李茜茜 陳洪飛
摘要 文章主要對既有橋梁路橋過渡段專項整治進行研究,保障既有城市橋梁安全平穩(wěn)運營,提高道路平整度和行車舒適性。按照“系統(tǒng)評估、因橋制宜、經(jīng)濟適用、分類施策”的原則,結(jié)合橋梁交通現(xiàn)狀和實際運行情況,提出針對性的工程技術(shù)改造措施。整治研究成果力求指導(dǎo)設(shè)計,規(guī)范路橋過渡段整改施工、管理和運行維護,提升道路服務(wù)水平,推進道路環(huán)境安全與品質(zhì)提升。
關(guān)鍵詞 市政道路;城市橋梁;橋頭跳車;路橋過渡段;維修整治
中圖分類號 U441 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2022)10-0142-03
0 引言
浙江平原地區(qū)大多數(shù)是軟土地質(zhì),極易產(chǎn)生道路起伏和“橋頭跳車”現(xiàn)象。近年來,隨著我國城市化進程不斷加快,基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展,社會對市政道路橋梁的要求也越來越高。同時,隨著機動車數(shù)量的激增,在長年高負荷運營下,“橋頭跳車”現(xiàn)象已經(jīng)成為路橋過渡段的主要病害,是困擾市政工程技術(shù)人員的難題之一,改善路橋過渡段安全并提升行車舒適性是市政設(shè)施管理部門的重要任務(wù)。
1 既有橋梁路橋過渡段病害表現(xiàn)形式
引起橋頭跳車的原因有:柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間不均勻沉降、剛度突變、車輛本身的振動特性等。其中不均勻沉降是主要原因。在車輛荷載、填料自重、周邊土體擾動等因素作用下,橋梁與道路同時發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量,形成超限的不均勻沉降差。危害主要影響行車安全、降低行車速度和加速橋梁伸縮縫及路面的損害,對道路橋梁的運行影響較大,具體表現(xiàn)形式如下:
1.1 臺后路面路基沉降
路面在臺背回填處出現(xiàn)不同程度的沉降斷裂(沉降值超限),使車輛通過時產(chǎn)生跳躍和沖擊,從而對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載,使司機和乘客感到顛簸不適,甚至造成車輛大幅度減速,嚴重時可導(dǎo)致交通事故。
1.2 伸縮縫系列病害
型鋼翹曲變形、梳齒板松動或螺母缺失、錨固混凝土碎裂等。
1.3 橋梁附屬設(shè)施病害
(1)搭板脫空。(2)淺層管線引起路面起拱。(3)窨井蓋沉陷。(4)引橋擋墻沉降滑移等。
2 既有橋梁路橋過渡段病害評估
2.1 路橋過渡段病害程度等級定義
(1)按浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳頒布的《城鎮(zhèn)道路路橋過渡段工程技術(shù)導(dǎo)則(試行)》的相關(guān)規(guī)定,橋頭跳車病害等級分類根據(jù)城市道路橋頭行車舒適度,將“橋頭跳車”病害程度分為以下四類:A類——按照城市道路設(shè)計車速行駛,無“橋頭跳車”現(xiàn)象;B類——按照城市道路設(shè)計車速行駛,“橋頭跳車”現(xiàn)象輕微;C類——按照城市道路設(shè)計車速行駛,“橋頭跳車”現(xiàn)象明顯;D類——按照城市道路設(shè)計車速行駛,“橋頭跳車”現(xiàn)象嚴重[1]。
(2)路橋過渡段長度根據(jù)道路等級、設(shè)計車速、填土高度、地質(zhì)情況等綜合確定,可根據(jù)公式(1)計算,過渡段長度不應(yīng)小于公式計算值,且不應(yīng)小于3 s設(shè)計車速行程長度。
式中:γ——重要性參數(shù),快速路取1.2,主干路取1.0,次干路取0.9,支路取0.8;L——臺背路基長度(m),設(shè)搭板時取搭板長度,不設(shè)搭板時可取8 m;L——漸變段長度(m),L=m×H+(20~80)m,地基承載力較低、軟土層較厚時括號內(nèi)數(shù)值取高值;m——臺背回填坡率,宜取1.5~2.0。公式(1)中各參數(shù)如圖1所示。
(3)“橋頭跳車”病害排查范圍一般值為“路橋過渡段長度”,特殊位置如橋梁緊鄰道路交叉,且橋一側(cè)“路橋過渡段”已經(jīng)進入道路交叉口,則將道路交叉口入口位置作為排查范圍及整治改造范圍的重點。
2.2 幾種測量方式以評價“橋頭跳車”病害等級
(1)采用相鄰最大縱坡差評價“橋頭跳車”病害等級,具體指標見表1。
(2)采用3 m直尺測量過渡段平整度,以評價“橋頭跳車”病害等級,具體指標見表2。
采用3 m直尺測量方法的測量范圍及具體測點位置見圖2。
3 既有橋梁路橋過渡段整改設(shè)計
既有城市橋梁路橋過渡段病害整治及行車舒適度提升整治設(shè)計工作實施步驟可分為:基礎(chǔ)資料收集、排查評估、整治方案研究與設(shè)計。
現(xiàn)以浙江省兩座既有C類“橋頭跳車”病害橋梁為例,對整治設(shè)計內(nèi)容進行闡述。兩座橋的具體整治方案匯總見表3。
(1)路基注漿處理(區(qū)分臺后搭板下及普通路基):搭板脫空處、路基脫空處及路基密實度不符合要求時可采用注漿處理(采用高聚合物高壓注漿技術(shù),修復(fù)路基及深層病害),對較大空洞亦可采用灌沙處理。
(2)通過地質(zhì)評估,既有路基軟土處治宜采用土工泡沫塑料(EPS塊)或氣泡混合輕質(zhì)土等輕質(zhì)填料換填,沉降較大時可結(jié)合采用水泥攪拌樁復(fù)合地基進行處治。
(3)對“橋頭跳車”病害等級為C類及D類的,排查范圍內(nèi)應(yīng)進行路基地下空洞隱患排查。地下空洞隱患檢測宜采用地球物理檢測方法,選用探地雷達法或高密度電阻率法。城鎮(zhèn)道路地下空洞隱患風(fēng)險評估可執(zhí)行《城市地下病害體綜合探測與風(fēng)險評估技術(shù)標準》(JGJ/T437)及國家或省內(nèi)相關(guān)現(xiàn)行標準的規(guī)定。
(4)橋臺伸縮縫整治:1)對橋梁伸縮縫裝置存在相對高差5 mm以上或型鋼翹曲、開焊、斷裂、脫落等現(xiàn)象的需更換伸縮縫裝置。伸縮縫錨固材料宜采用快速可靠的UHPC超高性能混凝土或直接更換無縫式伸縮縫。2)對伸縮縫錨固區(qū)混凝土存在碎裂、松散、坑洞等現(xiàn)象的,可采用MMA快速聚合物砂漿或者UHPC超高性能水泥基材料表面處治。
(5)臺后引橋擋墻整改設(shè)計:1)擋墻基礎(chǔ)加固,一般采用地基注漿的方案;2)擋墻墻身抗傾覆或抗滑移穩(wěn)定性加固,可采用墻后填土卸載,并換填輕質(zhì)填料,或者墻身側(cè)面鉆孔注漿,對墻后填料進行固結(jié)加固;3)擋墻墻體結(jié)構(gòu)加固,必要時增加橫向錨桿,確保墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;4)疏通擋墻泄水孔,確保泄水孔通暢;5)確定臺后擋墻結(jié)構(gòu)安全性滿足要求后對擋墻與橋臺翼墻錯臺、人行道沉降及擋墻欄桿局部病害進行專項整治。
(6)路面結(jié)構(gòu)整改:刨除路面結(jié)構(gòu)后,根據(jù)需抬高的高度,選用不同材料進行填筑,具體見圖3所示。為減少對交通影響,優(yōu)先選用免長時間養(yǎng)護的材料。
(7)整改宜對路橋過渡段全部范圍進行道路縱坡擬合,且長度不應(yīng)小于25 m,處治長度可按降低一級設(shè)計速度的最小坡長控制,縱坡變化處應(yīng)設(shè)置豎曲線。
(8)路基路面整治時需在橋頭搭板末端接縫位置的路基頂面設(shè)置寬度不小于60 cm防裂卷材。
4 既有橋梁路橋過渡段整改的施工及養(yǎng)護
4.1 既有橋梁路橋過渡段整治施工要點
(1)路橋過渡段施工應(yīng)有合理的工期。
(2)既有道路整治提升施工時應(yīng)具備既有道路竣工資料。
(3)施工單位進場后應(yīng)詳細調(diào)查施工現(xiàn)場及其周圍環(huán)境情況,編制專項施工方案。
(4)軟土地基路橋過渡段在施工期及運行期均應(yīng)進行沉降和穩(wěn)定監(jiān)測。
(5)路橋過渡段運行維護作業(yè)前,應(yīng)因地制宜制定作業(yè)計劃和進度安排,并注重節(jié)約資源和保護環(huán)境。
(6)維護作業(yè)區(qū)域修復(fù)后應(yīng)與周邊路面銜接平順、美觀、無沉降和變形。
(7)氣泡混合輕質(zhì)土最小填筑高度不宜小于1 m,當(dāng)澆筑體位于地下水位以下時,應(yīng)進行抗浮穩(wěn)定性驗算,抗浮穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.1。
(8)整治提升施工應(yīng)考慮施工對現(xiàn)狀交通的不利影響,盡量采用工期短、穩(wěn)定性好、技術(shù)相對成熟的技術(shù)措施。
(9)施工時應(yīng)留存各重要節(jié)點的影像資料。
(10)路橋過渡段施工尚應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》(CJJ 1)的要求。
4.2 既有橋梁路橋過渡段路面日常養(yǎng)護要點
(1)對“橋頭跳車”病害等級為A類區(qū)域進行定期巡查;對“橋頭跳車”病害等級為B類區(qū)域進行路面處治。
(2)“橋頭跳車”病害等級B類區(qū)域處治措施:瀝青路面宜采用銑刨后SMA細粒式瀝青混凝土罩面處治,處治長度不宜小于20 m。水泥路面可采用MMA快速聚合物砂漿或者UHPC超高性能水泥基材料處治,處治長度不小于一個板塊長度。
(3)對橫穿管線引起路面起拱處,應(yīng)調(diào)查原管線資料,根據(jù)管線埋深情況采用瀝青銑刨罩面處理或?qū)芫€整體改造以保證路面坡度順暢。
5 結(jié)語
對既有橋梁路橋過渡段進行整治,可以有效提高城市道路行車安全性與舒適性,提升城市品質(zhì)。整治應(yīng)依據(jù)“橋頭跳車”病害等級分類評估,系統(tǒng)分析基礎(chǔ)資料,因橋制宜、分類施策,結(jié)合橋梁交通現(xiàn)狀和實際運行情況,采取針對性的工程技術(shù)措施。同時整治措施要積極采用不斷出現(xiàn)的新工藝和新材料,逐步提升整治效果。
參考文獻
[1]《城鎮(zhèn)道路路橋過渡段工程技術(shù)導(dǎo)則(試行)》[Z].浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳,2022.03.