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摘 要:随着我国城市化发展速度的不断加快,公路桥梁的建设项目也在不断增多。公路桥梁作为国家重要的基础设施建设,其不但关系着社会经济发展,同时也在人们的日常生产、生活中发挥着重要作用。随着建筑行业水平的不断提升,路桥施工技术也有了大幅提升,目前的路桥施工技术已较为成熟。本文首先分析了路桥施工过渡段所涉及到的相关技术,总结了目前路桥过渡段施工所存在的问题,并结合笔者实际经验提出了相应的解决措施。
关键字:过渡段;公路桥梁;技术;搭板
近年来,随着城市化进程的不断加快,我国路桥建设发展迅速,其中桥梁建设的比重更是日益增大。若桥台路基发生沉陷,就会使过渡段路面、路基发生早期损坏,不但会增加巨额的维修费用,也会严重影响道路交通甚至出现安全质量事故。所以探讨路桥过渡段的施工技术具有重大现实意义。
一、当前路桥过渡段的施工技术分析
路桥过渡段容易出现桥涵与路基沉降不均匀的问题,不均匀沉降会在过渡段出现台阶,若出现的台阶较多就会在行车途中出现明显的跳动、颠簸。台阶的出现不但会降低行车舒适度,也会减缓行车速度。台阶会对行车速度产生直接影响,有试验显示,车辆会在接近台阶150~200m时开始减速,在驶离台阶150~200m后,车速才可能恢复正常。
(一)搭板设置
通常来说,路桥过渡段的搭板有以下3种设置方法:一种是“完美式”搭板,即搭板长度在一定范围内,受车辆荷载影响,路面弯沉度会不断变化,然而在实际应用中,要实现完美搭板较为困难;第二种为“完美式”的改良法,其弥补了“完美式”施工困难的缺陷,同时使刚柔过渡这一问题得到了有效解决。该搭板设置方法的示意图如图一所示,其中b值需结合实际情况进行计算,其取值通常要≥8cm;三为预留反向坡度法,就是将桥台和搭板连接处设置得与设计标高一致,搭板与路面连接处设置得比设计标高略高,以形成反向坡,反向坡的坡度大小由路桥沉降差决定,该方法下确定的预留反向坡度和沉降差,均是在路线纵断面平顺的条件下计算的。
图一 搭板设置示意图
在搭板设置中,正确设置搭板长度尤为关键,搭板长度的设置和路基情况有一定关联,其应当与路堤填高呈正相关。搭板总长应根据实际沉降差来确定,合理设置搭板长度是避免跳车问题发生的关键技术。一般将搭板长度设置为5m,同时还需要经过实际论证。大桥搭板长度宜设在8~12m之间,中桥、小桥涵的搭板长度可设置在5~8m之间。如果搭板地基脱空或不均匀,会使板底弯拉应力增大,不利于搭板发挥其效用。有试验显示,搭板厚度若从20厘米增加到30厘米,弯拉应力则可相应减少30%~60%,其竖向位移则可减少19%~85%。对于砼搭板,其厚度建议取30厘米。
(二)台背路基填筑技术
导致跳车、台背路基沉降的一个重要原因就是台背填筑的压实质量不过关。在进行台背填筑时,由于其所处位置特殊,不利于压路机碾压,加之机械振动过大会影响台墙,所以对于台背路基,应使用小型压路机进行压实,分层压实不宜过厚,应控制在10~15厘米左右。在同等压实标准下,应用二灰碎石或砂砾料回填台背比应用粘性土的压实功要少1倍左右,使用粘性土回填台背,利用小型压路机压实,要达到95%以上的压实度是十分困难的。如果路桥过渡段的路基压实度不够,路基发生下沉,就容易导致搭板处地基脱空、不均匀,影响搭板受力,所以在应用桥头搭板时,必须保证路基的压实度达标。在与距离路基顶面相距1米左右的位置,宜使用小型压实机或振动式压路机,根据机械的作用深度确定填筑层厚,必须分层进行填筑、碾压和检测。可在路基纵向做一斜坡(10°~15°),使其与如翼墙等构造物形成钝角,从而使压路机最大程度地接近碾压。主要注意的是,为保证碾压作业的安全性,此角度不可设置过大。
(三)台背排水技术
在填筑台背路基前,需要在土拱上设置盲沟或泄水管。对基底进行必要的处理后,在填筑横坡上使用夯实粘土(3~4%)做成土拱,然后在土拱上设置双向坡地沟,地沟深度通常在30~50厘米左右,宽度在40~60厘米左右。在台背后铺设一层如油毡、尼龙薄膜等防水材料。地沟四周需要铺设硬塑料管,管径≥10cm,管上有小孔,小孔孔径5mm,小孔呈梅花形分布,孔间距≤10cm。塑料管一端要伸出桥头锥坡或路基以外,并在其周围填筑较大的、透水性好的砂石材料。
二、路桥过渡段存在的问题及解决措施
(一)台背路堤压不实与桥头跳车
在路桥施工中,所有桥梁、通道的台背都需要做填土处理。在众多的路桥工程施工中,普遍存在着台背路基压实度不够的问题,其也是导致路桥过渡段不均匀沉降的基本因素。导致桥头跳车的原因主要为台背地基填筑灰剂量、压实度不达标,整体强度不符合设计要求,受车辆荷载作用发生沉陷,故出现桥头跳车。此外,若伸缩缝施工质量不过关,也可导致桥头跳车。常规伸缩缝施工方法,是将砂或土填入伸缩缝,压实后浇筑沥青混凝土,浇筑完成后挖出内填土。在摊铺沥青时,可能因内填土未压实,或路桥过渡段、桥面与伸缩缝之间的标高不一致,造成摊铺机或悬导梁跳动,造成沥青摊铺不均。图二所示为伸缩缝结构示意图。
图二 伸缩缝结构
在安装伸缩缝时,需要注意以下方面:一是根据设计仔细核对预留槽的尺寸,查看锚固钢筋,在确认均满足设计要求以后,开始安装伸缩装置;二是在安装前要根据气温调整定位值,然后使用卡具固定;三是在安装过程中要保证桥梁中心线与伸缩装置中心线的重合,保持顶面标高和设计标高一致,根据桥面横坡进行定位焊接;四是在浇筑钢筋混凝土前,要填充间隙,避免钢筋混凝土堵死间隙,同时预防混凝泥渗入位移控制箱中,或者溅落在密封线胶带表面或缝隙中。
(二)路桥过渡段的沉降问题
在公路桥梁工程中,桥梁是刚性结构,几乎不存在沉陷问题,但路基为柔性结构,其必然会有沉陷变形,所以在柔性路面与刚性桥梁的连接位置不可避免地会发生沉陷。针对路桥过渡段的沉降问题,目前还没有彻底的解决措施,仅能通过加长路桥过渡段的长度尽量减轻沉降变形。 (三)路基与过渡段连接处的沉降问题
路基与过渡段连接处狭窄不方便操作,再加之人为的疏忽,其往往成为薄弱环节,其出现桥头沉陷、断裂的风险较大。故在进行台背路基填筑时,最好与邻近路基填筑同时施工,如果无法同体施工,则应将台背逐层加宽(宽度≥10cm),形成倒台阶形填筑,绝对不能直上直下式进行台背回填。此外,在施工过程中,可能因为桥面与路面结构未能同步施工,从而在标高控制方面产生一定的误差。为确保桥面结构层有足够的强度,可使用粗粒式(5cm)加中立式(4cm)沥青混凝土代替沥青混凝土,进行铺装,在铺设时刻向桥头两侧外延10米,在一定距离范围内(40m)设置1%纵坡。为确保路桥过渡段的结构一致、结合顺畅,可使用铣刨机对已铺设的沥青混凝土进行铣刨。
(四)做好施工准备,加强施工现场管理
认真进行技术交底。图纸会审后,由经理部的总工程师、工程部长、作业技术人员逐级进行书面及口头技术交底,确保作业人员掌握各项施工工艺及操作要点、质量标准。工序的转换严格按照施工技术规范和监理实施细则执行。一道工序完成后,必须经过严格的检查,办理有关签证并申报下道工序施工准备情况和实施方案,经监理和业主审定后方可转序,转序前采取由点带面、逐渐全部展开的方式,绝不允许随意转序和丧失转序时机。施工工艺是施工的最佳流程,也是控制每一步施工工作的基本要术。在进行每一步作业时,必须明确该做什么、怎么做?只有施工人员对工艺有了全面的、深层次的了解,才能够完全控制施工工艺。材料质量控制:统一招标采购材料必须按进度需要和储备需要申报,不同的规格、品种,批次都必须有产品合格证和使用说明书,并对其按照规范要求进行抽样检查。库存材料储量不应大,时间不超过规定,周转要求快,以防变质。自采材料由材料保障部门统一采购,砂、石料供应点选定后,必须按照规范取样进行试验,不合格材料不得采购。严格材料采购协议,加强对材料厂的生产监管。材料采购协议是材料质量控制的手段,协议必须明确材料的质量、数量、价格、供应时间、供应进度和监督管理,并派专人进驻材料场监控生产,防止以次充好,把好材料质量第一关。施工现场质量控制:调节施工节奏、统一施工现场。施工现场应做到工序明确、有条不紊,设备不乱停、材料不乱放,现场无杂质、异物,给人一种思路清晰、管理规范、一目了然的印象。每个工作面、一个工点均设专职现场质量管理员,负责对作业范围的现场质量管理。挂牌施工、凭证上岗。在各工点设置显示栏,明确工艺流程、质量要求、施工配合比、责任人以及当日工作安排,控制性工程还应出示进度安排和规程规范要求,使全体施工人员心中有数、责任落实到人,以确保路桥过渡段施工质量。
三、结语
在路桥过渡段施工过程中,刚性桥台与柔性路基间由于强度渐变不均,所以常出现沉降不均,造成桥头跳车,这是路桥过渡段施工中的关键问题。针对这一问题,施工技术人员应当根据实际地质情况,提高结构设计的科学性、合理性,做好路基部位处理,施工管理人员要做好路桥过渡段施工质量管理,同时完善施工质量管理制度,从而有效改善过渡段的沉降问题,避免发生桥头跳车现象,提升路桥工程的可靠性、安全性与舒适性。
参考文献:
[1]沈东君.对公路桥梁施工过渡段的技术措施探讨[J].硅谷,2011,04:145.
[2]赵志新.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].科技风,2011,07:163.
[3]李锋,宋珍珍.试析预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].科技致富向导,2012,29:351.
关键字:过渡段;公路桥梁;技术;搭板
近年来,随着城市化进程的不断加快,我国路桥建设发展迅速,其中桥梁建设的比重更是日益增大。若桥台路基发生沉陷,就会使过渡段路面、路基发生早期损坏,不但会增加巨额的维修费用,也会严重影响道路交通甚至出现安全质量事故。所以探讨路桥过渡段的施工技术具有重大现实意义。
一、当前路桥过渡段的施工技术分析
路桥过渡段容易出现桥涵与路基沉降不均匀的问题,不均匀沉降会在过渡段出现台阶,若出现的台阶较多就会在行车途中出现明显的跳动、颠簸。台阶的出现不但会降低行车舒适度,也会减缓行车速度。台阶会对行车速度产生直接影响,有试验显示,车辆会在接近台阶150~200m时开始减速,在驶离台阶150~200m后,车速才可能恢复正常。
(一)搭板设置
通常来说,路桥过渡段的搭板有以下3种设置方法:一种是“完美式”搭板,即搭板长度在一定范围内,受车辆荷载影响,路面弯沉度会不断变化,然而在实际应用中,要实现完美搭板较为困难;第二种为“完美式”的改良法,其弥补了“完美式”施工困难的缺陷,同时使刚柔过渡这一问题得到了有效解决。该搭板设置方法的示意图如图一所示,其中b值需结合实际情况进行计算,其取值通常要≥8cm;三为预留反向坡度法,就是将桥台和搭板连接处设置得与设计标高一致,搭板与路面连接处设置得比设计标高略高,以形成反向坡,反向坡的坡度大小由路桥沉降差决定,该方法下确定的预留反向坡度和沉降差,均是在路线纵断面平顺的条件下计算的。
图一 搭板设置示意图
在搭板设置中,正确设置搭板长度尤为关键,搭板长度的设置和路基情况有一定关联,其应当与路堤填高呈正相关。搭板总长应根据实际沉降差来确定,合理设置搭板长度是避免跳车问题发生的关键技术。一般将搭板长度设置为5m,同时还需要经过实际论证。大桥搭板长度宜设在8~12m之间,中桥、小桥涵的搭板长度可设置在5~8m之间。如果搭板地基脱空或不均匀,会使板底弯拉应力增大,不利于搭板发挥其效用。有试验显示,搭板厚度若从20厘米增加到30厘米,弯拉应力则可相应减少30%~60%,其竖向位移则可减少19%~85%。对于砼搭板,其厚度建议取30厘米。
(二)台背路基填筑技术
导致跳车、台背路基沉降的一个重要原因就是台背填筑的压实质量不过关。在进行台背填筑时,由于其所处位置特殊,不利于压路机碾压,加之机械振动过大会影响台墙,所以对于台背路基,应使用小型压路机进行压实,分层压实不宜过厚,应控制在10~15厘米左右。在同等压实标准下,应用二灰碎石或砂砾料回填台背比应用粘性土的压实功要少1倍左右,使用粘性土回填台背,利用小型压路机压实,要达到95%以上的压实度是十分困难的。如果路桥过渡段的路基压实度不够,路基发生下沉,就容易导致搭板处地基脱空、不均匀,影响搭板受力,所以在应用桥头搭板时,必须保证路基的压实度达标。在与距离路基顶面相距1米左右的位置,宜使用小型压实机或振动式压路机,根据机械的作用深度确定填筑层厚,必须分层进行填筑、碾压和检测。可在路基纵向做一斜坡(10°~15°),使其与如翼墙等构造物形成钝角,从而使压路机最大程度地接近碾压。主要注意的是,为保证碾压作业的安全性,此角度不可设置过大。
(三)台背排水技术
在填筑台背路基前,需要在土拱上设置盲沟或泄水管。对基底进行必要的处理后,在填筑横坡上使用夯实粘土(3~4%)做成土拱,然后在土拱上设置双向坡地沟,地沟深度通常在30~50厘米左右,宽度在40~60厘米左右。在台背后铺设一层如油毡、尼龙薄膜等防水材料。地沟四周需要铺设硬塑料管,管径≥10cm,管上有小孔,小孔孔径5mm,小孔呈梅花形分布,孔间距≤10cm。塑料管一端要伸出桥头锥坡或路基以外,并在其周围填筑较大的、透水性好的砂石材料。
二、路桥过渡段存在的问题及解决措施
(一)台背路堤压不实与桥头跳车
在路桥施工中,所有桥梁、通道的台背都需要做填土处理。在众多的路桥工程施工中,普遍存在着台背路基压实度不够的问题,其也是导致路桥过渡段不均匀沉降的基本因素。导致桥头跳车的原因主要为台背地基填筑灰剂量、压实度不达标,整体强度不符合设计要求,受车辆荷载作用发生沉陷,故出现桥头跳车。此外,若伸缩缝施工质量不过关,也可导致桥头跳车。常规伸缩缝施工方法,是将砂或土填入伸缩缝,压实后浇筑沥青混凝土,浇筑完成后挖出内填土。在摊铺沥青时,可能因内填土未压实,或路桥过渡段、桥面与伸缩缝之间的标高不一致,造成摊铺机或悬导梁跳动,造成沥青摊铺不均。图二所示为伸缩缝结构示意图。
图二 伸缩缝结构
在安装伸缩缝时,需要注意以下方面:一是根据设计仔细核对预留槽的尺寸,查看锚固钢筋,在确认均满足设计要求以后,开始安装伸缩装置;二是在安装前要根据气温调整定位值,然后使用卡具固定;三是在安装过程中要保证桥梁中心线与伸缩装置中心线的重合,保持顶面标高和设计标高一致,根据桥面横坡进行定位焊接;四是在浇筑钢筋混凝土前,要填充间隙,避免钢筋混凝土堵死间隙,同时预防混凝泥渗入位移控制箱中,或者溅落在密封线胶带表面或缝隙中。
(二)路桥过渡段的沉降问题
在公路桥梁工程中,桥梁是刚性结构,几乎不存在沉陷问题,但路基为柔性结构,其必然会有沉陷变形,所以在柔性路面与刚性桥梁的连接位置不可避免地会发生沉陷。针对路桥过渡段的沉降问题,目前还没有彻底的解决措施,仅能通过加长路桥过渡段的长度尽量减轻沉降变形。 (三)路基与过渡段连接处的沉降问题
路基与过渡段连接处狭窄不方便操作,再加之人为的疏忽,其往往成为薄弱环节,其出现桥头沉陷、断裂的风险较大。故在进行台背路基填筑时,最好与邻近路基填筑同时施工,如果无法同体施工,则应将台背逐层加宽(宽度≥10cm),形成倒台阶形填筑,绝对不能直上直下式进行台背回填。此外,在施工过程中,可能因为桥面与路面结构未能同步施工,从而在标高控制方面产生一定的误差。为确保桥面结构层有足够的强度,可使用粗粒式(5cm)加中立式(4cm)沥青混凝土代替沥青混凝土,进行铺装,在铺设时刻向桥头两侧外延10米,在一定距离范围内(40m)设置1%纵坡。为确保路桥过渡段的结构一致、结合顺畅,可使用铣刨机对已铺设的沥青混凝土进行铣刨。
(四)做好施工准备,加强施工现场管理
认真进行技术交底。图纸会审后,由经理部的总工程师、工程部长、作业技术人员逐级进行书面及口头技术交底,确保作业人员掌握各项施工工艺及操作要点、质量标准。工序的转换严格按照施工技术规范和监理实施细则执行。一道工序完成后,必须经过严格的检查,办理有关签证并申报下道工序施工准备情况和实施方案,经监理和业主审定后方可转序,转序前采取由点带面、逐渐全部展开的方式,绝不允许随意转序和丧失转序时机。施工工艺是施工的最佳流程,也是控制每一步施工工作的基本要术。在进行每一步作业时,必须明确该做什么、怎么做?只有施工人员对工艺有了全面的、深层次的了解,才能够完全控制施工工艺。材料质量控制:统一招标采购材料必须按进度需要和储备需要申报,不同的规格、品种,批次都必须有产品合格证和使用说明书,并对其按照规范要求进行抽样检查。库存材料储量不应大,时间不超过规定,周转要求快,以防变质。自采材料由材料保障部门统一采购,砂、石料供应点选定后,必须按照规范取样进行试验,不合格材料不得采购。严格材料采购协议,加强对材料厂的生产监管。材料采购协议是材料质量控制的手段,协议必须明确材料的质量、数量、价格、供应时间、供应进度和监督管理,并派专人进驻材料场监控生产,防止以次充好,把好材料质量第一关。施工现场质量控制:调节施工节奏、统一施工现场。施工现场应做到工序明确、有条不紊,设备不乱停、材料不乱放,现场无杂质、异物,给人一种思路清晰、管理规范、一目了然的印象。每个工作面、一个工点均设专职现场质量管理员,负责对作业范围的现场质量管理。挂牌施工、凭证上岗。在各工点设置显示栏,明确工艺流程、质量要求、施工配合比、责任人以及当日工作安排,控制性工程还应出示进度安排和规程规范要求,使全体施工人员心中有数、责任落实到人,以确保路桥过渡段施工质量。
三、结语
在路桥过渡段施工过程中,刚性桥台与柔性路基间由于强度渐变不均,所以常出现沉降不均,造成桥头跳车,这是路桥过渡段施工中的关键问题。针对这一问题,施工技术人员应当根据实际地质情况,提高结构设计的科学性、合理性,做好路基部位处理,施工管理人员要做好路桥过渡段施工质量管理,同时完善施工质量管理制度,从而有效改善过渡段的沉降问题,避免发生桥头跳车现象,提升路桥工程的可靠性、安全性与舒适性。
参考文献:
[1]沈东君.对公路桥梁施工过渡段的技术措施探讨[J].硅谷,2011,04:145.
[2]赵志新.公路桥梁施工中预应力技术措施探讨[J].科技风,2011,07:163.
[3]李锋,宋珍珍.试析预应力技术在公路桥梁施工中的应用[J].科技致富向导,2012,29:351.