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摘要:路桥过渡段的质量会直接影响车辆通行的安全性和舒适度,因此要做好相关的设计工作,为人们的出行提供保障。
关键词:路桥工程;过渡段;结构设计
引言
路桥过渡段路基路面是整个公路系统的重要组成。基于此,首先阐述路桥过渡段路基路面结构设计的重要性,随后分析当前设计存在的问题与缺陷,最后提出科学、合理的设计对策。以期为相关工作提供参考借鉴。
1路桥过渡段路基路面结构设计的必要性
(1)保证路桥过渡段路基路面结构设计质量,使路面的过度更加平顺,车辆在此处通行时会更加平稳;因此为充分保障通过时的平稳与安全,驾驶人员会在经过此路段时控制车速,在爬坡时会降低车速,增加通过时间,当出行高峰车流量大时,会导致车辆滞留阻碍交通。(2)线形及道路平整度是行车安全及舒适度的保障,如果设计不规范,极有可能在过度路段出现高度差,导致车辆通过时有明显颠簸,明显降低行车舒适度,如果通过时车速过快,会对车辆及车内乘客安全构成威胁。(3)路基及路面的结构设计直接影响到后期的运营及养护,如果在设计上出现问题,势必会导致路桥过渡段的质量较差,出现表面破碎、裂缝、渗水等情况,除了降低舒适度及安全系数外,还会增加维修养护次数,增加维修成本。因此做好路桥过渡段路基、路面结构设计也是降低路桥运营养护成本的需要。
2设计的现存问题及缺陷
2.1总体结构存在缺陷
当前依然存在设计结构存在缺陷的问题,结构设计不合理、不够科学,是导致桥头跳车情况的主要原因,问题主要表现在:定型搭板的长度、强度等规格和实际所需规格之间存在较大的偏差,达不到相关标准要求。究其原因,是因为设计人员忽略了搭板设计的重要性,没有重视这项工作,同时有的设计人员能力有限,无法切实做好搭板设计工作。
2.2软土地基的处理方式欠妥
在国内桥梁工程项目建设中,软土地基是十分常见的一种地基类型,变化性强、稳定性差、透水性低是该类地基的主要特点。基于此,设计时要进行充分地分析评价,选择最为适宜的软土地基处理方式,一旦有错,会直接影响后期桥梁工程的稳定性,还会导致过往车辆出现桥头跳车情况,严重者会出现路基坍塌事故,造成无法估量、不可挽回的损失。可是,国内部分企业的设计人员在进行软土地基处理时,即便使用了不当的处理方式,也没有认识到,还依旧在沿用。
2.3边坡防护工作存在问题
通过查阅文献和参考实际数据,我国沿海及南部地区的路桥工程比其他地区的路桥工程损害要大很多,因此要格外注意路桥工程边坡防护工作。如果没有采取有效的边坡防护措施,就会造成路桥放水与排水达不到预期的设计,在雨季积水太深,受到持续冲刷时桥台背上的填土被雨水冲掉,导致工程材料的浪费,还会引发安全隐患,严重的甚至会导致路基路面坍塌。为避免在填筑施工过程中路基路面出现滑坡现象,需要根据当地的实际情况,采取合适的边坡防护措施。但是,目前边坡防护工作还存在着诸多突出问题,存在着不合理性,在到了雨季时,很难阻挡雨水对于路基路面的冲刷。这种情况在东南及南部地区尤为严重,北方的道路桥梁工程则比较少见。
3路桥过渡段路基路面的结构设计
3.1无搭板辅助的结构设计
该设计的重点在于后台填筑及地基,我国大部分路桥工程在路桥过渡段的处理时都应用搭板辅助的结构设计,但应用无搭板的结构设计能够保障工程的效率及质量,在进行后台填筑后能够进一步提升路基路面承载力,保障路桥过渡段的性能。在选择后台填筑的用料时,可考虑粗砂等渗水性好、易于压实的填充材料,同时也可加入石灰、煤灰等无机结合物加以处理。在填筑时确保填充物充分压实,可利用分层压实的方法,保障压实系数在96%以上。
对于地基处理问题,如果路桥过渡段在软土地基上,则要对此路段进行硬度提升和加固处理,结合软土地基地质的实际情况设计出地基的处理方案,保障地基承载力符合路桥运行要求。以上海地区的路桥过渡段工程处理为例,该区域的地基土质较为松软,几乎所有的大型建筑工程都要对地基进行特殊处理。经勘测,施工路段存在厚度较大的软弱下卧层,路桥过渡段的桥头填土量较大,而填筑会使道路一侧有较为严重的沉降,这就导致桥梁与道路间存在较大落差,从而产生各种不良影响。当发现问题时,该项目团队对桥接坡30m范围内的软土地基应用单轴双向水泥搅拌桩处理工艺,经过对地基的特殊处理后,路桥过渡段的承载力得到明显改善。
3.2有搭板的路基结构设计
3.2.1搭板形式及埋置深度的设计
目前为止,公路桥梁过渡段路基路面的搭板结构形式主要有3种,分别为:等厚型、变厚度型和台阶型。搭板埋置按照不同的埋置深度,还分为高置型、中置型、低置型。在决定搭板埋置深度时,要根据路面的具体结构来确定,水泥混凝土路面可使用高置式钢筋混凝土搭板,以直接承受外部负荷的作用;引桥为沥青混凝土路面虽然也可使用高置式搭板,可是路面与搭板连接位置会存在错台或不同程度的凹陷,行车的舒适性大大降低,因而当路面是沥青混凝土路面时,埋设方式选用低置式或中置式比较合适。
3.2.2搭板的长度设计
搭板长度设计时要考虑4个条件:①经沉降后路桥搭板的纵坡变化值不能高于最大容许值。②搭板的长度要长于台后损坏棱体的长度。③搭板的长度要跨越填土之前预留缺口的上口长度。④保证有效的搭板受力长度。在上述4个条件中,设计者要高度重视第①和第③个条件,并严格执行落实。另外,由于随着板长的增加,搭板的受力性会随之增强,因此设计的搭板长度最短不应低于5m,大型路桥可以将长度设定在8~12m,中小型路桥可设置在6~8m。
3.2.3搭板的厚度设计
分析路桥桥梁搭板的向应力可知,搭板的厚度呈反比关系与位移,但两方向板底最大弯拉应力有增强。对此,在设计搭板厚度时,可以通过位移来计算。目前小型路桥桥梁搭板普遍设计的厚度为20~35cm,大型路桥搭板厚度普遍设计为30~40cm。设计时要格外注意,要使搭板的长度与厚度保持协调。
3.2.4搭板宽度设计
当搭板宽度增加时,位移也会随之增加,两者呈正比关系,但板低的最大弯拉应力会降低。基于此,设计人员应将缘石与搭板之间的间距控制在0.5m左右。笔者总结多年工作经验,建议在搭板宽度设计时,应将桥面宽度作为主要参考数据,使桥面宽度与搭板宽度保持相等。
3.2.5搭板与桥台的连接设计
设计搭板与桥台的连接是路桥路面结构设计的重点。设计时要将搭板的近台端放到桥台上面,通过锚筋连接搭板与桥台。为避免水分进入,要用沥青玛蹄脂肪填充搭板与桥台的接缝,还要在搭板与台顶之间设置锚栓,使远端地基强度得到加强,防止出现过大沉降。为了方便后期维护,可以将灌浆孔及检查孔合理设置到搭板近台端。实现科学、合理的搭板与桥台连接设计。
结语
通过分析实践可知,影响路桥过渡段路基路面质量的因素众多,面对有可能存在的问题,设计人员应结合当地实际,充分发挥自己的才智,确保路桥设计的合理性、科学性、实用性,以提升使用舒适度、工程整体质量为目的,保障施工工作的顺利进行,促进地区经济的快速发展。
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