路桥过渡段沉降因素分析及结构设计论文_陈春明

路桥过渡段沉降因素分析及结构设计论文_陈春明

天津昊天道路工程设计有限责任公司 天津 300250

摘要:随着国家经济的快速发展,社会建设的不断推进,国家对于交通运输行业的投入也越来越多,社会的关注度也在逐渐增加。但是最近几年在道路和桥梁建设中,普遍存在路桥过渡段沉降不均匀的现象,影响行车安全。面对这一种情况,本文针对路桥过渡段沉降不均匀的问题以及处理设施进行探讨和分析。

关键词:路桥过渡段;沉降因素;结构设计

引言

当前我国的经济繁荣,人们生活水平也在不断的提升,城市发展中的人们离不开交通运输业的发展,而作为主要交通道路,公路建设过程中的路桥过渡段出现一定的问题,地面路基的沉降与凹陷现象比较明显,这直接给人们的生命财产与车辆的行使带来一定的威胁。所以,笔者主要针对这一问题进行合理研究,从而有效预防路桥过渡段的沉降现象,为人们的生命财产安全提供积极可靠的保障。

1、路桥过渡段沉降的危害分析

路面的不平整是由于路桥过渡段的不均匀沉降造成的,其中主要有以下原因:一方面由于不平顺的几何线路,造成路面折角的出现;另一方面,在路桥间的刚度,以及结构抵抗变形能力之间具有一定差异。如果路桥过渡段的沉降超出一定范围,路面折角就会不断增大,从而破坏线路的平顺,以此损害道路的安全性与舒适度。除此以外,受到不均匀沉降的影响,会增加车辆对路面的作用,而又会加剧路基的沉降。另外,也会影响到路基的排水问题,造成排水不畅,所积存下来的水就会向路基内部渗透,从而降低土体强度,增加沉降量,严重的会出现沉陷与坑槽等。沉降影响最重的就是路基的一侧,车辆行驶过程中,速度比较快的情况下,也就会造成强大的冲击力,而且也会离桥台较远。对于这种冲击力来说,在过渡段内,就会对翻浆造成破坏,并且出现路基下沉与变形等。在车辆经过桥头过程中,受到沉降差异的影响,会产生跳动与冲击等问题,这会增加桥梁与道路的负载力,从而加速桥台、桥头搭板以及伸缩缝的破坏现象,也会加剧车辆的磨损,使车辆的维修费用增加等。

2、路桥过渡段沉降原因分析

2.1 地基沉陷

致使路桥发生不均匀沉降的原因之一就是地基沉陷,多项公路调查结果表明,软基路段由于地基沉降引起的桥头跳车现象普遍存在。分析其原因,在桥头引道处,由于存在软基,桥台台背和路堤施工时填土压实不足,加上雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低。而压实不足的原因,往往是施工图设计时,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软基存在,或者未能准确探明软基范围和深度,软土的物理力学性质等,导致桥头路堤软土地基处治遗漏,或采取的处治方法不恰当。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在差异,导致软基处治设计未能达到预期效果,不能满足相关的技术要求。车辆的荷载作用也是造成地基沉降主要因素之一,车辆荷载属于长期循环荷载的移动荷载。在路桥中,桥台后回填区属于刚柔连接处,若回填材料在过渡段发生沉降,将导致回填区、桥台发生差异沉降。在车辆荷载反复作用下,造成路桥过渡段的差异沉降会进一步发展,加剧了路面损坏程度。

2.2 刚度差异

桥台和路基是两种不同类型的结构,桥台属于刚性结构,路基属于柔性结构。桥台由于刚度较大,并且又为桥跨结构,因此在车辆荷载下变形较不明显。而路基由于是柔性结构,在外力、自身的重力作用下,易导致路基出现严重的不可逆的变形。因此只有使桥台与路基的刚度均匀渐变,才能使得路面平整,行车平顺。

2.3 路面凹陷

路面凹陷与路基整体滑移是路桥过渡段路基常见病害,这种病害造成影响巨大,会严重降低车辆行驶的安全性和稳定性,导致交通事故发生的概率提高。局部沉降问题产生主要是因为道路桥梁过渡段上局部位置土体与桥台或者是其他位置上土体不均匀沉降较大产生的。局部沉降问题会使得车辆行驶较为颠簸,导致车辆只能缓慢运行,对路面结构也会造成破坏,维修工作开展难度很大。还需要注重的是垂直错台,不仅会使得行驶车辆受到巨大的附加冲击,同时对于桥台结构也会产生相应的水平冲击力,导致桥台结构受到严重损害。

3、路桥过渡段沉降问题的解决对策

3.1路基的设计

设计路基之前,应该合理分析路桥的桥台,对其刚度的大小进行积极了解。所以,设计路基结构的方案中,应该运用较小刚度的沥青混凝土结构,融合两者的方式,能够对过渡段路基的作用力进行合理地控制,从而使路桥过渡段的沉降现象得到适当缓和。通常情况下,应该适当处理软土地基。通过在桥台与路基间设计 50 m 宽的地带,使强度得到一定的增加,借助不同的配料填充处理该地带,使路堤的过渡链节得到一定的保证。这一过程中,如果运用土工合成土堤的形式,就不能呈现出较明显的地基承载力增强的效果,对过渡段沉降的预防效果也不够明显。所以应该加强地基的承载力,能够在填充以及相关车辆的重量下,减小沉降的程度,以此使土工合成材料的作用积极发挥出来。但是,还要注意将路基的沉降差值控制在 5 cm 以内,将沉降坡度控制在 0.4%之内等。

3.2结构类型

首先,对路桥过渡段的路基进行设计过程中,可以尝试运用土工格栅技术,使土工结构的抗剪强度合理发挥出来,从而使其对车辆的负载与自身重量的承担力增强,而且侧向变形也不会太大,并且对填土方面的侧向推动作用也能很好地控制,使路基结构的稳定性得到一定增强。除此以外,借助这项技术,能够使台背垂直作用力得到一定降低,从而起到对沉降程度减缓的作用。其次,还要合理与科学地规划搭板的长度与强度。对搭板长度进行策划过程中,应该遵循三个原则:公路的使用年限之间,路面沉降造成的纵坡应该在沉降现象出现以后,将搭板仰角设置在 1/200~1/300 之间;应该使其长度大于桥台台背,或者大于桥台台背,能够连接预留的缺口,从而使其能够在一定时期内,避免遭到碾压等;针对搭板自身的受力情况,可以运用具有一定弹性的,较低级的测量长度。

3.3 桥头搭板和路基之间的施工

桥头搭板设计也是路桥工程中非常重要的一个环节,我们应该给予高度的重视,并且这项技术具有一定的复杂性。所以,在实际情况施工中我们应该要严格的控制桥头搭板处的质量问题,一定要考虑到填土的高度等情况进行全面的分析,人们也可以采用整体现浇的方法。如果说路基的宽度是比较大的,怕出现断裂的地方,也可以采用左右幅半幅现浇,这样可以进一步保证桥头的工程质量。如果碰到特殊的天气情况,比如说阴雨天气,很可能会发生渗水的情况,我们需要格外注意,以免带来路桥的不均匀沉降。因此,在实际的施工过程中,对于填料的选择一定要选择透水透水性较好的填料,保证路桥整体的稳定性。

结束语

总而言之,在分析了路桥过渡段的沉降原因之后,能够了解地基沉陷、路面沉降以及刚度差异与设计方面的原因主要影响沉降问题的出现。通过对路桥过渡段进行合理设计,在应用先进的技术手段前提下,可有效避免路桥过渡段沉降问题的出现,为车辆的安全运行以及人们生命财产安全的保障做出积极的贡献,促进我国交通运输事业以及路桥建设的积极、健康发展。

参考文献

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[4]王彦君.关于路桥过渡段沉降因素分析及结构设计分析[J].城市建筑,2016(6):555-556.

论文作者:陈春明

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期

论文发表时间:2019/7/9

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