摘要:当今社会,经济日益快速发展,我国公路网建设发展也很迅速。现阶段,在路桥的过渡段设置钢筋混凝土搭板,然后在搭板底下设置垫层,这样可以解决一些公路病害问题,如桥头跳车等。但是,在实际生活中其效果不是那么理想,出现桥头跳车的原因是路和桥的刚度结构不同,在承载重荷载情况下会出现沉降的差异。近几年经济快速发展,柔性钢板技术的发展和应用也越来越成熟,在路桥工程中应用柔性搭板技术,有助于降低在路桥过渡段由于荷载作用下导致的不均匀沉降现象,去除桥台与路堤衔接处两者之间形成的路面隆起和地面下陷。
关键词:柔性搭板技术;路桥工程;设计与应用
一、关于柔性搭板的处理原理
柔性搭板它以土工格室为载体,有助于发挥其具有的分散路基应力、降低路基压缩变形和对路基填料侧向的位移进行限制等功效,此外还具有较强的抗拉和抗剪能力。根据倒梯形的分层结构,有利于消减路基对地基的附加应力,促使因地基所产生的附加应力而导致的固结沉降量下降,与此同时会对路堤和过渡桥台中的出现的沉降现象起到缓和作用,已达到消除桥头出现跳车现象的效果。更重要的是土工格室和填料两者所形成的复合体与柔性搭板中存在的处理情况有着密切的联系,大多数情况下,填料与复合体两者之间的模量通常是正比关系。因此,选择建筑的填料时,应尽量选取模量比较大的。
二、关于柔性搭板的布置方式
要想让搭板既具有刚柔过渡的效果,同时也可以节约材料,那就应该选择一种合理恰当的布置方式,比如上长下短的楔形柔性搭板布置方式就是很适合。当加入固体拓扑优化于路桥过渡段中时,研究发现在加固面处于某种状况下时,自上而下且斜率低于1:1是楔形加固体最佳的布置方式,并且这种结构也有助于路桥过渡段模量的逐步过渡。除此之外,因为柔性搭板具有防止土体侧向变形功效,所以它对路堤的变形程度有一定的减轻作用。采用“分层铺设”的这种结构方式,能有效减轻路堤对地基所增加的附加荷载,最终可以达到减轻地基因附加荷载导致压缩变形情形的目标[1]。而且,一旦土工格室发生变形,就会有一种网兜支撑效应形成,在路基最顶面的几层最为明显,它能有效的分散汽车所带来的荷载作用力,从而使荷载均匀的分布。因此在全方位考虑路桥的过渡段经济性和车辆稳定行驶后,若地基条件比较恶劣时应采取自上而下的柔性搭板方式。
三、柔性搭板的参数设计研究
(一)摊铺的长和宽
往往在路桥过渡段比较长时,造成的经济损失一般较大,所以对于柔性搭板技术要求比较高。通过对各省的高速公路病害进行调查,发现破坏比重较大的为台后搭板,而且往往出现沉降不均匀问题的突出位置时台后十几米处。所以在路桥过渡段进行柔性搭板设计时,最佳长度应为十至十二米。与此同时,摊铺的宽度应与路基的宽度保持一致,这有助于对路桥过渡段起到保障作用,避免出现不均匀的沉降现象。
(二)布置间距
对土工格栅材料布置间距进行合理的设置非常重要,进行设置时要考虑四个要点。1.在所处的环境和范围内要掌握柔性搭板下面填料产生破坏性的机率。2.对柔性搭板各部分的位移情况进行确定,观察是否进行了竖向位移,同时保证在垂直方向所产生的纵向变化值小于1。3.柔性搭板在正常的工作状态下应该具有弹性。4.台后填料的抗弯能力是在填料与土工格栅两者形成的土工格栅,经过强烈的拉力后产生的台填料抗弯能力,同时也可简化为平面受拉。进行布置间距计算时,要简化一定的受力状态,进一步保障路基的抗弯性[2]。
(三)计算过程
1.起初应该对有效长度L进行确定:一般情况下,柔性搭板设计的第一层长度十至十二米最佳,其余的长度根据布置斜率进行确定。对于铺设长度为四至十二的柔性搭板,根据研究可知下方的松动长度大概为0.2L-0.35L,然后各层的有效长度根据计算可以得出。
2.要计算台后填料工后的沉降量,需要对地基沉降及台后填料的沉降进行相应的考虑,采用的计算方法通常是分层总和法。假如地基工后出现沉降大于10厘米的现象,就算是比较大的沉降,这有效表明地基承的载力过低,后期要对地基进行相应的加固处理。
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3.对于锚固长度进行确定:在正常使用过程中,柔性搭板一般处于弹性状态,然后通过锚固端处沿路线的前进方向变形量一般是0,从而计算出单位宽度格栅材料的拉力,因此确定锚固的长度。
四、施工工艺
为了使柔性搭板处治方法更为有效,必须要有有效地施工保障。以下总结了一套较为合理的施工工艺。
(一)柔性搭板施工流程
关于柔性搭板施工工艺的流程一般为:检查并验收土工格室材料——振压并整平地面——对土工格室和其台背固定件进行安装——对铺设土工格室进行张拉——给装载机或汽车进行填料——通过人工挂线进行整平填料——采用压路机进行碾压——检查并验收[3]。
(二)施工方法
1.将地面进行整平并振压
台背的地基应在铺设土工格室前整平并振压,以达到施工的要求。对于桥台周围的路基填土,要比实际的设计要高一点,以防将土工格室固定在了桥台后面。假如在设计的标高不足的情况下进行填土,这样将会对土工格室压的实际效果造成影响。
2.安装固定件
因为固件的安装质量会对柔性搭板的使用功能产生影响,所以安装固定件时必须精准定位。首先,按照设计标高要求,施工前用墨汁线弹一条水平线于桥台上;然后,利用卷尺在水平线上画出每隔二十厘米间距的点状标志;最后,通过射钉枪将锚钉打入桥台里面,进行安装固定件。
3.对土工格室进行张拉和铺设
对土工格室进行铺设的时候,其铺设的尺寸规格要根据具体的布置区域大小确定。起初可以将土工格室通过钢纤安置于固定件上,然后将其一侧拉伸到规定的尺寸进行固定,接下来将整块土工格室用力拉开,通过合页式插销将相邻的土工格室板块进行连接。再将土工格室完全拉开之后,要采用钢钎对其四周进行固定,固定之后方可进行下一程序的施工。
4.格室进行填料
对格室进行填料时,首先要对其进行检查,采用机器与人工二者结合的方式进行铺料,将含水量均匀的填料通过推土机填入格室中,填充的厚度为25厘米左右最为合适,对于桥台四周的死角,人工填充最为合适,最后再将其整平[4]。
5.压实
要根据具体的规定和要求对台背路基进行压实。在施工过程中可以通过振动压路机对其进行压实,对于台背的周围附近处,可以借助打夯设备对其压实。此外,对格室层进行压实时,其压实次数应该是其他层的2倍左右。
六、小结
通过以上可以看出,在现代路桥建设行业中,柔性搭板技术对其发展具有积极地促进作用。路桥建设设计工作人员要不断更新施工设计的方法和理念,从而促使路桥工程今后更加经济安全。在路桥工程中应用柔性搭板技术,不仅有助于工程设计水平的提高,而且也有助于降低后期工程维修和养护费用,对路桥建设行业的发展有积极的促进作用。因此,路桥工程建设中对强柔性搭板技术的应用需要加强。
参考文献:
[1]刘战华.探讨路桥过渡段楔形柔性搭板处治技术[J].建筑工程技术与设计,2017,(14).
[2]刘茂婵.路桥施工中路基不均匀沉降的处理[J].交通世界(中旬刊),2016,(6).
[3]宋海军,郭海荣,杨春亮等.路桥施工存在问题和质量管理措施[J].价值工程,2016,(6).
[4]吴正鹏.关于路桥施工中过渡段柔性搭板的应用 方法[J].大科技,2011.
作者简介:张彬,(1990.03-)女,湖北武汉人,硕士研究生,文华学院,助教;研究方向:路桥施工、设计。
论文作者:张彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签:柔性论文; 土工论文; 填料论文; 路基论文; 桥台论文; 地基论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第14期论文;