桥台台后搭板设置在解决商亳高速公路桥头跳车

[12-11 17:00:46]   来源:http://www.tmgc8.com  公路工程   阅读:3870

摘要:本文主要介绍了桥台台后搭板设置在解决商亳高速公路桥头跳车中的作用。
一、引言
    桥头跳车是结构物与台后路基不均匀沉降客观上造成的病害,已成为高速公路建设的顽疾,始终未能得到真正有效的治理。桥头跳车与非正常路的跳车现象在高速公路上有时是兼而有之,但后者完全是施工质量控制问题,前者乃是故而有之。如何最大限度的减低桥头跳车是本文探讨的主要内容。

二、高速公路桥头跳车产生的原因和机理
    从国内外高速公路修建的现状来看,引起桥头跳车的原因有以下几种:一是桥头路堤及锥坡范围内地基处理不彻底,引起地基基础下沉;二是台后柔性路基填筑设计、施工工后沉降过大;三是结构物与路堤间刚柔突变引起的沉陷跳车;四是施工控制质量不严,伸缩缝、桥头搭板做得不好,在桥台处形成台阶。第一种原因是客观原因,是自然因素。其他三种原因和设计、施工控制有关,重在设计合理改善和施工现场控制。

    众所周知,桥涵两端的路基组成可分为三部分:即地基基础、回填土路基、路面结构层。路基顶面的整体下沉量必定由这三部分在施工和使用阶段所产生的沉降所引起,即:地基基础在路基、路面的恒载与汽车动载作用下产生的地基下沉;在车辆长期行车作用下及路基填土白重的作用下,路基填土的密实度相对增加,路基的填土高度相对变小引起下沉;路面结构层在行车的作用下,结构层密实度增加,结构厚度相对减薄引起下沉。此外,还有结构物的刚性与台后路基柔性之间的突变引起的沉陷。

三、为减弱桥头跳车病害在商亳高速公路设计、施工方面采取的创新措施
    从上述引起桥头跳车的原因分析,要想将桥头跳车病害减低到最低程度,必须从产生跳车原因的根源着手,只有将根源上的问题解决了,才能真正解决桥头跳车的病害问题。针对以上常规设计和施工上的不足,为使桥头跳车病害减低到最低限度,在商毫高速公路设计和施丁中提出以下新的设计和施工创新措施。

    1.针对地基下沉,对地基处理采取的措施。
    对软基处理目前国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。在此提出压实级区过渡控制处理的理论。

    (1)位于V型沟内的涵洞、通道台背及高填方段填筑,为使台背填土与原状土结合紧密,预先把沟壁开凿成适当台阶。

    (2)对于长年积水或受地表、地下水浸泡而形成淤泥质的地基,在沉降影响范围内采用与台背回填相同的材料置换。

    (3)一般无特殊地质情况的台后基底处理采取换填30cm砂砾石的方法,换填后砂砾石顶面压实度要求达到93%。 

    (4)无论采取何种材料回填或加固措施,均需采取强夯、冲击压实等手段,对地基基础进一步进行加密处理,最大限度的减少地基的沉降量。

    2.针对结构物与路堤间刚柔突变引起的沉陷,对台后搭板设计、施工采取的新构想。
    考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,在桥头设置搭板要依据实际设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定搭板的形式。搭板的受力形式及配筋式多种多样,提出以下三点构想:

    (1)搭板的长度。
     搭板的长度确定至关重要。一般采用大于8m长搭板为佳,且其长度与路堤填高成正比,并与土基状况有关。另外当搭板设计长度大于8m时,考虑到搭板的纵横比增大,为尽量沿纵向扩散搭板所受的行车冲击荷载,我们考虑应采用二级搭板设置。二级搭板的设置同时也避免了钢筋砼因温差产生的伸缩徐变应力无处释放而造成砼表面横向开裂的危害。

    (2)搭板的配筋。
    搭板按简支板进行内力优化并配筋,面层按构造钢筋配筋。

   www.tmgc8.com(3)搭板的端头。
    搭板设置变厚式端头。在搭板与基层连接处设置变厚式端头,有利于基层及面层的衔接铺筑,提高该部位的整体受荷和抗冲能力,利于减小错台幅度,调整不均匀沉陷。

    3搭板下加筋新设计构想。
    为增强土体问的连接,提高土体的承载能力,应用土工合成材料进行台背填筑能够有效降低土体受荷压缩变形,减少塑性变形积累,在一定程度上起到了缩小桥头差异沉降的作用。采用这样的处理措施可以达到双重目的:利用锚固的土工格网一端的张拉作用,在台背局部范围,分层阻止填料顺台背的沉降;利用土工格网与填料之间良好的界面磨擦作用,改善局部荷载作用下土体内部的受力状态,扩大荷载沿土体深度方向的扩散范围,从而达到减少外部荷载对土体的压缩沉降作用,即相当于提高土体的抵抗变形的能力,起到刚性桥台和柔性路堤问过渡结构层的作用。

四、上述措施在商毫高速公路施工中的具体实践
    1.台后特别施工。
    (1)台后应标注按15cm分层的填筑标高线;原地面应重新平整清理后,采用重型压路机压实,压实度达不到要求者,反挖30cm后换填砂砾石或采用灰剂量为8%的石灰土处治,以使地基承载应力满足设计要求;

    (2)砂砾石要求压实厚度小于15cm,且级配良好;第一、二层砂砾石填料应用特别夯实机械压实,往上的填料与路基填料作为一个整体同步压实;

    (3)锥坡与台后宽度范围的填料应作为一个整体 同步分层填筑、压寅;

    (4)台后基J蓖处理长度不小于裙边+25m(即Ll+L2);

    (5)为保证横向碾压,填筑宽度应按设计宽度+2×0.5m;

    (6)有八字墙的桥梁,八字墙应在路基填筑高度(或砂砾石)完成后方可开始施工;

    (7)对桥台需增加台前填筑碾压(填料、压实厚度同台后);

    (8)压实度检测按每50m 一点的检测频率布点,每单点压寅度值均满足要求,且确保表面无明显轮迹;

    (9)台后路面底基层、基层应同台后路基整体结构层统一同步施工,托板待底基层施工完毕后反开挖施工;

    (1O)台后填料与路基填料坡面台阶形成一个整体层同步填筑压实;

    (11)台后填料施工应加强纵、横向碾压,务必确保台后及坡界面处的碾压;

    (12)对台后高填方者,除石灰土结构层外。均要按每1.5m填高时,离开结构物以外合适范围用冲击压实机冲击替代碾压,以增加压实功效。

    2.桥台搭板及搭板下玻纤格栅的施工。
    (1)搭板下部填料采用水泥粉煤灰稳定碎石(同路面底基层),压实度同路面底基层压实度要求。

    (2)桥台与搭板、托板与搭板沉降缝,采用lcm厚高压石棉板填充,在其上部用沥青麻絮填实。

    (3)搭板施工前的台后处理:距路床顶面向下分别在0cm、30cm、60cm处沿纵向铺设双向玻纤格栅,自台(墙)身向后铺筑长度为20m,靠近背墙一侧反包长度不小于1.5m,远端可不反包,反包长度的格栅与上层格栅用扣钉扣紧。采用三层玻纤格栅的目的有二:一是将搭板上受到的荷载和行车冲击沿玻纤格栅纵向向远端传递,减少应力集中现象;二是将台后回填砂砾石区域与路堤填土之间的接缝用玻纤格栅连接起来,尽可能使其成为一体。

五、台后特别施工注意事项
    合理选择桥头路堤填料,进行台背填筑 ,台后填筑应选择板结性好、可压缩性小、压实快、透水性强的材料,如砂砾石、碎石土及砂砾土等,要求填料级配适当。填筑透水性材料,施工应掌握以下儿点:

    (1)台后回填待桥板架设完毕后才可两侧同时对称分层回填、分层碾压,尽量不要超前回填;

    (2)分层回填砂砾石、分层厚度不大于15cm,砂砾石回填粒径不大于6cm,细料含量不宜过大;www.tmgc8.com

    (3)采用20T以上压路机碾压,薄壁桥台靠近背墙50em范围内不得开振动,肋板式、柱式桥台台后回填可以开振动;

    (4)台后回填与路堤填土衔接部位用重型压路机(自重20T以上)进行追密压实,确保衔接紧密。

    (5)严格控制每层填筑厚度和碾压遍数。

六、结语
    本文对高速公路桥涵台背差异沉降影响因素进行了分析,总结和研究高速公路建设结构物台后处理的成功与失败教训,针对商毫高速公路解决桥头跳车问题,采用台后特别施工及二级搭板设置的方案,并对施 后的效果进行跟踪评价分析,从初步的数值分析结果来看,台后回填砂砾石施工效果要优于填筑素土或灰土;玻纤格栅、二级搭板的设置要远远优于一级搭板的设置,台背的差异沉降减少很多。
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