桥头跳车病害防治及维修措施浅析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsdemon8911
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:桥头跳车现象是公路桥梁上的质量通病,是公路中常见的病害之一,也是多年来困扰公路行业的一大难题。本文通过对桥头跳车产生的原因进行分析,提出了一些实用而有效的防治措施和维修办法,希望能为相关设计、施工和维护人员提供参考。
  关键词:桥头跳车;路桥过渡段;病害;沉降差;处理
  
  中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
  
  桥头跳车是指公路桥头由于桥涵构造物两侧与路基填料衔接处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面出现台阶等显著的纵坡变化和刚度变化,从而导致车辆通过时产生跳跃的现象。它是公路桥梁上的质量通病,对行车安全和舒适性产生严重影响,而且跳车产生的冲击力会导致路面、路基和桥梁结构的进一步损坏。
  据资料统计,美国大约25%的桥梁受到桥头跳车的影响,每年为此花费的修理费用高达1亿美元以上。我国公路建设中,由于多方面的原因,桥头跳车问题也未得到很好的解决,投入使用的公路,尤其是高速公路,由于桥头跳车导致的维护费用也非常高,同时还降低了行车的舒适性,甚至引发交通事故,造成巨大的经济损失,成为我国公路基础设施建设中急待解决的问题。所以通过对桥头跳车产生的原因进行分析,提出防治措施和维修办法,对提高行车安全性和降低工程造价有着重要的意义。
  一、桥头跳车产生的过程及原因分析
  1.桥头跳车产生的过程
  (1)桥梁和桥头路基完工后,台后路基已开始固结沉陷,台后路堤高度最高,沉陷量亦最大,以后随高度下降而略减,沉降顶面坡度稍小于竣工坡度的曲线,由于压实
  的路堤土壤与台背面有一定的黏附力,桥台和路堤在顶面A点处连接在一起,见图1。
  (2)通车后,由于车辆荷载及其冲击力,路面沉降加大,A点处桥台和路基开始脱离,路面低于台面形成错台,但在0~5mm以内尚无跳车之感,见图2。
  (3)随时间的推移,路基沉陷继续加大,错台加大到10~15mm,车辆通过时开始跳车,冲击力加倍,在A点处形成缝隙,路面开始出现裂纹,见图3。
  (4)上述过程继续发展,桥头附近形成一凹下段,长约3~5m ,A点处台、路之间缝隙和路面裂纹开始渗水,恶化了路基稳定条件,见图4。
  
   图1路桥过渡段沉降前期变化图 图2路桥过渡段沉降中期变化图
  
  
   图3出现桥头跳车现象示意图 图4桥头跳车现象加剧示意图
  对于桥台为深基础,施工时桥台附近未按规定压实以及养护不及时,将加速桥头跳车的形成。
  2.桥头跳车产生的原因
  公路桥台与路基的处理是一项容易被忽视而又不容易做好的工作,处理不好往往会在路桥过渡段处出现台阶,车辆通过时产生腾空现象,即跳车,这对行车安全有很大的影响,总结已有的路桥过渡段跳车产生的原因,主要有以下几点:
  (1)构造方面:由于桥台与路基的分界十分明显,分界线前后一侧是刚体,另一侧是柔性体,在结构刚度上本身就存在很大差异。
  (2)设计方面:由于桥台和路基分别按各自的标准进行设计,构筑物连接处没有共同的设计参数控制,加之在结构上又没有进行特殊设计,所以由于路基沉降量大而导致错台形成。
  (3)施工方面:造成桥头跳车的因素很多,但主要的是路基压实度不足造成的差异沉降问题。桥台施工属于分段浇注或拼装砌筑而成,其构造是相对均匀的等密体,整体性好,而其后的填土,在实际施工中往往是薄弱环节,主要表现在:
  ①没有严格按照要求进行施工,有些施工队认为路桥过渡段回填无关紧要,导致桥台工后沉降较小而路堤工后沉降较大,从而产生差异沉降。
  ②施工机具不合理。路桥过渡段回填采用的施工机具有人工夯锤、蛙式大夯机和压路机。人工夯锤难以保证压实度的均匀性,结构物开挖时未考虑回填空间的可操作性,导致无法采用机械进行夯实或压实。
  ③施工材料选择不合理。路桥过渡段回填的压实度要求只是缩小路桥过渡段塑性变形的一个方面,不同的材料达到同一压实度时,在同一荷载作用下的塑性变形是不同的。强度低刚度小的材料的塑性变形相对较大,因此应选用强度较高、压缩性较小、刚度较大的材料,以缩小路桥过渡段回填的塑性变形。
  二、桥头跳车病害的防治措施
  针对不同的地质、地形条件,在施工中,可以采用不同的方法来加强桥头衔接处的刚柔不一致问题,从而降低桥头跳车的影响。
  1.桥头搭板
  桥头搭板是在桥台后的填筑路基上方设立搭板,大桥搭板长8~10m,厚42~48cm左右;中桥搭板长6~8m,厚34~42cm左右;小桥(涵、通道)搭板长5m左右。其中用栓钉固定,栓钉的一半插入搭板,另一半插入台背中。
  但是,桥头搭板只是一种临时补救措施,没有改变路桥过渡段回填区的沉降变形特性,不能从根本上消除台背与构造物的沉降差异,若台背回填下沉,其上的搭板也将随其一起下沉。所以可采用桥头打桩和台后搭板的双重措施解决,即在搭板的尾部打人钢筋混凝土桩,然后破桩头浇筑枕梁,通过此桩支撑搭板,避免搭板端头下沉,见图5。钢筋混凝土桩打在经過压实后的路基上,通过桩的挤压使桩四周的路基更加密实,钢筋混凝土桩又相当于摩擦桩,用桩的摩擦力和路基共同承担枕梁、搭板和混凝土面板及荷载的力。设置从刚性桥面到柔性路面的过渡段桥头搭板时,应做成沿路线纵向10%的纵坡,减缓汽车从桥梁下来时对路基面层的冲击力。
  此外也可根据桥涵的长度和路基的沉降值等,在桥头一定长度范围内,铺设过渡性路面,待路堤沉降基本完成后,再改铺原设计永久性路面。常用的过渡性路面有预制水泥混凝土六棱砖、条石铺砌、半刚性过渡层或沥青表处过渡层。
  2.反开挖填贫砼法
  这种方法可以明显提高回填料的整体承载力,但造价较高。
  
  图例:反开挖填贫砼砂砾或碎石搭板特别压实区
  
  
  3.压密注浆法
  利用注浆将配制好的水泥浆通过注浆管注入回填料中,浆液在压力作用下渗入填土的孔隙中,与土粒骨架产生固化反应,进一步提高路桥过渡段填土的密实程度,减少填土与桥台之间的刚度差,从而减小因路桥过渡段填土的沉降而产生的桥头跳车现象,同时水泥浆还可以填补填料的孔隙,防止雨水下渗对填料的软化作用,见图7。
  
  4.土工格室法
  土工格室是由高强度的HDPE宽带,经过强力焊接而形成的一片网状格室结构。它伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开并充填土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体,可用来做为垫层,处理软弱地基,增大承载能力,但其只能采用人工填土夯实,上铺一定厚度填料后,才能用压路机碾压,较难保证格室内填料的夯实度。
  5.土工格栅法
  土工格栅是一种抗拉强度较高的材料,具有良好的水稳性,对路基土粒间存在一定的约束作用,可以增加土基的整体回弹模量,防止土基和基层产生裂纹时辐射道路面面层上,还可以增加路面基层的抗拉强度,对不设桥头搭板的桥涵台背较为适用,对设有桥头搭板的高填方路堤也有较好的增加路基整体强度的优点。具体方法:
  (1)先开挖路基坑,砌筑构造物(桥台、通道、涵洞),将构造物砌到一定高程(至少高于地面线)。
  (2)用砂砾石或其他材料把构造物两端均匀整平,并充分压实。
  (3)分层填筑砾石至构造物的砌筑高程。
  (4)在构筑物两端5~10m范围内,铺一层土工格栅,把30~80mm长的格栅伸入构筑物内,然后在砌筑下一层时把格栅的一端压入构筑物中,压入长度自上而下逐渐减少。
  (5)砌筑时,压入层的砂浆一定要充分,背包石压紧格栅末端,不能留缝,以免影响层与层之间的粘结力。其余土工格栅用u形钉固定在压实好的填方上。钉子间位距根据实际情况而定。
  (6)按上述步骤,砌筑一层块石,压一层土工格栅,控制在30~40cm之间,或者60~80cm之间,然后紧跟着填土并压好。
  6.采用加筋土整体式桥台
  加筋土整体式桥台可用来解决软土地基路桥结合处的差异沉降。加筋体是由筋带与填料成层交替铺设,并紧压实而成的一种复合材料,它的内部稳定性是通过筋带与填料之间的摩擦作用实现的,加筋土整体式桥台起到了普通桥台的作用,梁通过垫梁直接架到筑体上,加筋体整体承受梁作用的荷载。由于加筋体下部没有普通结构具有的桩基础,加筋体的高度和对地基的压力与路堤相同,因此加筋体的沉降与路堤相同,最终由加筋体整体式桥台构成的结构物也就不存在与路堤之间的差异沉降了。
  7. 采用超轻质材料作路堤
  铺设轻质材料可以有效地减轻路堤自重,降低地基应力,减少沉降并增大稳定安全系数,常用的轻质材料如粉煤灰等。现在广东等地开始试验推广的新型超轻质材料--泡沫聚苯乙烯块,其密度很小,抗压强度约为0.25 兆帕,且吸湿性极小,耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯块,可大大减轻路堤体的重量,能成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷,从而避免垂直错位;另外还具有施工简便,不污染环境,能缩短工期等优点;同时还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力,从而减少构筑物的移动变位,改善结构物的稳定性。
  8.其他处理方法
  处理桥头跳车的方法还有很多,如常用的灌砂水密振实法,减少取消伸缩缝等,还有在软土等特殊地段采用取台背预抛高设计、加桩法、复合地基法、结构维护加固法、分离桥台法、超越预压法等,可针对不同的地质、地形條件选择合适的处理方法。
  三、桥头跳车病害的维修措施
  尽管在设计和施工中采取了措施来防止桥头跳车,但实际由于操作不到位,还有可能出现个别跳车现象。当桥头沉降已发生,造成跳车时,要根据实际情况,对症下药,综合治理,有效对跳车部位进行修复,保证公路畅通。
  1.更换填料
  将桥涵两端的台背填料挖除0.5m~0.8m,然后进行换填处理。采用抗水侵蚀性好
  的填料,如砂石填料、水泥土、石灰土、水灰稳定碎石等,以改善填料的水稳性。
  2.用注浆法增强台背填料的强度
  浆液主要由水泥、粉煤灰、水和少量速凝剂按一定比例配制而成。根据下沉部分的
  结构探查,确定适当的浆液比重和注浆深度,控制一定注浆压力,依靠吃浆量和影响半径来填充土体空隙,增强土体强度。
  3.加铺沥青混凝土为使沉降后的路面与缓和段端部衔接顺适,应对端部开挖处理,一般下挖15cm~
  20cm为宜,然后加铺热拌沥青混凝土,以求增大与原路面的粘结能力,加铺层的强度也较稳定。
  4.掺胶混凝土处理
  掺胶混凝土适用于对混凝土路面的修补。当混凝土路面下陷1cm~2cm时,适合用掺胶水泥砂浆处理;当混凝土路面下陷3cm以上时,适合用掺胶混凝土处理。
  5.其他处理方法
  近年来,桥头跳车已受到广大学者、专家的高度重视,目前这方面的研究也比较多,
  如某公司推出的“MOH材料处理桥头跳车技术”, MOH材料即复合有机水硬性材料。它综合了热力学上互不相容的有机结合料(如乳化沥青)和无机结合料(如水泥)的胶结特性,在与石料进行拌和后,水泥和乳化沥青发生反应并相互胶联,通过材料复合形成一种新的路面材料。该工艺采用分步填充,最后整体罩面的原则,即先测量原路面高程,结合测量数据确定桥头沉陷段的具体位置,然后针对沉陷部位采用分层摊铺的方法进行填充,直至原设计路面高程。然后再对沉陷部位进行整体罩面。相对于传统热沥青桥头跳车处理,该施工工艺简化,施工操作简单,并且易于控制,无需加热,保护环境。用乳化沥青作为有机结合料以及水泥或石灰作为无机再生结合料,充分发挥两种材料的优点,具有优良的路用性能,尤其是高温性能。
  
  目前对于桥头跳车的原因基本都很清楚,关键是如何处治,以上几种方法是当前比较实用和优越的处治方法,但无论是哪种方法都必须加强人的管理和控制,再好的方法和技术,不按规范标准去操作也同样达不到处治病害的目的和预期效果,我们必须本着“专门的材料、专门的机械、专门的施工管理人员、专门的检测手段”这四专手段,并依据科学技术和规范标准,同时结合现场实际情况,因地制宜才能达到理想的效果和目的。
  
  
  参考文献:
  1.《桥梁设计百问》,邵旭东、胡建华,人民交通出版社,2005-11-01 第2版 第4次印刷;
  2.《高速公路跨线桥》,李亚木、王培阳,人民交通出版社,2007-11-01 第1版 第1次印刷;
  3.《桥梁病害与外观检查》,宋波、张举兵,人民交通出版社, 2007年;
  4. “浅析桥头跳车”, 郭晓玲、胡国玲,《科技信息》, 2011年10期
  5. “桥头跳车有效防治”,张海春、孙文,《中国公路》,2011-04-01
  
  
  作者信息:
  姓名:刘超群 学历:本科
  简历:刘超群,女,1972出生,山西省太原市人,1996年7月毕业于西南交通大学铁道工程专业,2009年12月获得长安大学交通运输专业工程硕士学位,陕西铁路工程职业技术学院副教授,主要从事土木工程方向的教学与科研。
其他文献
【摘要】伴随着我国城市化建设步伐持续加快,施工企业的数量及规模也同时呈现逐年增长趋势,在新时期环境下建筑工程施工质量问题面临严峻的挑战。工程项目最终建设效果与质量控制之间存在密切联系,质量控制水平的高低还会对施工企业信誉及竞争能力产生影响,  因此采取有效措施进行科学管理非常有必要的。本文首先分析目前我国建筑领域中影响施工质量控制的若干因素,然后结合实际情况提出几种有效的管理控制措施,希望能够给予
期刊
摘要:交通安全设施已成为视觉的一部分,这有利于司乘人员预见到方向和路况转变,提高了驾驶的舒适性,同时可以有效地减少事故的发生及事故造成的损失。本文对交通安全设施中的标志、标线、护栏、防昡设施等设置进行论述,同时提出了自己的看法。  关键词:交通工程;安全设施;设置  中图分类号:C913.32 文献标识码:A 文章编号:       1道路交通标志设置合理的原则  在拟定或提出设置交通标志方案前,
期刊
摘要:随着我国科技与社会经济的快速发展,工程造价管理起到的作用和地位也越来越重要。本文通过笔者多年的工作经验简要的分析了现阶段我国建设项目工程造价的现状,针对建设项目工程造价管理出现的问题,提出提高建设项目工程造价管理水平的措施。  关键词:工程造价 管理  中图分类号:TU723.3 文献标识码:A 文章编号:  引言  工程项目建设周期长、投资大、协作部门多,而目前包括从立项到竣工结算的全过程
期刊
摘要:居住区建筑设计是一项协调人与自然关系的实践活动,它的最终目的是满足人的需求。在当今的建筑设计作品中,绿色设计的理念已经在很多作品的设计中体现了出来,在建筑设计中,应从当地的实际情况出发,践行绿色、低碳、环保的理念,协调人、建筑与周围环境的关系,以达到人与自然的和谐、可持续发展。本文对居住区建筑的绿色设计的内涵进行了分析,并对绿色设计在居住区中的应用进行了探讨。  关键词: 居住区 绿色 设计
期刊
摘要:水电工程项目大多处于高山峡谷之中,项目区沟壑纵横,前期道路修筑阶段,因弃渣无法外运,开采的表层渣土会导致植被大量破坏,造部分区域弃渣甚至会滚落坡底侵占河道,造成严重的水土流失。本文选取水电工程中具有代表性两河口水电站工程为研究对象,分析水电工程库岸边坡挂渣的水土流失特点,研究确定针对性的库岸水土流失防治措施、防治体系,以期对类似工程水土流失治理提供借鉴与指导。  关键词: 库岸 水土流失 防
期刊
摘 要:施工现场管理是现代建筑企业生产经营活动的基础,也是确保现代建筑工程质量、安全生产和文明施工的关键。本文主要对建筑工程施工项目现场管理中存在的问题与对策进行了论述。  关键词:建筑工程;施工项目;现场管理;问题;对策  中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:       1.加强现代建筑施工项目现场管理的重要性1.1现场管理是工程项目施工正常进行的基本保证。在工程施工中,现场
期刊
摘要:土木工程施工质量受设计、人员、材料、机械等多种因素的影响,仅仅注重施工过程的质量控制是远远不足的,目前我国建筑工程施工质量管理中还普遍存在忽视设计质量控制、忽视隐蔽工程质量控制以及因盲目赶工而对工程质量控制不力等问题。本文结合笔者多年的施工管理经验,对土木工程质量管理中存在的问题进行了分析,并提出了控制措施,以期为相关人员提供借鉴。  关键词:土木工程 施工 质量 管理  中图分类号:F25
期刊
摘要:房屋建筑工程的质量是否合格,与人们的生活、工作、安全紧密相关,可见,加强房屋建筑施工的质量管理与控制具有重要意义。本文首先通过分析房屋建筑施工质量管理的必要性,针对当前房屋建筑施工中存在的质量问题及原因,从多个角度提出了相关完善房屋建筑工程质量管理的措施与建议。  关键词:房屋建筑;施工质量;管理措施  中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:     房屋建筑工程的质量与企业的
期刊
【摘要】本文着眼于河南加工贸易发展的现状,重视现阶段存在的突出问题,立足河南本区的生产要素优势和良好的区位优势,克服在承接加工贸易过程中存在的劣势,在此基础上提出河南承接加工贸易的思路。  关键词: 产业转移加工贸易比较优势  中图分类号:F7 文献标识码:A 文章编号:  1. 加工贸易转移的一般理论  加工贸易转移的一般理论中影响比较大的一是产品生命周期理论,该理论由美国哈佛大学教授雷索德·弗
期刊
摘要:近年来,商品混凝土得到广泛应用以后,混凝土均质性有了很大改善的同时,裂缝防控难度也大大增加了。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现,它严重影响到建筑结构的整体性和耐久性,应当引起足够的重视。本文对混凝土结构工程中常见的一些常见裂缝问题进行了探讨分析,并提出了一些预防、处理措施,可供大家交流。  关键词:混凝土;裂缝;预防处理  中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章
期刊