城市路桥连接处的设计与施工研究.doc

1、1城市路桥连接处的设计与施工研究摘要 城市道路和桥的连接处是市政道路施工中的重点问题。本文通过对路桥连接处常出现的问题进行分析，提出加强对道路基层施工的质量控制，并改善现有技术，使得路桥连接处的施工质量有所保证。 关键字 城市道路桥涵 连接处 施工质量 中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号： 1 前言和工程实例概况 1.1 设计概况 该设计路段位于某平原城市郊区的城市次干路，路基宽 7.5m，设计边坡 1：1.5，路拱横坡 1.5%，路线纵坡 3%，经实地测定河沟中心桩号为K5+128，沟床为密实的砾石头，涵轴线与路线正交，涵位中心路面设计标高 485.20m，河沟中心标高为 48

2、1.10m，涵洞位于季冬区，涵位所处地区最大冻深为 1.0m，根据设计流量计算的孔径为 3.04.0m。 1.2 原始资料及重要参数 该路段的主要信息如下表所示： 1.3 设计内容 该工程的设计内容包括翼墙基础、涵洞洞身、预制盖板、进水口和出水口涵底铺砌和桥涵连接处等部分。 22 城市道路桥涵连接处常见问题 2.1 涵身及桥台的裂缝问题 在道路的使用过程中，桥涵的裂缝问题严重影响到了道路的行车质量，造成这种问题的原因，除了在后期运营过程中的荷载原因，很大程度上是因为施工质量的不到位，而产生的质量问题。在道路桥涵施工过程中，按照正常的施工规范，前台在安装完梁板以后才能进行台背的填土作业，而且梁板

3、在安装前，不允许振动压路机靠近台身位置。但是在实际的施工当中，由于施工队伍对施工质量的控制不严，往往会在梁板未安装之前就进行台背的填土作业，并使振动机靠近台身进行碾压，在台背填土进行了一段时间以后才开始安装梁板。这种严重的违规操作，使台身的抗压荷载能力受到很大的影响，导致后期台身的裂缝产生。 2.2 桥头跳车问题的施工质量原因 桥头跳车问题一直是桥梁施工的重点和难点，造成这一问题的原因主要有：（1）在道路施工时，桥头路堤及锥坡范围内的地基处理不到位。（2）路面的压实程度不够，没有严格按照设计要求进行压实作业，从而不能达到工程标准。 （3）由于路面的长期渗漏水，路面的积水渗入台背造成路基的软化，

4、从而使桥头的路基下沉，产生桥头跳车现象。 （4）就是台背填土时，所填土壤的水份含量太大。使桥头的路基下沉造成跳车。这些原因的形成主要就是由于施工质量控制不严，施工质量管理不到位而造成。 2.3 伸缩缝的质量问题 桥梁伸缩缝的质量问题主要来自以下三方面：（1）在设计时桥面的3梁板刚度不够，伸缩量的计算不到位。 （2）在施工时由于施工质量管理不严格，在伸缩缝的施工中没有严格按照伸缩缝施工的工艺标准和施工程序进行施工。 （3）在城市道路的使用当中，由于交通量的日益增大，重型车辆的增加，导致桥面的伸缩缝长期受车辆的冲击而产生破坏。 2.4 单板受力及板宽选择问题 在道路的桥涵施工中，由于简支梁板式桥的

5、结构简单和施工方便，被广泛的采用。但是由于近几年交通量的增加，城市道路的负担加大，从而导致道路的桥涵受力超负荷。在城市道路的实际使用当中还存在如桥面不平、桥孔不畅、桥标混乱等质量问题。根据具体工程中的情况合理选用板宽有利于更好的解决单板受力问题。 如某路基宽 7.5m，中心桩号位置之路肩高程为，涵洞洞底中心高程为；帽石尺寸为，边坡采用一种边坡；涵洞进水口建筑高度为，出水口建筑高度为涵底纵坡为，纵断面如图 1 所示： 图 1 涵洞纵断面图 ， ， ， ，该涵为暗涵，则涵身长度为： L=4.07+5.75+5.50+3.57=18.89 因此选用盖板中板为 12 块预制混凝土板，宽为 1m，边板为

6、 2 块现浇混凝土板，宽分别为 0.75m 和 0.25m。 3 道路基层施工质量控制 城市道路设计中，桥路连接处地基不均匀沉降的技术处理方案必须4考虑桥涵建筑物与路基的变形协调性，并采取相应的措施。道路在软湿地基上修筑路堤，存在着高路堤对下卧层高压缩性软土的沉降和地表层过湿土的压实等技术问题。为了确保沥青混凝土和水泥混凝土路面的使用效果，对软湿地基的技术措施和表层路堤填筑的施工质量成为城市桥涵建设的两大课题。为解决高压缩性土层的加速沉降这个重大课题，采用了砂井预压排水法、粉煤灰间隔填土及超载预压法等技术措施。 3.1 砂井预压排水法 填筑路堤时，地基受附加压力后，土中饱和水呈超静状态，需向周

7、围扩散，地基逐渐沉降，地基沉降的速率与土的渗透性有关。一般粘性土自然沉降周期需数十年才能完成。 井预压排水法，是将渗透性好的黄砂袋装，插入地基受压区，形成排水通道，缩短粘性土排水距离，在预加一定压力的作用下，将水通过砂井和砂垫层吸引到地面排除，以加快固结和沉降。砂袋插入方法有锤击法和振压法两种，在需要进行大面积砂井处理地段，用龙门架动式施工，工效较高，每台斑可完成 60 根以上。锤击法是用 0.6 吨柴油打桩机辅以钢管若干，钢管端部设有开启式管盖，接头以法兰相接，先将钢管按设计深度打入土中，将砂袋垂直吊起沉人钢管内，然后拔起钢管，砂袋靠其自重将开启门打开流人成孔中，每台班一般能完成 1520

8、根，此种方法经济、灵活，适用于桥头接坡，距离短、数量少的地段。 砂井预压排水法技术措施，初期效果好，其沉降量和沉降速率较未预压处理的同等条件下的路段有明显差异。 3.2 超载预压法 5地基沉降量的大小和速率，除与受压区土的渗透性有关外，另外与荷载所引起的超静水压力大小有关。填土高度越高，沉降值增加得越快。超载预压法是在设计路堤标高以上，继续向上用土或其它粒料堆载到超过路面设计高程，用超过路面结构层荷载的附加压力来加速地基沉降。超载预压法可采用一次堆载，或分阶段堆载，以一次堆载为优。由于堆土加载到一定数值时，促使软土层中的超静水压力增大到足以使自由水能渗透流过夹砂层间的枯土，形成一个无规则的排水

9、路径向上渗流后，沉降才能加速。堆土加载越少，超静水压力亦小，沉降固结的滞后现象就越显著，沉降值亦小。 3.3 粉煤灰填筑路堤 粉煤灰填筑路堤是一种与加载预压法截然想法的方法，它利用临界路堤高度，而超过 3 米填土高度的沉降量显著增大点。用轻质粉煤灰材料填筑路堤，使其外我控制在表层“硬壳层”所允许的承受能力之下，能使临界高度提高到 3.35 米满足了城市横向穿越问题所需要的路堤高度。粉煤灰是电厂然烧后的废渣，道路修筑桥涵连接处每公里需要数十万吨填筑料，历来是以土为主要路堤填筑料，每年要挖废大量农田。采用粉煤灰代替土填筑路堤所减轻的自重，是土基承载中关键的重量，采取粉煤灰的技术措施，既可大大降低地

10、基沉降，又减少了技术措施所花的资金。粉煤灰路堤除容重比粘性土减轻 1/31/4 外，它还共有透水性好，强度高之优点。 由于它的渗透系数高于一般亚粘土几十倍，为施工创造了有利条件。6道路基层施工一般雨后经 3-4 天甚至一周的晾晒才能使土方接近最佳含水量进行摊铺辗压。特别是多雨季节有效施工期则更短，而采用粉煤灰填筑路堤后，一般雨后隔一天即可辗压成型，另外粉煤灰本身对含水量的敏感性亦小，一般控制幅度在最佳含水量的范围内，辗压后也能达到质量要求。 砂井预压排水法、粉煤灰间隔填土及超载预压法等技术有效提高了道路基层的施工质量，防止了公路基层病害的产生。 4 城市道路与桥涵连接处的技术处理 在软土地区桥

11、涵建筑物习惯采用桩基础。建筑物建成后，其后期沉降量一般来说是较小的。而软土地区的路堤，尤其是填土较离的桥头路堤，沉降量均很大。即使采用砂井等地基加固措施，但往往由于预压荷重或固结时间不够，填土速度过快等因索影响，致使后期剩余的主固结及次固结沉降量也相当大。因此，桥涵建筑物与其相邻的路基变形明显不协调。以往这种不均匀沉降差的技术处理，没有引起设计人员的充分重视。要解决上述这一变形协调问题，必须采取相应的技术措施，以减少桥头路堤的后期沉降量，使之与相邻的桥涵建筑物变形相适应。可以采用的技术处理方法有： 4.1 路基本体采用轻型填料填筑 采用这一方法主要是减小地基的附加应力，从而达到减少路堤沉降的目

12、的。一般轻质填料可以采用粉煤灰、炉渣等，国外有用膨胀性聚苯乙烯（EPS）物块筑路基。本工程采用轻型填料填筑，也能够达到相同的效果。 74.2 提前填筑路堤，待地基充分沉降后再挖去填土，修建建筑物 这一方法是最经济、最简单的地基处理方法。但必须有严密的施工组织设计，按计划提前填筑路堤，并保证固结时间。这方法在日本采用较多。在国内，由于该法施工工期长、再加上基建投资计划多变，土方利润较低等原因很难采用。但若能合理按排投资及施工计划，用时间来换取经济效益，从整体利益考虑，该法是值得推荐的。 4.3 进行地基处理 目前，地基处理的方法很多。在选择地基处理方法时应该根据工程地质条件、土质特性、工程类别、

13、加固要求、材料供应、机械设备等因素，综合考虑。常用的方法有：（1）打设砂井，加速地基固结。但这一方法必须保证予压固结荷重及固结时间。这在快速施工时尤应注意。（2）打设石灰桩、粉喷桩、浆喷桩、碎石桩等。这种地基处理方法，不须顶压就可得到较高的地基早期强度，并减少地基的沉降变形（一般可以减少 1/32/3） 。 5 结论 通过对城市道路基层施工的质量控制和加强连接处的技术处理，能够有效保证城市道路桥涵连接处施工质量。但是如果仅仅重视技术，而忽视人力，那还是会带来不小的问题。关键是要把城市道路施工放到系统管理的框架中，通过科学合理的人力、物理调配，实现对质量的控制和保证。 作者简介：甘霖（1981 年 9 月） ，男，大学本科，工程师，从事于道路与桥梁设计。 8参考文献 1 李兆书. 小议公路桥涵连接处施工质量控制J. 黑龙江科技信息. 2007（20） 2 杨学平. 浅谈公路与桥梁连接处的设计J. 科技致富向导. 2009（08） 3 林武. 浅谈公路路桥过渡段的问题及解决方法J. 科技资讯. 2010（12） 4 郑瑞君. 公路桥头跳车产生的原因及解决对策分析J. 黑龙江科技信息. 2007（04）