路桥过渡段路基路面的结构设计论文_汤志如

路桥过渡段路基路面的结构设计论文_汤志如

广东中誉设计院有限公司

摘要:随着经济的发展,我国的交通事业得到了繁荣发展,近些年来,路桥工程项目的不断涌现,为经济的发展作出了很大的贡献。在路桥工程的建设中,路基路面的建设已经成为了影响交通的重要因素,因此要想保证交通的安全必须要对路基路面结构进行科学合理的设计。本文将通过对路桥过渡段的路基路面经常出现的问题进行叙述,进而对路基路面的设计进行深入的分析,探讨出最合理的结构设计,以期能够推动未来路桥的建设。

关键词:路桥过渡段;路面路基;结构设计

改革开放以来,交通在推动经济发展的过程中起着重要的作用,而且发挥的作用越来越大。因此路基路面结构设计的好坏不但影响了交通的安全,还影响了经济的发展。虽然科技的发展在很大程度上提高了路桥的质量,但是由于路桥工程比较复杂,所以在对路基路面结构的设计过程中还存在很多问题[1]。因此希望通过本文对其结构设计的分析,能够提醒设计者有效的避免这些问题,进而提高路桥的质量以满足社会的需要。

一、结构设计中易出现的问题

(一)桥头防护措施效果不佳

由于降水对道路有一定的冲刷与腐蚀作用,考虑到暴雨地区和沿海地区降水量大,危害程度更大的因素,因此要求设计人员对桥头引道的路堤边坡进行适当的防护。但是如果没有采取合理的措施,就很容易造成路桥排水和防水的效果达不到预期的目标,使得台背的填土流失,进而降低路桥路基的强度,导致桥头经常出现跳车的问题。

(二)对路桥过渡段结构的设计不合理

一般桥头引道出现问题,经常利用粗粒料进行填筑法、钢筋混凝土搭板法、加筋土法等进行处理,但是这些方法都不能完全避免桥头跳车的问题[2]。因此还需要对搭板设计的强度以及搭板的长度等进行严格的计算,但是在实际过程中这些都没有被重视,因此导致桥头引道出现问题。

(三)路桥过渡段地基没有处理好

在设计路基结构的过程中,如果地质勘察的布孔数量不够充足,钻探的深度也没达到要求,设计人员就不能及时的发现路基存在的特殊情况,也不能准确的了解软基的范围和深度,更不能分析软基的性质,进而可能会导致路基沉降及桥头跳车的现象发生。

二、搭板的结构设计

(一)搭板的埋置深度

搭板的埋置深度主要有低置式、中置式和高置式三种。当采用低置式的时候,搭板远台端的顶面应该在路基的下端;当采用中置式的时候,远台端的搭板顶面需要在路面和路基中间;当采用高置式的时候,搭板的顶面要和桥台的顶面高度保持一致。而这三种不同的埋置深度一定要按照路面的结构进行合理选择,其中混凝土搭板埋置深度为高置式时更适合在沿线是水泥混凝土的路面使用[3]。如果引道使用的是沥青混凝土结构,高置式搭板的设计效果比较好,不过需要注意的是在对搭板结构进行设计的时候要考虑路面衔接处和搭板的错台、凹陷等问题。因此虽然高置式搭板效果好,但需要的注意的问题也比较多,所以最好不要在沥青混凝土的路面结构设计中选择高置式搭板。可以选用中置式搭板,它的应用最为广泛。

(二)搭板的宽度

国外很多国家对于搭板宽度的设计要求搭板的两端要和缘石边缘对齐,还采用了柔性化的材料进行了隔离[4]。不过在我国,搭板的宽度相对来说比较窄,搭板的边缘线和缘石边缘的部分一般相隔0.5米,经过分析搭板的宽度,我们可以知道如果搭板的宽度偏大,位移就会出现一定程度的变化,而且两侧搭板的弯拉应力是减小的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,倘若搭板的宽度没有满足实际的需求,就会导致车辆向纵向边缘运动,这对搭板的受力是没有好处的,所以搭板的宽度要尽可能的和桥面等宽。

(三)搭板的厚度

搭板的厚度一定程度上影响了搭板的强度和刚度,因此在确定搭板厚度的时候要充分考虑板宽、板长、荷载等级、支撑条件及脱空长度等。搭板的厚度既要满足变形要求又要满足强度要求。通过一系列分析,我们发现搭板的厚度和位移成反比。因此,在了解桥梁实际情况之后,我们得出这样一个结论:小的搭板厚度应该稳定在20cm-36cm之间;大的搭板厚度应该稳定在30cm-40cm之间,但是我们还要注意搭板的厚度和长度最好保持相对应的关系。

(四)搭板的长度

搭板的长度对于路桥过渡段路基路面结构的设计至关重要。搭板长度的确定需满足以下四个条件:一沉降之后搭板纵坡的变化值不能超过最大的容许值;二搭板的长度应该跨越台后的破坏棱体长度;三搭板的长度应该跨越填土之前的预留缺口的长度;四一定要确保搭板受力有效的长度。一般来说,第一个和第三个条件比其它两个条件的要求更为严格,在设计的过程中要注意的问题也更为复杂。因此,一般通过考虑搭板沉降的纵坡变化值和跨越填土前的预留缺口这两点来确定搭板的长度[5]。另外,通过对搭板动力响应的分析,可知搭板的受力情况和桥的长度有一定的关系。一般来说,搭板的长度不能低于5米,中小桥应该控制在6米到8米,大桥可以控制在8米到12米。

三、不设置搭板的结构设计

在一般的路桥施工之中,高等级的公路应该要设置搭板,因为如果不设置搭板,可能会降低整个工程的质量,使建成的公路在运营的过程中达不到预期的效果。可是搭板的设置不但增加了维修成本,还增加了施工难度,而且一旦有问题出现的时候就会严重影响车辆的通行,甚至给行车交通带来安全隐患。事实上,早在二十世纪七十年代,国外一些发达的国家就已经开始不设置搭板,并取得了不错的效果,从而优化了整个设计的过程。引道与桥台的刚度不够是导致桥头跳车的重要因素,所以有效改进两者的刚度可以最大程度的避免桥头跳车事故的发生。能够改进引道和桥台刚度的材料一般是半刚性的材料,通过换填半刚性的材料,可以控制引道和桥台两者沉降的差异。在使用这种方法的过程中,我们要严格考虑和检查台后的压实度,同时要安装完整的排水措施,来确保过渡段结构的高性能。假如没有考虑桥台边界的影响,在进行结构分析的时候,引道和路段就没有太大的差别,但是引道一定要考虑沉降的问题。通过对路基沉降的一系列分析表明,在一定程度上提高压实度确实可以提高压缩模量,但是素土的基数会很小,即使压实度超过了95%,其沉降量也肯定会超过灰土。为了有效解决这个问题,可以控制素土的填筑,防止沉降量太大。另一方面,当轮重产生的应力超过了路基土的自重应力的20%时,大多数重车荷载的作用将会导致路基的工作区深度到达2.9米,因此我们更要高度关注路基沉降的问题。当不设置搭板的时候,要合理的选择无机材料作为高填路面的用料。底基层的高度要控制在3米以内,底基层的压实度与素土的压实度要控制在95%之上。

结语:

综上所述,路桥过渡段路基路面结构的合理设计能有效的提升路桥的质量,减少工程的后期维修,但是在平时的设计过程还存在着很多不足,需要作进一步的提升。所以路桥工程相关的工作人员在工作中,要对路桥过渡段路基路面搭板施工和设计有明确的了解和认识,把握好设计的的要点,注意设计中易出现的问题,进而设计出更高质量的路桥,以满足社会发展的需要。

参考文献:

[1]金辰,杨端湖.试论路桥过渡段路基路面结构设计[J].大科技,2015,(12):123,124.

[2]张伟峰.针对路桥过渡段及路基路面结构设计探究[J].四川水泥,2015,(1):225.

[3]史晶.浅谈公路桥梁过渡段及路基路面结构设计[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(19):5381-5382.

[4]赵战海.论述市政路桥过渡段软基路基路面施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(23):4428-4429.

[5]王燕蓉.路桥过渡段软基路基路面的结构设计与施工[J].城市建设理论研究(电子版),2011,(21).

论文作者:汤志如

论文发表刊物:《基层建设》2016年9期

论文发表时间:2016/7/28

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