高等级公路桥头跳车的成因及处治对策
来源:优易学  2011-12-22 15:03:02   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

   4设置桥头搭板
    在桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上,用锚栓固定,另一端、可直接置于石灰稳定土或路面基层上,不设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定,可选用4m、6m、8m、10m、12m几种长度。搭板的受力形式多种多样,在顶、底面配置足够数量的受力钢筋,搭板的下面设不小于2m厚的石灰稳定土或碎砾石垫层,石灰稳定土或碎砾石垫层应在两则铺至边坡面处,并顺路方向铺至搭板外2~3m.路径≤3m 的明涵和暗式涵洞通道可不设桥头搭板,但台背填料应选用砂砾或石灰土,由挖除表土后的地面起进行填筑至路基顶,可选用小型振动式压路机碾压,压实度同前。
    5严格控制填料质量及填筑施工
    众所周知,桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降,由于填土的内摩擦角较小,加之压实质量的影响,所填路基的压缩沉降一般较大,因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,如岩渣、碎石等。同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背填筑透水性材料,还应满足一定长度和宽度的要求,通常情况下基底处长度42.0m,与路基衔接处一般应留≯1∶1的斜坡或台阶形式。
    填筑透水性材料,施工应掌握以下几点:
    (1)控制填料质量,其细料含量不宜过大。
    (2)台背填筑前,在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟。
    (3)台背填筑透水性材料前,应完成台前防护工程及桥梁上部结构。
    (4)应注意结构物两端对称填筑施工。
    (5)严格按有关规程作业,控制每层填筑厚度和碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,透水性材料采用孔隙率控制其施工压实质量,其一般不宜大于15%.
    若透水性材料来源困难,可采用细粒土填筑,并执行有关规定,土质不好,含水量高的必要时可掺小剂量石灰、水泥或土壤离子稳定剂等进行处理。 
    在桥涵施工中,注意桥台砌筑与路基填高相结合并分层压实到路基处理高度,要达到压实度标准。
    6桥头路面作特殊结构处理
    考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡,可采取以下措施:
    (1)设置枕梁和搭板
    枕梁和搭板根据不同情况应采取不同的布设方式:
    ①桥梁为正交时,搭板预制安装,板顶浇6cm厚30号钢筋或钢纤维砼铺装层,在搭板与砼路面相接处设置胀缝,在与搭板邻近的2~3块路面的板缝连续设置胀缝。
    ②桥梁为斜交时,除用钢筋砼搭板和铺装层整体现浇完成以外,还另设钢筋砼渐变板。 渐变板的块数视桥梁斜交角度大小而定,大于70 °、70°~45°和小于45。时分别设1、2、3块板或以上,并考虑受力关系,其短边应≮5m,长边≯10m, 搭板按简支计算配筋,渐变板按构造钢筋位于板面下1/3~1/2板厚范围。实践证明采用此措施还应考虑到:①搭板 的长度确定至关重要,一般采用>5m长搭板为佳,且其长度与路堤填高成正比,并与土基状况有关。②搭板 按简支板进行内力优化并配筋,面层按构造钢筋配筋,但在荷载作用于搭板时,板下路基会起到一定的 支承作用,尤其当枕梁下沉时,部分搭板更受到路基支撑,使板顶产生局部拉应力,对这种复杂的受力过程 ,设计时难以确定,故配筋与实际会有出入,枕梁按弹性地基梁计算,其关键问题在于确定地基(路基)反力 的分布规律,而截止到目前关于弹性地基结构计算的各种理论都只是部分地、不同程度地反映地基的实际性 质,只在一定范围内比较符合实际,故对于不同计算方法的适用范围应予特别注意。③搭板顶面设置何种铺 装层,设计时应考虑当其出现沉陷时需要使用的修补材料、修补方法,并结合实际情况及相关问题,进行 处理以达到满意效果。
    (2)设置变厚式埋板
    对沥青砼路面,在桥台连接处增设变厚式水泥砼埋板,对水泥砼路面,则将连接处的路面板改为变厚式。在搭板、埋板或变厚式板下,为保证连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均渐次变化,宜采用强度及回到弹模量均高于土基的路面结构层材料,以提高该部位的整体受荷和抗冲能力,利于减小错台幅度,调整不均匀沉陷。
    (3)路面类型过渡
    桥头不均匀沉降原因多,且难于根除,为此应根据桥涵的长度和接线填 方长度在桥头一定长度范围内铺刚性过渡层或沥青过渡层。 
    对桥头路面接缝进行处理
    (1)桥梁与水泥砼路面间的接缝处理不好常形成错台,产生桥头跳车,使板局部遭到破坏,采用图1所示形式连接处理。其可基本消除面板因温度应力挠曲变形而产生局部应力,进而减小板底结构的不均匀沉陷导致的错台,并实现板底由半刚性向桥台刚性过渡的设计要 求,避免了因局部薄弱而产生的病害。
    (2)桥梁与沥青路面的接缝,往往由于该处沥青路面难以碾压密实产生沉陷、错台或沥青路 面受推移造成拥包。
    (3)水泥路面与沥青路面间的接缝,亦可采用类似处理措施得到解决。
    (4)严格质量管理,确保合格工程。严格质量管理,关键在于建设单位及其主管部门,特别 是设计施工单位的协调努力,共同遵照设计施工规范、施工程序、技术标准和操作规程以及严格的质量 和监理,以确保合格工程才能避免桥头跳车病害发生。
    四、防止产生桥头跳车对策实例
    1上海龙阳路立交桥防止桥头跳车实例
    该立交桥桥头地段,地表1.6m以下有厚约20m的淤泥质粉质粘土,故采取以下处理措施,以避免桥头跳车。
    (1)在路面底至地面垂直距离H≥1.5m处,采用粉煤灰填筑路堤。因粉煤灰质轻,透水性好,后期强度高,可有效降低地基应力,减少软土地基沉降。同时路堤竣工后沉降量小,使桥头的沉降差减小 .
    (2)在≥3m的桥头高路堤地基中做水泥加固粉喷桩。根据地基强度及路堤(或挡墙)完工后容许的剩余沉降量要求,确定桩长9~15m,间距1.5m.
    (3)桥头设置搭板,桥头路堤剩余沉降量虽控制在10cm内,但仍出现与桥头错台,因此经在桥头设55m长钢筋混凝土搭板通车三年后营运情况良好。
    2(北)京石(家庄)公路某立交桥
    该桥为桩基重力式桥台,摩擦桩长25m,台后路堤设计高度5.5m.施工时台后预留底宽9m,顶宽15m的缺口,架桥后用级配砂砾石填料并经振动碾压回填,其路堤先于缺口5~6个月填筑完成。
    当台后路基将填筑到设计高度时,离台面1~2m处出现有若干0.5~1.5cm宽、贯通路基并继续发展的横向裂缝。原因是在其地表1.0m以下有新近沉积厚约2.5m的高压缩性淤泥质粘土。因其变形量大,沉降持续时间长,缺口处路堤完工后沉降将超过10cm,遂决定采取处理措施。
    基于靠近路基下卧软土层的厚度相对不大,填料系属透水性材料,采用超载预压。
    (1)根据地基、路堤稳定性允许的堆载时间,超载比取50%.
    (2)由确定的超载比反算地基和路堤的稳定性,得出最小安全系数K=1.18.
    (3)超载预压设边桩、沉降板进行观测,15h后测得路基堆载总沉降量12~13cm,因此采用措施产生了效果。
    (4)分格计算沉降观测数据,得出剩余沉降量约为2.1cm,确定桥台背设置8m长搭板,可以调整沉降差异。通过上述处理措施该桥通车至今无跳车现象。
    3宁波外环线城西路某桥梁
    该桥与路线正交,原设计桥台背采用5m钢筋混凝土搭板一端置于桥台盖梁,另端搁置路基枕梁与水泥路面相接的处理方法,但效果不理想,仍存在跳车。为此先后考虑采用以下方案进行补救。
    (1)预设枕梁处计算沉降量,抬高枕梁标高、施工,以待其下沉回复,但竣工运营一年未能如愿。分析原因在于沉陷数据计算难于与施工实际中质量控制因素相吻合。
    (2)拟在枕梁下预设安放千斤顶的空间,搭板按设计标高施工,待其完成后在日后沉陷时将千斤顶置入枕梁下的预留空间顶起填塞,使梁恢复设计标高,但如此实施难度较大,且预计处理后的路面平整度较差。 
    (3)仍按设计标高完成搭板施工,在其上铺筑沥青面层,如此若日后枕梁下沉,只需加铺沥青混凝土或沥青砂,简单易行,利于养护。
    4宁波丹孟路宁兴桥
    在该桥与路相接处,铺设80号块石凿制的尺寸为25×25×40cm的条石(或混凝土预制块),以利于出现沉陷时用人工翻修,直至过渡段沉陷稳定后,拆除安装搭板。设计时,为使搭板届时能妥善安装,在桥台一端的盖梁上预留支承口,另端铺设10m长过渡段,以利架设枕梁承放搭板而不破除混凝土路面,经此处置投入运营三年,车辆都能平稳通过而不跳车,成效显著。

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