茅梅花
摘要:在路桥过渡段,由于桥台和路堤之间存在强度渐变段产生不均匀沉降,出现桥台跳车现象,是公路工程中的一个突出现象,必须根据工程实际,进行全过程的系统的科学管理,加强结构设计,加强控制施工中的各个环节工序的工程质量,从思想上认识质量的重要性,从技术上加强管理,从客观上制定一套科学的管理程序,就能减少过渡段的不均匀沉降,从而减轻桥头跳车现象,提高社会经济效益。
关键词:路桥过渡段;施工技术
1 前言
高速公路和城市快速路的迅猛发展,公路桥梁和城市立交桥大量兴建,由于我国各相关行业对桥梁结构的设计比较重视,技术已相当成熟。但相对而言,对路桥过渡上的路基路面研究显得十分薄弱。
2 路桥过渡段路面施工技术
2.1 路桥过渡段路基路面施工常见病害分析
在桥涵、通道等构造物与两端路堤联接的路桥过渡段,路基、桥涵常因不均匀沉降而出现台阶,当此台阶达到一定数值,会使行车产生明显的颠簸跳动。由于车辆荷载的作用,一般的台阶呈现中间低两边略高的形态。桥涵两端台阶的产生和形成,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度视公路等级、路面类型、台阶高度、车辆种类和行车速度而异。
高速公路线形标准高,桥头引道路堤高,极易产生沉陷和变形,出现桥台与引道错台、桥台路基下沉、路面裂缝、不平,甚至积水等病害。这些病害使快速行驶的车辆颠簸、振动、跳车,产生噪音。
2.2 设置搭板
搭板的设置方法有三种:方法一从理论上讲是完善的,在搭板长度L范围内,在车辆荷载作用下,路面的弯沉逐渐变化,但这种方法给实际施工带来很大困难。方法二,它的特点是克服了方法一的施工困难,而且又有效地解决刚柔过渡的问题。第三种方法是采用预留反向坡度,即搭板与桥台连接处标高一致,而与路面连接端则高于设计标高,形成一个预留的反向坡,坡度大小根据路桥之间的沉降差而定,此法的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下,确定沉降差和预留反向坡度。
2.3 不设置搭板
目前,国内高等级公路在大中桥头处均设置搭板,但搭板一旦破坏,不仅严重影响车辆的正常通行,而且施工难度大、维修费用高。德国、意大利等国在桥头处不设置搭板。
如果不设置搭板,则应对台后填筑作周密设计和认真施工,对填料和压实应有更高要求,或采用专门的结构措施,如铺土工格网、填筑聚乙烯块等。具体做法在台后填筑和地基处理中加以论述。
2.4 台后填筑
桥梁两端路堤沉降由地基、路基、路面三部分压缩变形组成。其中,地基的压缩变形由路基路面的恒载和车辆荷载引起,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。
对于面层,若搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同,则不会产生沉降差,因此搭板上和桥面上应采用相同的面层结构和厚度。
2.5 地基处理
处理好桥背软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法,可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
2.6 台背排水
在路桥过渡段如果排水处理不当,会使水沿桥台路基连接处下渗,降低路面结构层的稳定性,路基和地基的稳定性,加剧错台和跳车。因此应根据台背填料类型、降雨资料及渗水量等选择适宜的排水方式,以疏干台后填料的水分。
2.7 其它
路基填土的固结时间随填土高度的变化而变化,路堤越高固结时间越长,高填方一般需经过一年的固结沉降方可达到基本稳定。但是,由于工期要求,不可能使所有台背填土都有足够的自然沉降期,构造物回填应在构造物完工后开工,使回填后的自然沉降能保证在三个月以上,对于设搭板的构造物,必须待回填土体的沉降趋于稳定,连续二个月的沉降都小于每月3mm方允许施工。
2.8 桥头换填施工技术控制
在以往的桥头回填施工中,因换填石灰土多处于素土包围之中,施工场地狭窄只能用小型机具进行处理,而且由于与素土接头处施工不便,往往出现问题,所以在公路施工中,应当把台背处的路基全部挖开,统一填筑石灰土,不再保留周围的素土。这样重型压路机就可以开进台背处进行碾压。虽然素土变更为石灰土提高了一部分造价,但这样既保证了台背回填质量,又减少了人工与小型机具费用,同时有利于缩短工期,平衡全线路基施工。
2.9 桥台混凝土搭板及其顶层施工技术控制
在混凝土搭板施工中,严格按规范规定要求立模,并保证混凝土表面坡度与平整度。因搭板靠近桥头处混凝土顶面距基层顶面距离较小、基层较薄,当压路机通过时,容易被压碎或形成薄饼。为了解决这个问题,规定凡搭板混顶面距基层顶面不足10cm的,在铺筑下面层时一律将铺好的水泥碎石基层凿除,统一用下面层沥青混凝土填筑、找平,从而保证了整个台背回填的整体强度。
3 存在的问题及改进措施
桥头跳车形成的最主要原因是台背回填压实度、灰剂量达不到设计要求,整体强度差,在车辆荷载作用下产生沉陷。桥头路堤一般位于天然地基上,如果在台背回填前不做处理或处理不彻底,在路堤填料的重力和车辆荷载作用下,地基将产生极大变形,而桥涵构造物一般采用刚性基础,其沉降量很小,若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将产生不均匀沉降现象,造成跳车。
桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基要存在允许变形,因此刚性桥面与柔性路面的衔接必然产生沉陷变化,这个问题在施工中仍没有彻底解决的方法,只能采用适当加长过渡路段长度予以缓解。
由于施工场地狭窄不利于操作及人为的疏忽,过渡段与路基衔接处往往是桥头的薄弱环节,易发生裂缝和桥头沉陷现象,因此台背回填土最好能与相邻路基同体施工,若确实不具备同体施工条件的则必须逐层加宽至少10cm成倒台阶施工,严禁直上直下填筑台背填土。
在实际施工中,有可能因路面结构层和桥面结构层施工不同步,在标高控制上产生误差。
为增强桥面结构层强度,将原设计的沥青混凝土铺装变更为5cm粗粒式沥青混凝土加4cm中粒式沥青混凝土,并向桥头两侧各延伸10cm,并同时在40m范围内用1%的纵坡进行调整。
4 结语
相对而言,路桥过渡段上的路基路面研究显得十分薄弱,被列为公路工程质量通病。桥面平整度差、早期损坏较普遍和桥台路基沉陷问题长期以来一直未得到根本的解决。因此,在分析路桥过渡段路基路面常见病害产生原因的基础上,提出了施工质量控制措施。