桥梁沉降段路基路面施工技术论文_刘成龙

桥梁沉降段路基路面施工技术论文_刘成龙

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摘要:桥梁在建设施工与长期运行过程中,易受多种因素影响出现沉降问题,影响施工质量,降低工程项目使用的安全性、稳定性与可靠性,为人们日常出行带来生命财产威胁。所以必须要积极提高桥梁沉降段路基路面的施工技术,保障桥梁的施工质量。

关键词:桥梁;沉降段;路基路面;施工技术

一、桥梁路基路面沉降的危害与发生机理

1、危害

桥梁是重要的交通基础设施,但由于它所处位置特殊,对路基路面设计施工综合要求较高,所以在大交通运输量的压力下出现路基路面沉降段也是非常常见的。简单来讲,桥梁路基路面出现沉降必然会导致“跳车”现象,严重影响行车及过往车辆安全,甚至导致交通事故发生。最为明显的就是“跳车”事故现象,它容易破坏桥面与路面结合缝位置,导致路基路面沉降程度越来越大,最终致使桥梁交通停运。

2、发生机理

桥梁路基路面出现沉降段其发生机理要从3个方面展开论述。

2.1台背地基变形发生机理

桥梁多位于沟壑地段,这种地段的土壤孔隙一般都较大,地基强度却明显偏低,同时拥有压缩性大、含水量高等等特性,这里也是最容易出现桥梁结构变化的地段。从发生机理层面看,沟壑地段路基最容易发生大幅度变形。这是因为桥头段台背位置相比较于普通路段在填筑路堤方面会至少增加5-10cm高度,这就间接增加了基底附加应力,是造成沉降的最大诱因。

2.2路堤沉降变形发生机理

桥梁多采用黏性土作为桥梁台背的回填施工材料,不过台背土方压实难度与施工现场自然地形地貌存在紧密联系,所以如果土体压实度与密实度出现较大偏差,就容易影响土方含水量,增加路堤沉降变形的发生几率。而在日常桥梁交通运营过程中,其路基路面长期受到外界荷载与路堤自重影响,也是导致路基下沉沉降的主要原因。另外,桥梁的混凝土浇筑桥台刚性与常规路面也截然不同,它的台背填土柔性很强但刚性偏差,会造成外界荷载重压下的塑性积累变形,导致桥梁路基路面出现严重沉降。

3.3桥头搭板设置缺乏合理性

桥头搭板设置缺乏合理性是指路基桥头的搭板位置产生了较强的弹性支撑现象,且出现弹性支撑落脚点,此时的路基台背土体十分接近桥台位置,所承受的应力变小,造成了路基受力的严重不均。从纵向层面角度思考,桥梁承受的外界荷载处于动态变化状态,特别是其路基会受到外界应力影响而出现双峰值。结合这种车辆荷载的动态变化,需要深度思考搭板末端的路基承受应力也会不断增大,进而间接增加路基的塑性变形程度,导致桥梁路基路面的搭板末端位置出现过量沉降,使得桥梁段出现较大的纵向坡度差,对桥梁路段的交通行车安全产生负面影响。

二、沉降段路基路面施工中存在的问题

1、桥头沉降段整体结构设计问题

在桥梁施工过程当中常用的路基处理方法主要有:粗粒料填筑法、搭板法与钢筋法。通过使用这些方法,能够降低桥梁刚度差异与沉降不均匀的问题,通过调整结构也能有效提升路基整体刚度,还能够有效避免跳车现象的发生。

2、桥台背路堤压实度问题

桥梁工程施工是一项复杂工程。因此在对其进行施工过程当中一定要严格依照相关规则去操作,保证桥梁、通道都能够采取桥梁台背填土来进行处理。然而台背填土技术施工工艺非常复杂,在施工过程中常常会受到各种不同因素的影响。例如施工过程中使用的材料、工艺流程和施工设备等,如果某一个施工环节出现问题将会严重影响整个工程质量。这也是桥梁沉降段发生不均匀沉降现象的本质原因。除此之外,道路设施中的通车量非常大,长时间处于这种重载负荷条件下,将会导致地基形状发生改变。另外,自然气候变化也会造成差异沉降现象的发生,也会严重影响路面的整体平整性。

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3、桥头引道出地基处治问题

之所以会出现地基下降的主要原因是整体地基结构设计不够合理,在地基施工过程当中没有依照相关条例准则去认真执行操作,另外,有可能是因为早期施工方案不够合理造成的。在对其地基施工过程当中相关工作人员没有对软土性质与深度进行综合分析,最终造成桥梁路堤软土地基处理不当的现象发生。

三、桥梁沉降路段路基路面的施工技术

1、从设计入手,提升桥梁沉降段结构设计科学水平

施工过程中,施工人员必须要针对沉降段的搭板长度和强度进行科学准确判断。目前我国对于桥梁工程沉降段搭板的结构设计标准尚未统一,也没有相关的法律法规,所以就要求施工企业必须要严格根据工程项目要求、规定与现状,进行工程施工设计。还应该选用土工形格栅结构,降低土体侧滑、路基填土结构空间位移等问题的产生,在总体上控制路基的稳定性。针对软土土质的桥梁路基路面施工工程,为避免软土地基的影响,需着重做好沉降段的加固设计,确定沉降段路基路面承载性能与抗剪力强度,针对不同的荷载情况提供不同的设计方案。通过以桥梁工程的地基状况作为主要判断标准,并且利用钢筋构架路堤,进行总体负荷能力的提高,降低沉降问题的产生。

2、搭板施工技术

在搭板施工过程中首先要考虑桥梁工程的最大承受车辆通行量,然后将路桥工程的路基路面以及整体结构保持在同一水平线。与此同时,为避免路基与桥梁结构出现连接上的问题,需依据挡板施工技术规范,确保其最高表面与路基标准高度之间的协调性、统一性。

3、明确桥台软土地基施工要点,做好基础施工工作

在桥台软土地基施工中:(1)依据工程实际情况进行施工技术科学选择;(2)注重细节管理,保证各施工环节施工工艺应用的规范性、科学性;(3)加强进度控制力度,基于施工监督管理,降低不均匀沉降问题的产生;(4)在桥台区段进行长期的预压操作,用以增强地基基础的稳定性与牢固性。

4、科学应用路堤填料施工技术,提升桥梁结构稳定性

在进行路堤结构设计时,需全面了解施工现场土壤性能,依据土壤性能进行工程材料的科学选择。根据桥梁工程路堤施工要求,尽量选择渗水性强、稳定性好的路堤填料,这样能够有效避免由于外界降水对路基路面结构产生的侵蚀,提高桥梁工程的使用寿命。

5、强化施工排水工作

桥梁工程由于受到长时间的雨水冲刷和浸泡,极易导致路基路面发生侵蚀现象,为此必须加强桥梁工程的排水结构设计。在设计前期应注重排水系统的科学设计,通过合理配置沟槽、排水井排水管路等,改善水文环境,降低积水影响。同时,可通过垫高地基的方式改善雨水侵蚀问题。

结束语

综上所述,在桥梁施工中路基路面沉降问题非常常见,产生了严重的施工困扰。无论是施工单位,还是一线施工人员都要结合具体工程背景,对桥梁沉降原因及问题等具备清晰的认识和了解,立足项目实际,科学处理地基,对搭板设置过程进行严格控制并注重台后填筑和沉降路段定期维护工作,营造良好施工环境,提高工程质量,避免出现路基路面不均匀沉降导致的跳车问题,实现整体工程质量及效益的提升。

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论文作者:刘成龙

论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期

论文发表时间:2019/2/22

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