摘要:我国公路建设事业对公路安全性和舒适性的要求愈来愈严格。大量已建成的道路调查结果表明:道路桥梁会受到地基和桥台路基填土结构处理等诸多因素的影响而发生不均匀的沉降。桥头跳车是公路质量缺陷中较为普遍的一种,公路的质量缺陷不仅会对桥梁、路面产生严重的影响,而且还会影响车辆行驶,甚至还会威胁到人类的生命财产安全。因此公路建设对道路桥梁不均匀沉降极其重视,本文主要从道路桥梁沉降段路基路面施工技术应用出发进行简单的阐述。
关键词:道路桥梁;沉降段;路基路面;施工技术
我国道路桥梁建设中的道路桥梁沉降段路基路面施工在近年来已经取得了明显的进步,但是道路桥梁沉降段路基路面施工技术还不够成熟,车辆的行车安全依旧会受到踏板断裂、桥头跳车等诸多因素的影响。只有不断提高道路桥梁工程的安全性、不断的完善道路桥梁沉降段路基路面施工技术才能将有效的降低道路路基路面出现不均匀沉降的概率。
1、道路桥梁沉降机理
1.1台背地基发生变形的基本机理
通常沟壑地段桥涵结构地基土壤的孔隙和压缩性较大且含水量较高,导致地基的强度不能满足实际需求,最终导致填筑的路基发生明显的变形。大部分桥头段的路堤填筑高度比一般路段高,通常需要控制两者之间的高度差在5至10厘米的范围内,高出一般路段的路基会在基底产生一定的附加应力,这些附加的应力就会直接引起地基发生沉降。如果桥头段和一般路段的路堤填筑所使用填土的容重相同,那么地基发生沉降变形的可能性就会随着填土高度的增加而变大。
1.2路堤发生变形的基本机理
虽然公路施工中使用的台背回填土质属于普通黏性,但是压实台背土方的工作仍旧比较困难,因为不同施工场地的地形和具体的施工条件都会存在一定的差异。公路施工时的土体压实度和密实度都必须要满足规范要求,因为土体的压实度和密实度会直接影响土方的含水量,而土方的含水量又是引发路堤发生沉降变形的重要因素。如果公路的土方含水量没有达到最佳状况就投入使用,那么路基的密实性就会受到车辆荷载和路堤自重的长期作用而升高。由于土体具有一定的弹塑性能,所以在台背填土较高且土体具有较强柔性的环境下,土体浇筑桥台刚性和混凝土浇筑桥台刚性具有明显的差别,土体和混凝土浇筑的两种桥台在相同车辆荷载作用下所发生的塑性变形具有一定的差异。
1.3桥头塔板设置沉降
路基上的桥台塔板由于弹性支撑存在,所以路基的部分土体会因为弹性支撑靠近桥台的缘故导致该部分路基土体所能承受应力的能力大幅度的降低,进而导致路基承受不均匀的应力。路基的纵向层面由于车辆荷载的长期作用具有两个路基应力峰值,其中车辆荷载作用的地方存在一个路基应力的峰值,而塔板支承的路基段则存在另一个路基应力峰值。车辆移动到桥头塔板末端的时候,该处路基所承受的应力和相应的塑性变形都会达到最大值,此时桥头塔板末端就容易出现沉降变形的现象。路基的沉降量不可能被精确的计算出来,所以在板后路基与塔板间坡度差会受到路基沉降变形的影响,路基沉降变形愈大,坡度差就会愈大。
2、路桥沉降段路基路面施工技术
2.1塔板的设置
如果塔板沿纵向滑落就容易导致起头发生凹陷,所以确定锚栓的时候需要保证锚栓位于竖直方向,而拉杆则位于水平方向。道路桥梁结构所使用的钢筋型号为22号,同时钢筋与钢筋之间的间距处于75至80厘米之间。由于锚栓的处于竖直方向,所以塔板极易受到锚栓的影响而被破坏,所以水平拉杆进和竖直锚栓的设置具有十分重要意义。
通常需要将牛腿以及靠近桥台一段的两部分改造成为倒角的形式,因为道路的路面结构会直接受到塔板的影响。道桥施工的时候为了避免雨水渗入塔板和桥台中,通常会选择纤维类物质和沥青等作为填缝的材料,填缝的过程主要分为两步:填埋材料和灌注低浓度沥青。
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2.2地基的处理
不同道路桥梁施工所面临的施工状况都会存在一定的差异,选择地基的时候必须结合实际的施工情况,一个良好的地基可以有效的提高道路的承载能力,同时适当的降低路段与桥台之间的沉降差异,降低公路发生沉降变形和错台的概率。
实际的道路桥梁施工过程中,软土层地基的厚度通常都比较大,所以在材料填充的时候容易出现软土层地基侧向挤动的现象,这将会严重影响支座和伸缩缝,只有提高地基的刚度,才能保证桥台能够正常工作,施工过程中可以通过减少回填材料、抑制桥台不正常位移的方式以达到提高地基刚度的目的。
沟壑地段的土壤具有含水量打、孔隙大和富含有机物质的特点,如果沟壑地段进行道路桥梁施工就需要充分利用土壤的特点。确定黏土层中换土深度的时候需要充分考虑软层厚度的影响。
一般黏土层在开挖之后可以直接进行翻晒,当开挖翻晒黏土达到标准要求之后需要进行回填密实处理。进行回填密实工作分为填土和密实两步,填土的时候需要先在回填土上层位置留出一定的空间,然后在这些空间加入适量的石灰土以提高黏土的密实度,所以回填密实工作采用的材料全部为石灰土,因为这些石灰土层可以很好的预防和控制路基沉降变形。
2.3台后的填筑
路段与桥梁之间的沉降差异包括了地基沉降、路面变形和路基本体沉降变形等。通常由路面压缩变形引起的不良影响不会对路桥产生实质性的危害。路堤沉降根据时间划分可以分为三种:瞬间沉降、次同结沉降和同结沉降,次同结沉降和同结沉降较瞬间沉降更易引发桥头跳车,所以选择的填筑材料的质量必须满足施工的标准要求,因为填筑材料的质量会直接影响路堤状态。选择轻型的填充材料可以降低路基发生沉降的概率,而且还可以有效的控制路基的压缩变形。选择台背材料的时候既要注重施工方法,也要充分关注建设后的具体状况。
选择桥台后面填筑材料的时候不仅要考虑材料的性能,而且还要考虑材料的质量,工作人员在选择材料的时候需要注意以下三个方面:
(1)公路到桥梁是一个由柔到刚的过度,所以选择道路桥梁过渡段的填充材料的时候既要考虑路基材料的刚度,也要考虑桥台材料的刚度,因此过渡段填充材料的刚度应该介于路基与桥台两种材料刚度之间。
(2)通常压实台后的工作在整个道路桥梁过渡段路基路面施工过程中都比较复杂,所以严格控制压实程度对道路桥梁工程十分重要,此外还需要重视压实所需的材料,这样对压实作业的开展更加有利。
(3)填充材料中的碎石土、工业废渣和砂砾土等物质使得其自身具有良好的透水性能。填充材料的透水性能对道路桥梁沉降段路基路面施工的影响比较明显,如果填充材料的透水性能不满足施工要求,可以通过向填充材料加入石灰粉等物质以改善其透水性能,进而提高填充材料的稳定性。
结束语
道路桥梁施工不仅对质量的要求十分严格,而且对施工技术的要求也极高。组成道路的三大要素分别为路基、路堤和路面,道路桥梁路基、路面的不均匀沉降对交通安全的影响十分明显,所以路桥建设必须重视道路桥梁过渡段路基路面的沉降,采取合理的有效措施以降低路基路面沉降对路桥带来的危害。
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论文作者:焦凯轩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签:路基论文; 桥台论文; 道路论文; 路面论文; 桥梁论文; 材料论文; 地基论文; 《基层建设》2019年第26期论文;