湯海新
(遼寧省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110072)
截止2015年底,我國(guó)高速公路已經(jīng)形成34條貫通南北,連接?xùn)|西的網(wǎng)絡(luò)大貫線,全國(guó)高速公路總長(zhǎng)度8.5wkm。由于我國(guó)高速公路要求等級(jí)相對(duì)較高,公路線路經(jīng)過(guò)路段地理環(huán)境不一樣,同時(shí)車(chē)輛在高速上的行駛速度,都向高速公路技術(shù)提出相對(duì)較高的要求,也使橋頭躒車(chē)現(xiàn)象日益突出的顯現(xiàn)出來(lái)。現(xiàn)今對(duì)公路技術(shù)人員提出的挑戰(zhàn)性問(wèn)題就是如何有效的消除或最大限度的降低橋頭跳車(chē)的病害現(xiàn)象從而最大限度的滿足高速公路行車(chē)過(guò)程安全和保持高速勻速行駛的要求。
橋頭跳車(chē)的產(chǎn)生是形成的原因相對(duì)比較復(fù)雜,以縱坡i=1.8%為例,對(duì)橋頭跳車(chē)進(jìn)行分析:不同型號(hào)汽車(chē)在橋頭的行車(chē)機(jī)理也不甚相同且十分復(fù)雜,地面不同搭建物長(zhǎng)度及搭建物沉降值的不同,在地面所產(chǎn)生的升降程度不同。在這里把汽車(chē)輪胎經(jīng)過(guò)橋頭兩個(gè)縱坡轉(zhuǎn)折時(shí)的行車(chē)線型按兩個(gè)相切的反向豎曲線考慮。當(dāng)汽車(chē)行至橋頭不同兩點(diǎn)間凸曲線路段時(shí),形成的向心力為F=m×V2/R。當(dāng)汽車(chē)慢慢向前行駛時(shí),向心力小于自身重力F﹤G,此時(shí)汽車(chē)會(huì)在自身重力作用下穩(wěn)步前行;而當(dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí),向心力大于自身重力F﹥G時(shí),汽車(chē)則會(huì)出現(xiàn)跳車(chē)和顛簸現(xiàn)象。青銀高速公路計(jì)算行車(chē)速度為120km/h,橋臺(tái)搭建物長(zhǎng)度為10m。假設(shè)i=2%,行駛時(shí)汽車(chē)不騰空的豎曲線半徑至少應(yīng)為R=m×V2/F約1000m,而高速行駛至跳橋段兩點(diǎn)間凸曲線半徑大約為10/2/0.02=250m,此時(shí)的曲線半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了汽車(chē)向心力對(duì)汽車(chē)穩(wěn)定行駛的豎曲線半徑而引起跳車(chē)現(xiàn)象發(fā)生。
2.1 跳車(chē)所引起的高速行進(jìn)中車(chē)輛零件的過(guò)度磨損,降低機(jī)械零件的使用壽命;同時(shí)跳車(chē)時(shí)產(chǎn)生的車(chē)輛行駛不穩(wěn),會(huì)引起車(chē)內(nèi)人員的各種不舒服,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成行車(chē)事故。
2.2 而汽車(chē)跳車(chē)時(shí)對(duì)地面產(chǎn)生的強(qiáng)大的撞擊力又相對(duì)使地面的載力增加,使橋頭支撐、搭建物、連接縫隙相就因受到?jīng)_擊而加速損壞。高速公路養(yǎng)護(hù)及維護(hù)機(jī)構(gòu),為了能使高速公路處于一個(gè)良好的運(yùn)行情況,要對(duì)跳橋段進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)和保養(yǎng),而這種治標(biāo)不治本的工作是要不間斷的進(jìn)行的,這樣不僅花費(fèi)了大量的人力和財(cái)力,同時(shí)此路段也失去了良好的口碑,使公路養(yǎng)護(hù)苦不堪言。
我們發(fā)現(xiàn)跳車(chē)路段一般都出現(xiàn)在路橋的過(guò)渡地段,這一地段由于地基加固不均勻,或交接處地基土質(zhì)不同(如軟土、黃土、沙土),不同土質(zhì)會(huì)使地基沉降速度也呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,所以在處理地基時(shí),不同土質(zhì)的地基要進(jìn)行不同的處理方式進(jìn)行,力求改善地基承載能力,縮小因地基產(chǎn)生的沉降差而出現(xiàn)跳車(chē)現(xiàn)象。例如路基建在河橋附近,如果地基附近有河卵石土,回填應(yīng)該就全堤進(jìn)行鋪就,在交界處應(yīng)考慮沉降情況進(jìn)行全部處理。在鋪
高速公路路基基底有夯實(shí)程度是否達(dá)標(biāo),直接影響到路面的抗震動(dòng)能力,而輔就路基的第一層時(shí),是很難達(dá)到高要求的壓實(shí)度的,這就要求在進(jìn)行壓臺(tái)背回填時(shí),將臺(tái)背地基進(jìn)行充分輾壓夯實(shí),力求其壓實(shí)度與承壓力能夠達(dá)到相應(yīng)的高度。當(dāng)初次對(duì)臺(tái)背地基進(jìn)行輾壓時(shí),可能會(huì)因?yàn)榈鼗临|(zhì)疏松柔軟,即使碾壓過(guò)程已經(jīng)很充分了,也會(huì)出現(xiàn)不理想情況,甚至還會(huì)出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。
路段的接縫處是地基的薄弱點(diǎn),當(dāng)此處地基下沉?xí)r,為避免跳車(chē)現(xiàn)象的發(fā)生,最有效的補(bǔ)求方式就是進(jìn)行強(qiáng)夯。這種方法是運(yùn)用400KN左右的重錘,讓其從五十米的高中內(nèi)進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng),利用這種強(qiáng)大的沖擊力,使地基內(nèi)部產(chǎn)生共振,強(qiáng)大的沖擊波會(huì)使地基內(nèi)土層抱合更加緊密,從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度的作用。這種處理方法的好處有:
3.3.1 使用這種方式進(jìn)行處理的地基承載力會(huì)翻倍增加。
3.3.2 能夠有效的減少地基油層降不均現(xiàn)象發(fā)生。利用重錘強(qiáng)夯之后的地基土層抱合度比原來(lái)增加將近十倍,均勻性增加,斷層現(xiàn)象相對(duì)減少。
3.3.3 縮短工作時(shí)間,降低作業(yè)成本。砂質(zhì)經(jīng)過(guò)首次強(qiáng)夯之后沉降可達(dá)50公分左右,而經(jīng)過(guò)再次夯實(shí)之后則為首次的3/5。而經(jīng)過(guò)這種強(qiáng)夯之后的路段,可以馬上進(jìn)行下一步工程施工,不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間,也降低了人力成本。
利用強(qiáng)夯對(duì)地基臺(tái)背進(jìn)行壓實(shí),要嚴(yán)格按相應(yīng)質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行施工作業(yè);對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)最好的就是強(qiáng)夯工具,如果工程附近(50米內(nèi))沒(méi)有大型人工建筑,盡量考慮強(qiáng)夯。強(qiáng)夯工作不但省時(shí)省力,還能保證工程施工質(zhì)量。在強(qiáng)夯不能觸及到的地方,利用小夯機(jī)進(jìn)行作業(yè),可以將強(qiáng)夯后的作業(yè)死角認(rèn)真夯實(shí),彌補(bǔ)強(qiáng)夯不足。
橋頭跳車(chē)最基本的原因是由于地基不均勻的沉降造成的,本文通過(guò)對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象原因的分析,及其能產(chǎn)生的相應(yīng)危害和采用何種措施進(jìn)行前期加固,及問(wèn)題出現(xiàn)后進(jìn)行補(bǔ)救的措施進(jìn)行了相應(yīng)闡述。依據(jù)高速公路應(yīng)具有的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)等各方面要求,以現(xiàn)存的和在建的高速公路對(duì)此病害的成功處理模式做為基礎(chǔ)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),因我國(guó)地質(zhì)地貌不盡相同,所以對(duì)不同路段采取的措施要因地制宜,這樣即附合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì),又能節(jié)省資源和材力,且不會(huì)影響工程進(jìn)度,同時(shí)對(duì)治療跳車(chē)病害也會(huì)效果顯著。
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