浅析道路与桥梁连接的设计与施工

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  【摘 要】随着我国经济的飞速发展,我国道路运输行业也进入到了人们的生活之中,为了确保道路运输行业的发展,道路施工的质量成为关键,其中最为主要的就是路面平整度,这直接关系着行车的安全问题。在公路施工的这个过程之中,道路与桥梁的连接十分重要。在日常生活中“跳车”现象时有发生,这正是由于道路与桥梁连接的设计与施工的不合理所导致的。
  关键词:道路与桥梁连接; 设计; 施工
  一、必要性
  道路与桥梁的连接是整条公路的重中之重,这一部分的设计与施工直接决定着跳车与否,关乎整条道路的行车安全问题。由于道路与桥梁连接处设计以及施工的缺陷,跳车事故并不少见,道路与桥梁的连接不仅关乎跳车与否,同时也会对行车的舒适度产生极大的影响。科学的设计与施工对保证道路与桥梁连接的合理性与安全十分有必要。
  桥头跳车的原因是多方面的,其基本理论是桥梁与相接邻的路面的沉降系数存在较大的差异,超过了沉降差值的合理范围,因而,车辆在由一方向另一方过渡时会产生诸如颠簸等状态。
  首先从道路、桥梁本身来看,在基础上,桥梁的地基往往由于桥梁的特殊位置,地下水位比道路高,因此常常使用的是空隙大、抗压能力弱的含水多的土壤,由此而成的地基相对不牢靠,经车辆长期大负荷的碾压过后,容易出现下沉。应道路工程的要求,台背需要使用透水性极好的的材料进行填充,正因为透水性极好,相应的材料的空隙也特别大,因此才会影响道路的压实度,道路在长期的大负荷压力下,势必容易变形甚至是沉降。在刚柔性上,道路与桥梁正是一柔一刚的代表,道路的表面以及地基都是柔性的,在长期使用之后道路极易出现变形,有的甚至是永久变形;而桥梁与此相反,桥梁是刚性结构,刚度大,即使经过长时间的高负荷的碾压也不易出现变形。
  從设计与施工来看,由于主客观多方面原因导致设计未能达到相应的规范要求,常常出现软地基理论计算与选用的计算参数与实际情况不相符,这正是由于在探测软地基范围和深度的时候地质钻探布控不够,或者是钻探没有达到合理深度,除此之外,桥梁的桥头搭板也缺少严格合理的设计。在施工过程中常常由于不科学的施工顺序导致道路与桥梁连接处的施工条件不佳,在这种情况下道路压实难以达到标准,若缺少压实机则无法压实,若压实过程中分层厚度过大,则会出现因检测失误而造成的道路内部空洞,质量不达标。在修建道路时,时常因为追赶进度,施工单位忽视了质量问题,台背施工不达标,影响了路基的质量保证。
  二、具体实践
  1、设计
  道路与桥梁连接处由于多种原因常常会出现变形的情况,影响行车安全,因此在设计过程中必须按照相关规定将道路与桥梁的连接处的变形控制在合理范围内,例如将连接处的沉降范围控制在10cm,并且在3月左右连续测量连接处的沉降数据不会超过6mm,在达到此标准之后再进行施工,如果施工工期过于紧张,施工单位不得不赶进度,无法在施工前保证准确测量已达到设计的合理性的话,此时也应该将连接处的沉降值控制在4cm左右。道路与桥梁的结构形式与刚度都存在极大的差异,道路为柔性,是柔性的填土路基结构和沥青砼路面结构;而桥梁则为刚性,是混凝土结构。在处理道路与桥梁连接处,应该做到缓和过度,在道路与桥梁之间应用强度过渡段,以此降低连接处的沉降幅度。
  道路和桥梁会因为长时间承受过大的负荷而逐渐变形,运用土工格栅的特性来减少道路和桥梁的压力。土工格栅是可以应力应变的材料,当道路在承受压力的时候,土工格栅将作用道路的土壤,减少变形幅度,降低道路路基的的移位,使道路路基的稳定性得以增强,不仅如此,土工格栅与土壤之间的物理摩擦反应,将路面所受的压力进行分散开来,减少了路基局部的受力状况,加上土工格栅独特的弹性,行车所带来的压力也会反作用出去,以此降低了路基变形的可能性。利用土工格栅自身的特性,降低压力对路面以及桥梁的破坏,保证行车的安全。在修筑道路的过程中会通过搭板专项设计防治道路与桥梁连接处的不均匀沉降,为了让搭板能够有效地控制连接处的不均匀沉淀,设计单位必须重视搭板的设计并且设计合理,根据实际状况,用简支梁准确测算出搭板应有的长度,使其能够跨越台背难以压实的土体或者是提前预留的土方缺口。
  2、施工
  施工首当其冲的是挑选填料。 挑选填料时,首先得关注填料的含水量,不然的话很容易造成路基湿软,并导致弹簧、破裂以及翻浆等路基质量低下的现象,这种现象通常就是由于挑选了含水量偏大的天然黏度小、塑性指数大的土作为填料所导致的。因此进行含水量检测时路基填料的选择过程中所必不可少的环节某些路段由于基础层下面有软土,容易出现翻浆现象,这时就需要将这些软土清理掉,并换上符合道路要求的土,还可以通过石灰或者水泥预防翻浆现象,其原理主要是利用石灰和水泥的吸水性吸出软土中多余的水分,使其含水量能够达到标准,接着再将填料压实。分层填筑路基填料时所常用的方法,这一方法的前提是保证地下水位不对其造成影响,因此的在填筑之前先降低地下水位,除此之外在分层填筑时一定注意夯实基础,要将每一层都填筑好使其符合标准才不会影响下一层的填筑。
  石灰和水泥不仅能改良地基中的软土的含水量,还可以稳固地基,弥补土基层中的缝隙。各种交通的底基层,以及次干路和支路的基层可利用石灰加强稳固性,这是因为经过石灰处理的土基层抗压、抗冻的强度都会加大,但是在生活中我们时常会发现即使是用了石灰,某些路基段还是会出现裂缝,这是因为石灰本身的干缩性强。
  道路与桥梁连接处的沉降差是因为桥头地基软弱加上路堤荷载作用,针对软地基常常使用排水板或者袋装沙井以及超载或者真空堆积预压法,这些方法统称为排水固结法;另一种方法是运用水泥搅拌桩的复合地基法,但是这两种方法各有其优势与不足,前者就预算而言,成本较低,但是在后期效果不佳,容易沉降且幅度大;后者成本相对要高,工程后期的效果理想,大大降低了道路与桥梁连接处的沉降。台背同样需要用排水性能极强的且容易压式的材料实行换填,以此减小路基的变形,有效的过度道路与桥梁连接处的沉降差。
  道路的柔性特制使路基容易出现变形甚至是长期变形,路堤也极易出现压缩变形,此时应该运用挤密复合地基的方法缩小道路与桥梁的刚度差异,降低因压缩产生变形的可能性,主要是在路基上成孔,挤密提高基土的密实度,接着注入材料使其成实桩,实桩有挤密和置换的特质,路堤的土壤更为凝聚。土桩的材料成本并不高,常用材料主要是砂、土、灰土或者二灰土,但是尽管如此,在施工过程中若用到土桩则要一整套完备的打桩设备,而这套设备的成本却十分昂贵。增强道路刚度的同时也应该适当增加桥头的柔性,利用筋土挡墙适当的降低桥头的刚度,以此减少道路与桥梁连接处的刚度差,这样路面和桥面在承受超负荷压力时,可以使其压缩变形、均匀过度沉降,由此防治跳车现象的产生,但是这种桥头施工难度并不小,而且不适用于多跨的桥墩。
  三、结论与建议
  防治道路与桥梁连接处的跳车问题,增强行车的安全性,要实事求是,根据道路的实际情况,精确测量取得相关数据,以此进行科学合理的分析和设计,在施工过程中严格按照相关规定章程,严格监控没到施工环节,保证施工质量,结合系统的管理以及科学的程序,减少甚至是消除道路与桥梁连接处的不均匀沉降,保障道路的质量。
  参考文献
  [1]史玲  高等级公路桥头跳车病害的成因与防治措施研究[J].科技与企业,2012(09).
  作结简介:
  邓付贵(1983.6.5-),男,现任助理工程师,本科,毕业于中央广播电视大学,目前主要从事于道路桥梁监理工作。
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