摘要:随着我国经济的发展,城市化道路的进程加快,实诚道路、桥梁的工程量也在逐渐增加。在实际的工程施工道中,路桥连接及伸缩缝的设计成为了一个重要的问题。基于此,文章对连接处存在在问题及优化设计、影响公路与桥梁伸缩缝的因素和设计优化进行探讨。
关键词:市政公路;桥梁;连接;伸缩缝
虽然随着近些年的发展,我国的公路和桥梁取得了很大的发展成就,无论是公路等级还是桥梁的施工技术都有了很大的发展,但是在实际的运输过程中还存在着很多影响路桥使用效果的问题,比如桥头的跳车现象,这种病害产生的最重要的原因是由于公路和桥梁的接缝处的设计和施工存在问题。因此,为了使交通运行更加顺畅和便利,有关部门在施工前应该加强对连接处和伸缩缝的设计,规避由于跳车导致的公路桥梁运行质量下降的问题。
1连接处存在问题及优化设计
1.1连接处存在问题
公路与桥梁连接处存在的最显著问题就是跳车。但从实质上来说,跳车只是公路与桥梁连接处存在问题的一个外在表现,需要通过跳车这一现象深入挖掘其存在的根本问题。
1.1.1沉降不均
导致出现跳车现象的原因之一就是沉降不均,从实际情况来说,桥台和路堤是连接处的重要支撑部位,在施工时经过了加固处理,在施工完成后一般都不再出现不均匀的沉降。但在长时间运行之后,以及在外部因素对地层造成影响后(比如地震),就可能导致桥台路堤出现不均匀沉降,从而导致连接处出现跳车。
1.1.2路基沉陷
路基沉陷是引发跳车的另一个原因,在外部水量过大的情况下,桥台路堤的接缝可能会出现渗水,导致建筑材料逐渐蚀化,加速下方地面水土流失,进而引起桥台路堤出现不均匀的沉降。
1.1.3施工工艺不规范
在施工中,应该确保施工工艺、施工材料可靠。但是,在一些外界因素影响下,施工单位可能出于经济利益,使用质量不合格的材料进行施工。最终导致路基密实度差、防水不到位等问题出现。
1.2市政公路与桥梁连接处设计优化
1.2.1桥头搭板设计
桥头搭板设计是基于道路缓坡建设出来的,通过缓和路面与桥台过渡区域的坡度,能够有效降低连接处的坡度,保证通行安全。据有关技术规范称,当路桥连接处的坡度变化小于0.5%时,就能降低桥头跳车风险。在实际设计中,应充分考虑桥头搭板的受力程度,结合实际情况选择材料,搭板的长度设定可使用简支梁设计。
1.2.2桥头地基设计
一般情况下,桥基由于建设标准较高,不容易产生沉降问题,而路面在长期的压力作用下会逐渐产生该问题,进而演化成带有一定差额的沉降状态,使车辆出现跳跃感,发生跳车危险。在具体的设计中可以采用预制管桩对桥头进行加固,将管材打入地基后连接桥台和路基;还应选择合适的填充材料对路基进行填充,随后压实,确保沉降问题得以解决。
1.2.3台背回填设计
在材料的选择上,岩渣、砂砾和石块等都是很好的填充材料,具有一定的强度且透水性较好,能够有效提升路桥连接处的稳定性;在质量控制上,应尽可能降低填充材料中的杂质,若有杂质极有可能导致回填的紧实度降低,因此有关企业一定要加强对填料质量的规范及控制。与此同时,常用的辅助填料有粉煤灰及聚苯乙烯泡沫(EPS)等,能起到很好的稳固作用。以粉煤灰为例,该材料具有较强的透水性、强度及压缩性,且实际重量较低,能够满足实际施工中的多种需求,应用效果较好。另外,在地质检测中,有关技术人员还应加强对土壤的塑性界限及液限的勘察,确保填充效果,提升路桥连接的稳固性及压实度,降低发生沉降的概率。
1.2.4切缝施工设计
在实际的切缝施工中,除了要保证切缝深度外,还应重点考虑沥青材料的平整度,并对切割宽度进行合理的计算。需要注意的是,若在实际施工中平整度存在一定误差应立即返工,不能得过且过,在再次测定平整度合格后才可以确认该工序完成。在切缝操作结束后,应对切缝一定范围外的混凝土进行保护,可以用塑料等材质的布将其覆盖,避免污染。
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2影响公路与桥梁伸缩缝的因素和设计优化
2.1影响因素
2.1.1温度变化
温度变化是影响桥梁伸缩量的主要因素,它分为线性温度变化和非线性温度变化,其中线性温度变化对桥梁伸缩量影响占据主导地位。桥梁结构在外界特定温度环境,梁体内部温度分布不均匀,梁体端部在材料热性能的变化下产生角变位。对跨径小的桥梁(L≤8m),线膨胀系数很小,可不予考虑;对大跨径桥梁,设计时必须引起足够重视。
2.1.2混凝土的收缩和徐变
混凝土的收缩、徐变是混凝土构件本身所固有的属性,也是一种随机现象。混凝土的配合比、水灰比、塌落度、水泥品种、温度、相对湿度、混凝土的加载龄期、持荷时间和强度等对混凝土收缩、徐变影响很大。钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥均需考虑其收缩和徐变。徐变量按梁在预应力作用下弹性变形乘以徐变系数ф=2求得;收缩量以温度下降20℃来换算。在安装伸缩逢时,收缩和徐变已经发展到一定程度,计算时应以安装时刻为基准,对混凝土收缩和徐变量加以折减。
2.1.3桥梁纵向坡度
纵坡桥梁中活动支座通常作成水平的,当支座位移时,伸缩缝不仅发生水平变位,而且发生垂直错位,其值等于水平位移值乘以纵坡。
2.1.4各种荷载引起的桥梁饶度
桥梁在活载、恒载的作用下,端部发生角变位,使伸缩装置产生垂直、水平及角变位,如果梁体比较高,还会发生震动。
2.1.5地震
地震对伸缩装置变位的影响较为复杂,目前还难以把握,设计时一般不予考虑,但有可靠的资料,能计算出地震对桥梁墩台的下沉、回转、水平移动及倾斜量时,设计时应给予考虑。
2.2公路与桥梁伸缩缝的设计优化
2.2.1合理设计伸缩缝
在实践过程中,伸缩缝的选项是设计工作的主要任务,而类型不同的伸缩缝,其适用的条件也有一定区别,最终发挥的性能也不一样。比如公路与桥梁施工中出现的板式伸缩缝,他的伸缩体是由橡胶和钢板组成中,通常将其使用到桥梁伸缩量低于60mm的施工中,可以产生较好的施工效果。而组合式伸缩缝的主要组成部分是橡胶板和刚托板,通常在施工中,是将其使用到伸缩量低于120mm的桥梁施工中。当前性能最强大的伸缩缝是模数式,他不仅能够在不同环境下使用,还能实现任意模数的拼组,比如从单缝到多缝,从90~1100mm,都能通过模数式伸缩缝来进行。
2.2.2确定裂缝宽度
施工中操作稍微不当就有可能出现跳车事故,从而对正常的行车安全造成极大的安全隐患。所以需要合理确定裂缝宽度,一般是在确定伸缩缝型号以后进行,而要对其确定需要对各方面因素进行综合考量,不能太大,也不宜过小,特别是板式伸缩缝方面,其很容易因为裂缝过大而产生各种影响。可以先在桥梁设置一定的接缝并通过切割来实现,采用小型伸缩缝来吸收裂缝。同时沿桥面纵向布置伸缩缝会因为纵坡较大而增加挠度差,要解决这一情况,可以结合伸缩缝和梁体,将整体性能加以强化,这种方法不仅效果好,且操作简单,是公路与桥梁施工中常见的一种措施。如果是非模数伸缩缝,其可能出现结合效果和固定效果不理想的情况,必须在设计时对其进行针对性的加强。伸缩缝要避免被雨水渗入,挡水措施需要设置在配合部位,同时也能将防水材料直接注入。
3结语
总之,市政道路与桥梁连接处和伸缩缝的设计对于城市行车安全起到很大的作用,在施工过程中,施工方应注意结合实际施工情况,制定合理的方案,积极应对出现的施工问题,把工程质量放在首位,最大限度的为城市居民提供一个安全、舒适的出行体验,降低安全出行风险。
参考文献
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[3]王敏.道路与桥梁连接处的设计与施工[J].山西建筑,2017(06):175-176.
论文作者:李凡
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签:伸缩缝论文; 桥梁论文; 公路论文; 桥台论文; 混凝土论文; 伸缩论文; 桥头论文; 《基层建设》2019年第20期论文;