1、路桥过渡段沉降因素分析与结构设计研究摘要：我国公路事业的发展和人们对道路质量要求的提高，公路的安全性和舒适度的重要性日益突出，但是由于在设计或施工中的失误而导致路桥过渡段产生沉降，出现桥头跳车现象，这一问题已经成为一个普遍存在的缺陷，它对于路桥的维护保养和车辆行驶都会产生非常不利的影响，甚至严重时会导致交通事故的发生。本文就路桥过渡段沉降因素进行分析，同时也研究了路桥过渡段的结构设计要点。 关键词：路桥过渡段；沉降；结构设计 中图分类号： TB482 文献标识码：A 随着我国经济快速的发展，路桥工程越来越重要。而在路桥设计施工过程中出现的问题也越来越多，而公路上的不平整沉降是公路设计施工上最常
2、见的问题之一，也是最危险最严重的问题之一。因此，对引起桥头跳车的路桥过渡段的沉降产生的原因并且采取有效的措施来减轻它所带来的危害是十分必要的。 路桥过渡段沉降产生的原因 1.1、填料方面的原因导致压缩变形 路面施工的过程中，因填料之间本来就有很大的缝隙，尽管已经利用碾压的设备进行碾压，可还是会留有一定的缝隙，所以这也直接导致了路面的沉降变形。路面建设好以后，开始进行通车，这样路面就会受到压力导致填料被压缩，填料之间的缝隙也会变得越来越小，这样就有可能产生沉降以及变形问题，由于填料的种类各不相同，因此产生变形的程度也各不相同。在一样的压力下，其中填料的刚度以及强度较低的要比填料刚度以及强度较大的
3、所产生的变形更加的严重。因此，在施工时应该选择刚度以及强度更大的填料，例如混凝土等等。 1.2、软基处理存在差异 在软土地基区域，过渡段与桥台地基的处理方法如果存在差异，则会引起过渡段的沉降差异。通常桥台处所采用的都是深度为数十米的刚性钻孔灌注桩，几乎不会产生变形；而路堤的处理通常采用排水固结法、深层搅拌桩法以及碎石桩法等，无法达到完全地基固结，再加上存在次固结沉降，工后沉降要趋于稳定需要经历较长的时间，并且与刚性桩相比，其变形问题也更加突出，所以在桥台台背处会出现纵坡突变点。 1.3、雨水浸蚀 通过雨水的不断洗刷，车辆在路面上长时间的通行后，填料自身的变形以及路面所受到的压力作用会使路面产生
4、沉降现象，从而导致桥台后出现裂缝。同时，路面经历了长时间的雨水的洗刷，这样的结果就是会影响填土中的间隙数量以及大小，使得路面出现大幅度的沉降现象以及变形现象。再有，雨水可能会将填料中的物质一同带走，因为填料的缺失，会引起大面积的坍塌现象发生。 1.4、中央分隔带内管线槽渗水 位于纵坡上的桥梁，桥头上坡侧病害较多，常见于高速公路桥梁，分析原因主要是中央分隔带内管线槽的渗水导致过渡段的填料沉降。 1.5、施工过程中质量控制措施不当 桥头路基的施工过程中的质量控制的优劣直接影响沉降量的大小。由于作业面狭窄和靠近桥台两端的这部分填土平面形状不规则，大型压路机械很难作业，使用蛙夯机等小型机械进行夯实，难
5、以达到规定的压实度要求。另外，施工工序没有按照要求进行，这方面主要是施工管理方面的问题导致的，尤其是没有对填筑速度、填料选择等进行严格控制和管理时，将可能导致土体整体滑移现象。 路桥过渡段差异沉降的预防 2.1、填料的选择控制 在该工程路桥过渡段的施工中，填料是很重要的一部分，怎样选择填料也是施工中最重要的问题，在这一过程中，我们做了很多土壤来进行对比试验。在实验中设置的实验目的是土壤的筛分以及土壤的液限测定等。让土壤在一定的条件下进行压力等的测试。在实验结果里，选择在过渡段进行施工时，一种较为合适的土壤当做填料使用，在实验时，我们要选择砂土类的材料，因为这一类材料的压实性较好，并且具有较强的
6、渗水性。如果要使用非渗水的土壤，就要在土壤中添加一些外掺剂，类似水泥等物质，千万不能使用淤泥或者含有杂草树皮这些土壤来作填料。 2.2、土基处理 路面受到车辆长期振动荷载以及土体的自重作用，只有土基承载力达到一定程度，才能有效地控制路桥过渡段的路基沉降。实际工程中处治地基的方法也有很多，比如水泥粉喷桩复合地基加固法、超载预压法、塑料排水板法以及强夯法与爆破法等，不过在应用过程中由于方法不同，其作用机理与适应性也各不相同，其优缺点也十分鲜明，比如水泥粉喷桩复合地基有明显的加固效果，但是成本比较高；而超载预压法虽然施工比较方便，但是工期却比较长。所以在实际工程中要结合工程的地质、投资以及工期需求选
7、择适用的方法。 2.3、排水坡度设计 设计施工过程中，需要合理的选择台背填料和设置排水设施。一方面，在台背回填土时，为了将渗入土体的积水或者由于冻融产生的游离水及时排出，采用间断级配碎石或者砾石沿着整个台背竖直面做透水层，从而土体可以保持一个持续干燥的状态，有效防止地基下沉与塑性变形。另一方面，合理设计排水纵坡，在桥头设置横向排水设施，如中央管线槽内的设置横向排水管，防止水进入到桥头路基填料。 2.4、对施工组织进行优化 在该工程路桥过渡段的施工作业中，应该在软土地基段加快施工进度，尤其是在桥台的地段，为了使软基路面能尽量少的出现沉降现象，应该增加其预压时间;对于桥台的位置，要进行搅拌桩过渡段
8、设置，在其尾部为了防止变形，要使用砂垫层，这样做可以尽量的减小其变形的程度。当将桥台部分施工完成以后，要直接进入填土路堤以及路面过渡段路堤部分的施工。桥台的连接处，如果要用大型的碾压机器可能没有足够大的地方，所以可以使用一些小型的机器，进行碾压作业。 路桥过渡段的结构设计要点分析 3.1、合理设置缓和过渡段 由于不同的结构型式，从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构，其强度不一致。因此，软土地基处治时，各段不同强度之间需设置强度过渡段。同样地面上的路堤亦需要设置强度过渡段。世界银行贷款项目要求在刚性桥台和柔性路堤之间设置 50m 的强度渐变段，使用不同的级配填
9、料，确保路堤强度过渡。如果设置 50m 渐变段有困难，建议渐变段长度不得小于 30m。如果桥头引道不存在软土地基，若路桥过渡段的差异沉降控制标准为 5cm，沉降坡差按 0.4%控制，则强度渐变段长度应大于 13m。 3.2、桥台台背路堤加铺土工格栅 在路桥过渡段路基施工设计中，必须采用土工格栅技术。当土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载的同时，土工格栅能使土体的抗剪强度得到充分发挥，约束土体的侧向变形，控制路基填土的侧向位移，增强路基的整体稳定性，从而增大了路基的变形模量；由于土工格栅与路基填土的摩擦作用，使上部荷载可以在路基中重新分配，降低了桥台台背局部范围土中的垂直应力，使路基土体承
10、载力得到提高，从而减少沉降；由于水平摊铺的土工格栅具有弹性，在车辆荷载的反复作用下，会减少或不会产生变形的累积。由于在路桥过渡段铺设土工格栅具有明显的工程效果，因此在路桥过渡段高填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式。土工格栅的设置间距和长度应满足文件的要求，通过计算确定。 3.3、合理确定搭板长度和搭板强度 到目前为止，搭板的设计未有统一模式，一般按照下述原则确定其长度：第一路面设计使用年限内，由于道路下沉引起路面纵坡变化，要求搭板随路堤沉降后倾角在 1/2001/300 范围内变化；第二搭板的长度能跨越桥台台背难以压实的土体，或跨越按计划在台背预留的土方缺口长度；第三根据搭板的受
11、力状态，用弹性地基或简支梁计算搭板长度。根据规范要求，按上述方法计算的搭板长度为 30m20m。 4、结束语 路桥过渡段的沉降问题直接影响到道路的行车安全，因此在施工过程中要通过科学的设计、完善的工艺来保证施工质量，严格按照相关规程设计施工，严格检查台背施工的填土材料、压实机具以及填土厚度，做到分层验收，层层把关,使得桥涵两端的填土与路堤施工质量得到有效保障。 参考文献： 1吴晓.路桥过渡段沉降因素分析与结构设计研究J.中外建筑,2013,01:108-109. 2李国正.浅论公路路桥过渡段不均匀沉降的原因与控制措施J.黑龙江科技信息,2013,15:261. 3张国祥,孙爱斌,薛乃祯.高速公路工程路桥过渡段质量控制措施J.铁路工程造价管理,2013,05:29-32.
