尚 羽
(貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081)
路橋過渡段的設計中,由于橋梁結構和路面結構的剛度不同,在車輛荷載和自身結構體系的自重作用下,地基會產生不同程度的不均勻沉降,進而使兩側的地基產生臺階,造成車輛橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。這種現(xiàn)象是由于兩側結構不同造成的,一方面由于路面在荷載的長期反復作用下,使得地基土之間的縫隙逐漸減小,并且伴隨著土體的側向位移,使得路面結構高度逐步下沉;另一方面也可能由于橋梁所處位置的樁基下的土層地質條件不好,土體的天然空隙較大,在車輛荷載和其他荷載的反復作用下,地基出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象。首先我們要明確,路橋過渡段產生不均勻沉降是無可避免的,如果沉降在規(guī)范允許的范圍內,且不會對車輛行駛造成明顯的危害,這是可以接受的。但是如果車輛在行駛過程中能感覺到明顯的跳車現(xiàn)象或者不舒適的情況,這就要求設計和施工單位,盡可能實際的模擬現(xiàn)有道路路基狀況,采取一定的措施來減小地基之間的不均勻沉降的差值,進而提高路橋結構的使用壽命。
從路橋過渡段的現(xiàn)有病害情況來看,在伸縮縫兩側,無論橋面還是路面,都極易出現(xiàn)不同程度的裂縫,其中涵蓋了橫向裂縫和縱向裂縫,有的甚至出現(xiàn)了坑槽,這些都嚴重危害了行駛車輛的安全。另外在橋頭兩側出現(xiàn)裂縫的情況下,如果得不到及時的修復處理,在后期的雨水作用下,會導致橋面鋪裝層及結構中的鋼筋發(fā)生不同程度的腐蝕和損壞,嚴重者甚至會導致橋梁結構的崩塌。
對于路橋過渡段路面不平整的問題,很大的原因是由于施工方的原因,另外在加之自然環(huán)境的因素等,一是由于施工人員技術水平較低,在進行路面攤鋪和壓實中不符合相應的技術要求,進而導致了路面不平整的現(xiàn)象;二是由于施工人員為了節(jié)省材料或者其他方面的物資,不按照設計和規(guī)范要求進行違規(guī)操作,導致了這類現(xiàn)象的發(fā)生。路橋過渡段的施工中,對于路面平整度的要求應該是十分嚴格的,但在現(xiàn)實的實際施工過程中,由于施工環(huán)境或者施工技術的影響,直接導致了過渡段路面的坑洼不平的狀況,這嚴重影響了道路的施工質量,使得車輛在行駛過程中出現(xiàn)顛簸的現(xiàn)象,對于車輛輪胎的磨損也十分嚴重。
在對路橋過渡段進行設計時,由于設計單位沒有根據現(xiàn)場實際情況進行具體的過渡路面的設計,或者在設計中只是進行了簡單的設計處理而沒有進行綜合處理的方案設計,進而導致結構體之間產生不均勻沉降而導致跳車現(xiàn)象的發(fā)生。對于施工方來講,路橋過渡段的施工應該先完成橋梁結構物然后再進行橋梁兩側的路基填筑,但在實際的施工中,由于施工人員的協(xié)同合作之間的問題以及路橋分工的問題,甚至合同段分工不同的問題,就會導致施工順序的錯亂。另外,橋梁施工完成后,對于路基填筑來講,工作面相對比較狹窄,對于路基的壓實工作產生了一定的影響,這就導致會產生路基壓實不均勻的狀況。同時橋梁建成后就會產生微小的沉降,在后期的路基施工中往往會被忽略。這一系列的設計和施工方案的選擇,都會在很大程度上影響路橋過渡段的質量,如果處理不當,極易對道橋的使用產生危害。
橋梁橋臺部分的結構層是由混凝土變?yōu)槁坊?,因此在路橋過渡段一定要設置相應的過渡結構,進而減小由橋面變?yōu)槁访娴臎_擊力,保障行車安全。對于過渡段結構形式的選擇,現(xiàn)階段主要有兩種結構形式,一種是設置土木格柵,一種是設置搭板。
土木格柵的設置是為了最大程度的發(fā)揮結構的抗剪性能,使得結構能夠在承受自身重力和外部車輛荷載的情況下,不產生大的側向位移,因而能在一定情況下減小路基土的側向作用,加強路基結構的穩(wěn)定性,縮小路基和橋臺的不均勻受力而產生的不同沉降。搭板則是現(xiàn)階段使用比較廣泛的一種路橋過渡段的緩沖結構,在進行搭板的設計時,搭板的坡度和長度要滿足規(guī)范和實際的受力要求,在很多情況,橋面和路面之間會有一定的高度差,在設計搭板時,要保證縱坡滿足實際要求;另外搭板的長度要大于等于5 m,對于中小橋,可以設置在6~8 m,對于大橋,要根據實際情況增大搭板長度,進而保證過渡結構的受力特性。
路基及臺背填料的選擇對于路橋過渡段的結構性能也具有很大的影響,在選擇過渡段結構的調料時,要充分考慮到現(xiàn)場的地質情況以及結構物的承載力情況,綜合分析填料的顆粒級配及材料的配比等問題,多增加粗骨料的分量及比例,進而促進填筑結構的剛度和安全性能。
結構壓實度的控制是施工單位的一個重要方面,這對于結構剛度的提高是十分必要的。在施工時,要保證每層土的填土厚度,使得壓實效果最佳,一般應每層土的厚度都控制在15 cm左右,壓實一層鋪筑一層,在每層壓實完成之后要嚴格測量其壓實質量,確保滿足設計和規(guī)范要求。另外在進行壓實之前,施工單位應該將混合好的材料涂到過渡段中,使其進行充分的軟化,然后將周圍的熱料進行一定的處理,最后將粘接層涂抹在路橋過渡段,促進壓實工作的順利進行。最后要嚴格按照施工順序進行壓實處理,依次進行卸土,攤鋪,灑水,晾干,碾壓,選用適宜大小的壓路機,根據實際情況確定碾壓次數(shù),待每層碾壓檢驗合格后進行下一步工序,確保壓實質量。
為了進一步控制路橋過渡段的施工質量,加強施工組織設計時施工單位的重要舉措。在進行路橋過渡段的施工之前,要明確施工工序及施工順序,編寫好施工組織方案,做好路基沉降的預防處理措施,嚴格控制橋臺和路基間的沉降差。根據施工和設計要求,通過技術和經濟指標對施工組織方案進行合理的評價,并不斷優(yōu)化調整,最終在滿足技術要求的前提下,選用最經濟的方案,進而保證路橋過渡段的施工質量,促進結構的安全性和穩(wěn)定性。
該橋位于二級路上,跨徑為3×13 m,預應力混凝土橋,上部結構為預應力混凝土空心板,下部結構為鉆孔灌注樁,根據現(xiàn)場調查情況,橋梁橋頭與道路過渡段處出現(xiàn)了不同程度的橫向裂縫和縱向裂縫,在一側還出現(xiàn)了小范圍的不均勻沉降。
由于該路段為大修,且在現(xiàn)場調查中發(fā)現(xiàn),橋梁下部結構完好,空心板無明顯的裂縫和鋼筋外露情況,因此,設計中采用更換橋面系的維修方案,在調查中還發(fā)現(xiàn),橋頭沒有設置搭板,因此針對路橋過渡段,設計中采用的措施為:將背墻更換為牛腿式,設置6 m搭板來作為過渡段的結構設計,臺背填料采用10%的石灰土,壓實度為95以上,滿足規(guī)范要求,如表1。
表1 路堤壓實度
在施工中要嚴格控制壓實度,保證過渡段的結構穩(wěn)定性,減少裂縫的產生以及結構的不均勻沉降。
路橋過渡段的問題雖然在現(xiàn)階段的設計和施工中已經引起了足夠的重視,但這種現(xiàn)象依然存在,這就要求設計和施工單位要根據現(xiàn)場地質條件及環(huán)境因素不斷優(yōu)化方案,從結構設計,施工工藝及材料性能方面不斷改進和完善路橋過渡段的設計,加強施工組織設計,提高施工質量,減少路橋過渡段的裂縫及不均勻沉降,減輕甚至避免跳車現(xiàn)象的產生,進而提高路橋建設的質量,延長結構的使用壽命,為人們的安全出航提供保障。