公路與橋梁連接處及伸縮縫設計

淺談公路與橋梁連接處及伸縮縫設計問題摘要：隨著我國改革開放的不斷深入，我國的經濟建設取得了重大成就，公路和橋梁是國家交通運輸建設中的重點，然而在運輸過程中往往出現橋頭跳車現象，這主要是公路和橋梁連接處及伸縮縫的設計有問題。為了確保交通運輸的安全和順利，就必須對發(fā)生跳車現象的原因進行深入分析，找出解決問題的方法，對公路和橋梁連接處及伸縮縫進行科學合理地設計，并嚴格控制施工過程，從而提高公路橋梁的質量，減少跳車的發(fā)生。關鍵詞：公路與橋梁；連接處；伸縮縫；跳車現象公路與橋梁連接處發(fā)生跳車現象的原因對公路與橋梁連接處發(fā)生跳車的原因進行深入分析并找到解決辦法，是提高道路橋梁通行狀況，保證運輸安全順暢的重要途徑。研究分析表明導致橋梁公路連接處跳車現象產生的原因主要包括路橋內部剛度突變、施工中的不均勻下沉以及車輛本身與車速的抗震性能等。經過對我國路橋狀況的分析可知，剛性結構物與柔性道路連接處的不均勻下沉所致的錯臺是引起公路橋梁連接處發(fā)生跳車的主要因素。由于路橋建設施工中所用的材料不盡相同，所以為了避免由于錯臺引起跳車現象，就必須對設計進行相應的優(yōu)化，包括施工方案和設計方案的調整。減少連接處跳車現象發(fā)生的施工設計公路路基、路面與剛性結構橋梁的強度、剛度、脹縮性以及組成材料等都有所不同，由于橋頭連接處容易發(fā)生集中應力，受自然因素、結構自重以及車輛重量的影響，會導致公路與橋梁同時下沉，然而二者的下沉量差異很大，由于公路的下沉量遠大于橋梁，所以容易形成錯臺，從而引發(fā)橋頭跳車現象。為了避免橋頭跳車現象，必須在建設的設計階段對路基進行詳細勘察，根據路基狀況的不同選擇合理的工程設計和施工方案。2.1公路與橋梁的不均勻沉降問題道路與橋梁的連接處為路堤和橋臺，在施工中為了保證各自的質量，減小下沉量，對其都做了一定的加固處理。一般橋梁建成后橋臺的下沉量很小，幾乎不存在下沉，但是由于路堤自身的壓縮續(xù)變性，就算路基已充分壓實，也很難防止由于土基固結導致的下沉，必須等通車一段后才會趨于穩(wěn)定。填土沉降和天然地基沉降是導致臺后路堤沉降的主要原因。填土沉降是在車輛沖擊振動載荷、垂直載荷及路堤自重的影響下，路基填料經不斷壓縮降低了孔隙率，使得密實度增大，從而導致填土沉降。因此為了避免路堤下沉就必須在橋涵構造物的設計中充分考察填方路基的填方高度、填料來源、路堤長度、地質情況及路堤沉降等因素，科學合理地確定橋涵的跨徑、位置和橋臺后部的防護措施，防止小跨徑大河面橋涵的出現，從而從設計上減少橋頭跳車現象的發(fā)生。2.2填土流失及排水不暢導致的路基沉陷當路堤和橋涵連接處出現縫隙時，一旦下雨就會導致雨水沿縫隙的下滲，導致橋臺及土類填料被軟化或浸蝕，由于填方體受侵蝕造成壓實不夠，進而導致強度下降，填方體變形。當橋頭路基在受到車輛載荷沖擊或振動影響時，就會發(fā)生沉陷現象。因此在項目建設的設計階段，必須認真進行路堤勘察，科學設計公路的排水系統，防止填土流失，盡量避免路堤下沉，減少橋頭跳車的發(fā)生。2.3改進施工設計，減少橋頭跳車發(fā)生通過在橋臺和路基之間設置搭板，能夠將柔性路堤上的下沉量轉移到剛性橋臺上，搭板可大大減少橋頭跳車現象的發(fā)生。為防止出現二次跳車現象，在橋臺搭板設置施工中可在其尾端加設部分變厚式埋板，埋板長3~5m，在搭板與水泥混凝土路面的連接處應用變厚式板替普通路面板。而在實際施工過程中，必須結合當地的具體地質情況以及其他影響路橋連接質量的因素，對設計進行調整和改進，從而減少橋頭跳車的發(fā)生。2.4路橋連接處的設計指標為了減少路橋連接處跳車現象的發(fā)生，必須針對路橋建設制定詳細的施工標準。按照《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》的標準，規(guī)定一級公路以及高速公路建成后的允許下沉量為：普通路段不大于30cm，路堤與橋臺連接處不大于10cm。在設計初期應詳細勘察橋下的地基地質情況，橋臺基礎設置在承載力高的土層上，通過擴大基礎或布樁對基礎作加固處理，這樣可以明顯減小路基下沉量。然而由于臺后填方段的地基未作加固處理，容易導致土基固結壓縮，造成沉降差異。根據調查顯示，當高速路上的錯臺大于1.5cm時，就可能引發(fā)跳車。所以必須認真分析兩者的差異，盡量避免在連接處發(fā)生跳車。2.5橋頭連接處的修復設計針對已經發(fā)生橋頭跳車現象路段，要對其作修復設計。修復施工雖不能改變路橋的整體設計，但是可以通過一定的施工手段，比如對回填材料、臺背回填壓實的方式、臺背回填處理施工方法的設計和選擇，可以有效提高路基剛度、減少路基下沉，減少橋頭跳車的發(fā)生。因此有關部門應該加強對修復施工的設計方案的關注，已達到最佳的修復效果。在當前的工程中，混凝土注漿加固臺背填土快速修復技術是一種常用的路橋修復技術，它是利用水泥加高分子聚合物攪拌形成的漿液，種方式不僅操作簡便，還能夠有效的加強路基和橋基處的地基承載力。從距橋頭跳車50?70m處開始，每隔1.5?2.0m，打上直徑7.5cm、深度10?25m不等的梅花樁式孔，然后將漿液注入孔中，這樣可以增強土質，增加地基承載力，梅花樁孔的大小、深度和間隔要根據路面的實際沉降和勘查結果進行設計。路橋伸縮縫的設計問題3.1橋梁伸縮縫的功能和種類伸縮縫(又稱橋梁伸縮裝置)包括位移控制體系和傳力支承體系，能通過支承結構實現車輛水平和垂直荷載向梁體的傳遞，同時可以適應橋梁梁端翹曲的轉角變化以及縱、橫位移變化。伸縮縫依據所用材料和用途不同可分為：組合式、板式、純橡膠式以及模數式伸縮縫。組合式伸縮縫由鋼托板和橡膠板組成，可用于伸縮量W120mm的普通橋梁；板式伸縮縫由橡膠、角鋼或鋼板構成，可用于伸縮縫＜60mm的普通橋梁；模數式組件較多，可按一定模數進行任意組拼，廣泛應用于各種寬、斜、坡、彎橋梁。3.2影響伸縮縫設計的因素影響橋梁伸縮縫設計的因素主要包括橋梁的位置、結構形式和荷載等級，伸縮縫的平整度、適用范圍、防水性能以及結構特點，伸縮縫的經濟性和可維修性，施工環(huán)境及質量控制措施。3.3影響伸縮量的基本因素縱向坡度。橋梁支座位移時，其伸縮縫會發(fā)生水平變位和垂直錯位，大小為縱坡乘以水平位移值?；炷列熳兒褪湛s混凝土徐變和收縮是一種隨機現象，是混凝土自身的一種特性。混凝土的徐變和收縮受溫度、水泥種類、水灰比、相對濕度、塌落度、配合比以及混凝土的強度、加載齡期和持續(xù)時間等因素影響較大。針對預應力和鋼筋混凝土橋，要考慮其徐變和收縮。伸縮縫在安裝的過程中已經發(fā)生徐變和收縮，所以必須按照安裝起始時間開始計算，以此加減混凝土的徐變和收縮量。饒度。橋梁受各種載荷的影響，會導致端部出現角變位，導致伸縮縫發(fā)生水平、垂直和角變位，當梁體較高時還會引發(fā)震動。溫度。橋梁伸縮量的主要因素來自于溫度的變化，溫度變化包括線性和非線性的，其中影響伸縮量的主要因素為線性溫度變化。在特定的外界溫度條件下，橋梁的內部溫度會不均勻分布，由于材料熱性能的變動會導致梁體端部發(fā)生角變位。一般跨徑LW8m的橋梁，其線膨脹系數可忽略不計；但在大跨徑橋梁的設計時溫度影響必須考慮。地震。伸縮裝置受地震的影響尚不清楚，當地震對橋梁墩臺的水平移動、回轉、傾斜和下沉量能計算時，應盡量加入考慮。結語公路與橋梁的連接問題是道路橋梁施工過程中的重點，做好公路橋梁連接處及伸縮縫的設計，并不斷提高伸縮縫的施工水平，可以有效減