实度的最直接,亦是最关键的因素,对于压实度的控制要做到严格要求,同时与上层的密实度实现统一。垫层不是桥头路基过渡段必须设置的结构层,但是对于处理位于地下水位过高时的路基有着良好的效果。一般采用砂砾、碎石、粗砂以及矿渣等孔利率较大的材料作为垫层的铺筑材料,其原因就是材料的透水性较好,能够及时排除地下滞留的自由水,以保证路基的干燥以及良好的结构性能。底基层与基层同属于基层部分,是主要的受力结构层,因此要求其具备足够的强度和稳定性,以及抗冲刷能力,如果是在冰冻地区还应有足够的抗冻性。桥头搭板位于桥梁与道路路面的连接处,搭板的设置与否以及设置形式根据公路等级和相关要求等视情况确定。当有搭板时,其几何尺寸以及埋置深度、搭接形式、是否配筋或加设枕梁等设计均应贴合实际,做出最适合的设计成果。搭板以下部位要做好路基处理,通常加强层厚度不小于2m,范围超过搭板长度至少1m,材料与基层相同。通过大量的试验和实际施工证明,桥台回填处理时的加固程度对于桥头跳车有所影响,因此通常其压实度要超过95%,才能最大限度的减小桥头跳车情况。对于面层,没有特殊之处,主要也是使道路更加平顺,并且承受车辆磨耗,设计中采用与正常道路相同的结构设计。另外,桥头引道的路基与路面设计也是值得注意的环节,做好相应处理能够在一定程度上规避路基沉陷,避免跳车。

      3桥梁桥头过渡段呈现不均匀沉降的原因

      3.1回填材料压实度不足

      引起桥头过渡段不均匀沉降最常见的原因就是台背回填材料压实不足,施工单位为赶工期,缩减成本或者为跳过检测的繁琐步骤,对路基的压实度未满足要求即进入下一道工序,为桥头过渡段留下隐患。

      3.2病害路基未做处理

      当桥头过渡段地基存在病害时未及时作出正确的处理,直接铺筑造成后期的明显沉降。当有软土地基时,如果处理不当,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,这是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。

      3.3过渡段结构设计存在缺陷

      设计勘察与地质勘探过程中钻探点过少或钻进深度不足,导致误判地基类型或对于软土地基的深度和范围探测错误等等均会致使采取的处理方法欠妥,影响设计结果。桥头过渡段中采用桥头搭板的形式来实现刚柔过渡的情况屡见不鲜,但是在设置搭板厚时并未减轻跳车现象、搭板出现断板等情况也时有发生,究其原因设计的缺陷对此影响较大。通常情况下的搭板长度为6m~8m,若过渡段为高填方路堤,相对沉降量大,搭板长度不足则失去了其应有的作用,仍然会产生跳车现象。搭板设计过程中遗漏台后路基沉降因素,造成设计的搭板强度未满足要求,出现断板,引起桥头线形突变,诱发车辆跳车现象。

      4桥梁桥头过渡段结构设计

      4.1变形控制

      桥头过渡段的变形控制十分关键,需要注意两项原则,首先是根据相关设计规范要求,桥头过渡段的工后最大沉降的允许范围为10cm,当满足沉降曲线换算的工后沉降量低于容许值,同时在2个月~3个月的观测期内,平均沉降不超过6mm,方可进行后续施工工作。其次是当路面局部纵坡达到0.5%时,车辆行驶会产生晃动或摇动现象,所以,通过分析不均匀沉降值对路面结构附加应力的影响,建议路桥过渡段的沉降差值控制标准以5cm为宜,路桥之间形成的沉降坡差以不大于0.4%为标准。

      4.2缓和过渡段的设置

      根据规范要求以及实际经验所得,为降低桥梁与道路的差异沉降,缓和过渡段的设置也是设计中应当注意的部分。从道路到桥梁的结构形式跨越很大,刚度变化也很明显,当遇到软土地地基时,需要设置一定的强度过渡段,对应的地上路基也应如此。为保证路基强度能够充分过渡,相关设计规定要求在刚柔过渡过程中应用不同级配的填料铺筑50m强度渐变的段落,如因条件限制,设置的过渡段无法达到规定长度,也应不小于30m。若不是软土地基的情况,并且沉降要求如上文中以5cm为标准,那么过渡段的长度还应大于13m。

      4.3地基、路基条件

      土工合成材料的加筋路基产生作用的前提是地基具有足够的承载力,而不是依靠材料来提供承载力,所以桥头路基处理的关键还是在于地基的处理,坚实的地基才是防止沉降的根本所在,合成材料以及系列的加筋措施只是锦上添花,因此,桥梁桥头过渡段应确保工后沉降不大于10cm,沉降差小于5cm,沉降坡差不大于0.4%。

      4.4桥梁桥头过渡段的结构型式

      4.4.1加铺土工格栅

      桥头过渡段填土路堤加铺土工格栅能够起到以下几个方面的作用:1)土工格栅很大程度上提高了土体的抗剪强度,同时能够有效的防止土体侧向变形,增强整体稳定性。2)加铺土工格栅能够减小路基沉降,当土工格栅与路基土结合产生的摩擦力能够台背填土的垂直应力,提高路基承载力。3)加入土工格栅使得土体具有一定的弹性,在荷载作用下的累积变形很小,因此是桥头过渡段的常用结构形式,其各项设计要素,如设置间距和长度等按照相关规范确定。

      4.4.2搭板设计

      虽然桥头搭板的设计模式不是完全统一的,但其一般的设计原则是有迹可循的,一般情况下的搭板长度为6m~8m,具体原则为:当路基发生沉降后,其允许倾斜角度在1/200~1/300内,其长度超过台背无法压实的土体,结合受力状态,按照规范提供的相关计算方法,计算出搭板长度。

      5结语

      基础设施建设在我国发展中的地位不可动摇,桥梁工程在其中也是起到举足轻重的作用,桥梁结构的安全牵扯甚广,必须基于足够的重视,虽然桥头过渡段在路桥工程中占据很小的部分,但是如果设计出现问题,造成的后果也是很严重的。为此,相关设计人员提升自身业务水平,提供高质量的设计成果,才能让行业的发展越来越好。

      参考文献:

      [1]王利国.路桥工程中桥头过渡段防沉降设计的优化[J].科技经济导刊,2017(14):54.

      [2]陈超.桥头两侧过渡段路基路面设计及施工技术的研究[J].建筑知识,2017,37(1):51.

      [3]秦晓原,毕仲微.软土地区桥头路基过渡段变刚度设计方法研究[J].建设科技,2015(21):85-87.

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