公路与桥梁连接处的设计研究

2020-10-12 12:22李真
中华建设 2020年9期
关键词:跳车桥台路桥

李真

公路作为我国重要的基础设施,其质量优劣在一定程度上关乎国民经济发展。城市发展进程加快,城乡建设基础设施建设也不断开展起来,公路桥梁工程兴起,并且以惊人的速度在增长,为社会和人们带来便利,促进了交通运输行业的繁荣,提高我国的经济水平。由此可见公路桥梁对于国家经济的重要性,本文基于公路与桥梁连接处设计进行分析,针对设计产生的问题进行优化,意在促进公路事业蓬勃发展。

公路与桥梁连接处是事故多发地带,对此,该区域的工程质量问题引起社会广泛关注。公路与桥梁连接处存在的问题一直是重点研究的难题,连接处沉降差对行驶车辆造成极大的影响,还缩短了公路的使用寿命。这就需要设计师在设计的时候充分考虑到实际中公路与桥梁连接处存在的问题,科学地进行设计,在施工期间严格监管施工质量,减少施工后交通运输过程中产生的安全隐患。

一、公路与桥梁连接位置问题及产生原因

针对于公路与桥梁连接处导致车辆出现跳车现象,需要从根源对问题进行分析。导致跳车现象发生的原因是连接处不均匀沉降、车辆行驶速度等问题导致,其中最主要的原因就是沉降问题导致车辆出现跳车现象。经过对连接处进行调查可以发现,跳车问题是因为连接处刚性结构与柔性道路结合位置导致错台,这才使得车辆出现跳车现象。了解到实际的情况之后就可以针对性地采取科学方案解决问题,防止跳车现象出现。

1.基础设计不科学

在设计过程中,材料选择上存在不合理现象。因为即使是相同的施工材料处于不同荷载下产生的塑性是不相同的,固结沉降系数也不相同。通常刚性小、压缩性强的材料产生的塑性和沉降系数会比较大,使得台背过渡路基与相邻路基纷纷产生较大的沉降,导致跳车现象出现。

2.施工工艺不合理

施工期间,施工工艺未能按照相关的规定进行,在对台背填筑的时候,速度过快造成路基出现沉降,增大沉降值,对周围结构产生积压。砌筑台前坡如果没有发挥其作用,就会产生滑坡现象。经过实际分析后发现,压实机械对于整个区域的影响十分明显,会造成桥梁基础损害和沉降,使得桥梁无法正常使用。台背填土施工时,施工人员需要注意桥头填土时形状的差异。施工时采用机械进行压实,人工压实很难满足工程对压实度的实际要求。

3.地基沉降对连接处的危害

大部分的桥梁工程都将位置设置在沟壑区域,这种区域通常那个拥有较高的地下水位,并且包含大量的软土路基,软土路基本身的承载性能极低,非常容易变形;并且其抗剪性能也不高,压缩系数小等问题都导致后期出现沉降问题,后期进行维护时也十分困难。

二、公路与桥梁连接位置设计要点

公路与桥梁连接处导致跳车现象,是多数桥梁工程中的常见现象。针对这种情况对连接处设计加大研究力度,总结新的技术。其中施工标准是保证工程实施的关键,对此也明确了一系列施工期间的具体内容,将其作为政府部门监管的重要依据。经过研究和实践,得到有效的成果,对于跳车问题可以完美解决,充分保障了交通运输的安全性。

1.优化排水设计

通常排水不畅,会导致公路与桥梁连接处出现沉降,对路桥的安全性造成影响。对此,需要重视排水问题,并对其进行优化和完善,针对性的进行设计,用科学的设计保障连接处的质量完好。

(1)提前做好勘察

排水设计需要设计人员事先对公路与桥梁所在的区域进行实际考察,根据当地的实际情况,落实好连接处的优化设计,为排水系统可以有效的排水提供保障,并且满足路桥连接处的设计。

(2)综合考虑影响因素设计

为了确保排水设计的有效性,实现对其设计优化的目标,需要设计人员充分借助自身的专业能力,对路基所产生的不利影响进行综合考虑,结合不利因素落实好排水设计工作,并对实际的排水效果进行评测,提高排水系统的运行效率。

2.台背回填处理方式

上述提到过,材料选择不合理会造成路桥连接处出现问题。因此,材料选择对于路桥质量至关重要,首先应该选用压缩性小、透水性强的材料,并以砾岩、砂砾等作为填充的最佳材料。一旦施工中选用了透水性好的土或者黏土作为材料,需要使用三级以上不小于6%的石灰进行混合改良;如果选用的材料是砂土或者粉土此类塑性较差的土壤,需要通过硅酸盐水泥为其提升塑性,同时还可以适当加入筋土进行混合,保障土壤的性能。对于路基上部的位置,可以使用水泥来改变层次,提升路基的强度。沿着路堤纵向设置10m 开外的结构用以稳定,并加入水泥提升结构的性能,在路基与桥台连接处设置比例相同的坡度,用这种方式来提升连接处的性能,在设计合理的基础上,将两种方式结合在一起会得到更好的效果。

3.台背回填处的压实

路桥上台背回填的位置特殊,与普通路桥连接位置相比较,是比较难以处理的碾压位置,因为位置特殊,使得碾压设备无法完全从上面进行碾压,碾压距离过近会给桥台造成影响,这就需要合理控制回填厚度,但又要保持压实度在95%以上。使用的回填材料需要对其粒径进行严格把控,每一个粒径的径长不得超过5cm,并且需要具备较好的透水性。进行碾压时,因为大型设备无法进行碾压,可以选择小型的碾压设备进行操作,对于一些机械无法达到的位置和死角,可以通过人工的方式进行压实。

4.采用“填筑路堤预压”施工法

对路基两侧位置沉降进行控制,可以有效抑制路桥路堤与桥台结构物产生的沉降,想要合理的控制需要结合填筑路堤预压的方式进行解决。首先通过路基排水固结的作用,将水分排出使路基凝固,沉降完成后进行施工。设置好桥台的位置,这样才能进行主体部分施工,对于路基部分想要控制其质量还是要从材料上选择,通过选择高强度、透水性高的材料进行填充,同时不要忘记配合合理的级配参数。压实后,需要对压实的部分进行检测,要确保压实度在95%以上,才能满足实际要求,否则会产生质量上的问题,给路桥连接处造成影响。

5.施工新方式减少桥头“跳车”现象

搭板设置实验验证了柔性路堤会产生较大沉降,影响桥台结构,减少跳车现象产生。对此,需要选择最科学的搭板设计方案。另外,在该方案可行的前提下,对于二次跳车现象也可以适当进行优化,将搭板尾部放置一条5cm 左右的浅埋变厚式埋板,路桥连接处的位置可以按照实际需求制作成厚式板。对于公路与桥梁连接位置来说,其质量受诸多因素影响,还需要结合不同的情况实施科学的解决方案。

三、公路与桥梁连接处的设计分析

我国对于桥梁设计方面具有明确的规定和标准,两者存在的差异性也是跳车现象产生的原因。国家规定公路在应用过程中,桥台与路堤沉降不高于10cm,一般公路则不高于30cm,这样产生的差距过大。经过对比和研究后,可以发现多数桥台基础都位于承载性高的土壤中,通过合理布置其位置提高承载力,这样不会出现过大的沉降反应。但是后续回填时,遇到软土结构无法有效处理,使得土壤固结压缩,出现沉降差。实验证明错台高度相差在1.5cm以上就很容易出现跳车现象,因此需要在设计时充分考虑,避免跳车现象出现,保障路桥的安全性,为交通运输提供便利。

四、结语

综上所述,通过对不同设计要点进行明确,可以有效提升公路与桥梁连接处的质量,保障交通运输的安全性。在设计过程中,针对连接处问题深入研究,可以丰富设计内涵,为以后的桥梁建设事业发展打好基础。对此,需要给予公路与桥梁设计足够的重视,明确好连接处的相对应设计点,优选专业能力过关的设计人员,为设计提供优质的设计思路,高效完成设计工作,推动交通运输业和公路桥梁发展。

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