橋梁橋頭過(guò)渡段路基路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析論文
摘要:基于橋梁橋頭過(guò)渡段的重要作用，對(duì)橋頭過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，針對(duì)橋頭過(guò)渡段的路基路面設(shè)計(jì)的要點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，以期為橋梁橋頭設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞:橋梁，橋頭過(guò)渡段，路基，路面
0引言
橋梁橋頭過(guò)渡段是橋梁與道路銜接的重要之處，是路況變化并影響行車的節(jié)點(diǎn)，如果處理不好，十分容易出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，為保證行車安全，提高行車舒適度，提高橋頭過(guò)渡段路基路面的設(shè)計(jì)水平是很有必要的。橋梁是整個(gè)道路路線設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的構(gòu)造物，在工程設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要地位，而橋梁的橋頭過(guò)渡段是連接橋梁和道路兩種不同的設(shè)計(jì)體系的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)于保證橋梁與道路完美結(jié)合起著重要的作用。
1橋梁橋頭過(guò)渡段研究概述
實(shí)現(xiàn)路與橋相接的“剛?cè)徇^(guò)度”是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，通過(guò)國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的不懈研究，對(duì)于解決橋頭過(guò)渡段跳車的問(wèn)題已經(jīng)探討出了一些思路和方法。其中一種方法是在橋臺(tái)的臺(tái)背回填范圍內(nèi)，回填物質(zhì)的材料是變剛性材料，能夠很好的適應(yīng)道路與橋梁兩種不同剛度的過(guò)渡，但是此種方法實(shí)現(xiàn)難度較大。還有一種常見(jiàn)的方法，應(yīng)用某種材料，其性質(zhì)兼顧路基土與臺(tái)背回填土，并且采用橋臺(tái)附近遠(yuǎn)薄近厚的回填方式實(shí)現(xiàn)過(guò)渡。另外，為了能夠使兩種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抗變形能力上的過(guò)渡，設(shè)計(jì)中路面下的結(jié)構(gòu)形式由“對(duì)接”改為“搭接”，例如設(shè)置橋頭搭板，增加橋頭處的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2橋頭過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)組成
橋頭過(guò)渡段即是橋梁與道路銜接的過(guò)渡部分，自下而上的結(jié)構(gòu)組成為土基部分，墊層部分，底基層部分，基層部分，橋頭搭板以及面層部分。堅(jiān)固的基礎(chǔ)是保證上層建筑穩(wěn)固的重要因素，土基也是一樣的，必須緊密堅(jiān)實(shí)，那么在設(shè)計(jì)中對(duì)于影響土基穩(wěn)定性的因素要加以處理，比如水對(duì)土基的危害。設(shè)計(jì)中要采用有效的防、排水措施，對(duì)地表水?dāng)r截，地下水引導(dǎo)以保證土基安全穩(wěn)固。另外，土基回填材料的性能要做好篩選，干濕情況是影響壓實(shí)度的最直接，亦是最關(guān)鍵的因素，對(duì)于壓實(shí)度的控制要做到嚴(yán)格要求，同時(shí)與上層的密實(shí)度實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。墊層不是橋頭路基過(guò)渡段必須設(shè)置的結(jié)構(gòu)層，但是對(duì)于處理位于地下水位過(guò)高時(shí)的路基有著良好的效果。一般采用砂礫、碎石、粗砂以及礦渣等孔利率較大的材料作為墊層的鋪筑材料，其原因就是材料的透水性較好，能夠及時(shí)排除地下滯留的.自由水，以保證路基的干燥以及良好的結(jié)構(gòu)性能。底基層與基層同屬于基層部分，是主要的受力結(jié)構(gòu)層，因此要求其具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以及抗沖刷能力，如果是在冰凍地區(qū)還應(yīng)有足夠的抗凍性。橋頭搭板位于橋梁與道路路面的連接處，搭板的設(shè)置與否以及設(shè)置形式根據(jù)公路等級(jí)和相關(guān)要求等視情況確定。當(dāng)有搭板時(shí)，其幾何尺寸以及埋置深度、搭接形式、是否配筋或加設(shè)枕梁等設(shè)計(jì)均應(yīng)貼合實(shí)際，做出最適合的設(shè)計(jì)成果。搭板以下部位要做好路基處理，通常加強(qiáng)層厚度不小于2m，范圍超過(guò)搭板長(zhǎng)度至少1m，材料與基層相同。通過(guò)大量的試驗(yàn)和實(shí)際施工證明，橋臺(tái)回填處理時(shí)的加固程度對(duì)于橋頭跳車有所影響，因此通常其壓實(shí)度要超過(guò)95%，才能最大限度的減小橋頭跳車情況。對(duì)于面層，沒(méi)有特殊之處，主要也是使道路更加平順，并且承受車輛磨耗，設(shè)計(jì)中采用與正常道路相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，橋頭引道的路基與路面設(shè)計(jì)也是值得注意的環(huán)節(jié)，做好相應(yīng)處理能夠在一定程度上規(guī)避路基沉陷，避免跳車。
3橋梁橋頭過(guò)渡段呈現(xiàn)不均勻沉降的原因
3．1回填材料壓實(shí)度不足
引起橋頭過(guò)渡段不均勻沉降最常見(jiàn)的原因就是臺(tái)背回填材料壓實(shí)不足，施工單位為趕工期，縮減成本或者為跳過(guò)檢測(cè)的繁瑣步驟，對(duì)路基的壓實(shí)度未滿足要求即進(jìn)入下一道工序，為橋頭過(guò)渡段留下隱患。
3．2病害路基未做處理
當(dāng)橋頭過(guò)渡段地基存在病害時(shí)未及時(shí)作出正確的處理，直接鋪筑造成后期的明顯沉降。當(dāng)有軟土地基時(shí)，如果處理不當(dāng)，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，這是造成路橋過(guò)渡段路堤沉降的主要原因。
3．3過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷
設(shè)計(jì)勘察與地質(zhì)勘探過(guò)程中鉆探點(diǎn)過(guò)少或鉆進(jìn)深度不足，導(dǎo)致誤判地基類型或?qū)τ谲浲恋鼗纳疃群头秶綔y(cè)錯(cuò)誤等等均會(huì)致使采取的處理方法欠妥，影響設(shè)計(jì)結(jié)果。橋頭過(guò)渡段中采用橋頭搭板的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)剛?cè)徇^(guò)渡的情況屢見(jiàn)不鮮，但是在設(shè)置搭板厚時(shí)并未減輕跳車現(xiàn)象、搭板出現(xiàn)斷板等情況也時(shí)有發(fā)生，究其原因設(shè)計(jì)的缺陷對(duì)此影響較大。通常情況下的搭板長(zhǎng)度為6m～8m，若過(guò)渡段為高填方路堤，相對(duì)沉降量大，搭板長(zhǎng)度不足則失去了其應(yīng)有的作用，仍然會(huì)產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。搭板設(shè)計(jì)過(guò)程中遺漏臺(tái)后路基沉降因素，造成設(shè)計(jì)的搭板強(qiáng)度未滿足要求，出現(xiàn)斷板，引起橋頭線形突變，誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。
4橋梁橋頭過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4．1變形控制
橋頭過(guò)渡段的變形控制十分關(guān)鍵，需要注意兩項(xiàng)原則，首先是根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，橋頭過(guò)渡段的工后最大沉降的允許范圍為10cm，當(dāng)滿足沉降曲線換算的工后沉降量低于容許值，同時(shí)在2個(gè)月～3個(gè)月的觀測(cè)期內(nèi)，平均沉降不超過(guò)6mm，方可進(jìn)行后續(xù)施工工作。其次是當(dāng)路面局部縱坡達(dá)到0．5%時(shí)，車輛行駛會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)或搖動(dòng)現(xiàn)象，所以，通過(guò)分析不均勻沉降值對(duì)路面結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力的影響，建議路橋過(guò)渡段的沉降差值控制標(biāo)準(zhǔn)以5cm為宜，路橋之間形成的沉降坡差以不大于0．4%為標(biāo)準(zhǔn)。
4．2緩和過(guò)渡段的設(shè)置
根據(jù)規(guī)范要求以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)所得，為降低橋梁與道路的差異沉降，緩和過(guò)渡段的設(shè)置也是設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的部分。從道路到橋梁的結(jié)構(gòu)形式跨越很大，剛度變化也很明顯，當(dāng)遇到軟土地地基時(shí)，需要設(shè)置一定的強(qiáng)度過(guò)渡段，對(duì)應(yīng)的地上路基也應(yīng)如此。為保證路基強(qiáng)度能夠充分過(guò)渡，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定要求在剛?cè)徇^(guò)渡過(guò)程中應(yīng)用不同級(jí)配的填料鋪筑50m強(qiáng)度漸變的段落，如因條件限制，設(shè)置的過(guò)渡段無(wú)法達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度，也應(yīng)不小于30m。若不是軟土地基的情況，并且沉降要求如上文中以5cm為標(biāo)準(zhǔn)，那么過(guò)渡段的長(zhǎng)度還應(yīng)大于13m。
4．3地基、路基條件
土工合成材料的加筋路基產(chǎn)生作用的前提是地基具有足夠的承載力，而不是依靠材料來(lái)提供承載力，所以橋頭路基處理的關(guān)鍵還是在于地基的處理，堅(jiān)實(shí)的地基才是防止沉降的根本所在，合成材料以及系列的加筋措施只是錦上添花，因此，橋梁橋頭過(guò)渡段應(yīng)確保工后沉降不大于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差不大于0．4%。
4．4橋梁橋頭過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)型式
4．4．1加鋪土工格柵
橋頭過(guò)渡段填土路堤加鋪土工格柵能夠起到以下幾個(gè)方面的作用:1)土工格柵很大程度上提高了土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)能夠有效的防止土體側(cè)向變形，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。2)加鋪土工格柵能夠減小路基沉降，當(dāng)土工格柵與路基土結(jié)合產(chǎn)生的摩擦力能夠臺(tái)背填土的垂直應(yīng)力，提高路基承載力。3)加入土工格柵使得土體具有一定的彈性，在荷載作用下的累積變形很小，因此是橋頭過(guò)渡段的常用結(jié)構(gòu)形式，其各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，如設(shè)置間距和長(zhǎng)度等按照相關(guān)規(guī)范確定。
4．4．2搭板設(shè)計(jì)
雖然橋頭搭板的設(shè)計(jì)模式不是完全統(tǒng)一的，但其一般的設(shè)計(jì)原則是有跡可循的，一般情況下的搭板長(zhǎng)度為6m～8m，具體原則為:當(dāng)路基發(fā)生沉降后，其允許傾斜角度在1/200～1/300內(nèi)，其長(zhǎng)度超過(guò)臺(tái)背無(wú)法壓實(shí)的土體，結(jié)合受力狀態(tài)，按照規(guī)范提供的相關(guān)計(jì)算方法，計(jì)算出搭板長(zhǎng)度。
5結(jié)語(yǔ)
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在我國(guó)發(fā)展中的地位不可動(dòng)搖，橋梁工程在其中也是起到舉足輕重的作用，橋梁結(jié)構(gòu)的安全牽扯甚廣，必須基于足夠的重視，雖然橋頭過(guò)渡段在路橋工程中占據(jù)很小的部分，但是如果設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，造成的后果也是很嚴(yán)重的。為此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員提升自身業(yè)務(wù)水平，提供高質(zhì)量的設(shè)計(jì)成果，才能讓行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越好。
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