有关公路路桥桥涵结构差异沉降原因与对策及探讨.doc

有关公路路桥桥涵结构差异沉降原因与对策的探讨【摘要】随着经济和社会的快速发展，我国的公路建设工程越来越多。公路建设中路桥桥涵结构的稳定是保证公路工程安全性的重要因素，本文通过对公路路桥桥涵结构的特点进行阐述，然后对其差异沉降的原因进行探讨和分析提出科学、高效的应对策略。【关键词】公路路桥；桥涵结构；差异沉降；探讨1公路路桥桥涵结构概述 公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的优越性和灵活性，发挥着其他运输方式所不可替代的作用。公路建设又是国家最主要的基础产业之一，公路交通事业的迅速发展，为经济的持续发展注入了强大的活力。但是，从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看，存在着不少问题，其中比较常见的道路病害是：公路路桥桥涵结构发生差异沉降，造成车辆通过时跳车或其他危险情况。而且随着高速公路的迅速发展，车辆快速、安全、经济和舒适的要求越来越高，这个问题越来越突出，影响公路使用性能和运输效益的发挥。因此必须解决该问题，但如何解决公路路桥桥涵结构发生差异沉降。虽已引起公路建设行业的重视，但并未获得满意的解决办法。2公路路桥桥涵结构差异沉降原因与对策的探讨2.1公路路桥桥涵结构过渡段沉降控制指标及其应对目前，在我国的公路路桥桥涵建设中过渡段容许工后沉降控制指标及其确定方法因实际情况不同而无法统一，因此明确的标准。考虑到桥头跳车最大的危害之一，是影响汽车的平顺性能，以致引起乘客的不适。因此需要做好以下工作分析桥头过渡段的沉降机理，并根据沉降机理的分析提出过渡段沉降控制标准的数学表达式；利用汽车行驶平顺性的评价方法评价过渡段差异沉降对行驶舒适性的影响。路桥过渡段沉降的控制指标的应用包括：简单概述台背工后沉降量的计算理论以及计算方法；通过容许工后沉降控制指标，可以用来验算新建公路的台背工后沉降量，从而决定是否需要采取相应的措施以减少其工后沉降。由于差异沉降控制指标是基于行车舒适性提出的，因此利用该指标可以检验已通车公路在运营使用过程中其台背差异沉降是否满足容许沉降差的要求，从而决定是否需要采用相应的养护措施以保证过渡段的行车舒适性。过渡段沉降控制方法的研究主要包括以下几个方面：（1）台背路基结构应力计算分析。从减小地基应力以达到减小台背地基工后沉降的这一目的出发，进行台背路基结构设计。在路基底部设置扩大基础，扩散台背填土对地基的应力。根据对台背路基结构的设计，建立台背结构的有限元模型，对地基顶面的应力进行有限元计算，最后根据计算结果，提出路基结构设计原则。（2）台背回填区材料试验。桥台背是桥梁与路基相衔接的特殊路段，特别是靠近桥台的部位不能用大型压路机进行振动碾压，所以这一部位的压实很难得到很好的保证，容易产生压缩沉降，引起桥头跳车。由于台背回填料自身固结和施工存在困难，若不对台背填方作加固处理，则桥台背路基的工后沉降问题就得不到解决，因此，本章选择强度高、压缩性好、自重较轻的半刚性材料作为台背回填区材料，且选择具有轻质、透水性良好、易于施工特性的无砂大孔隙混凝土作为靠近台背难压实区的回填材料。台背回填区材料试验内容如下：无砂大孔隙混凝土的原材料、密度、孔隙率、强度、施工性试验分析，并对无砂水泥粉煤灰混凝土的密度、孔隙率以及强度进行了试验分析。主要进行石灰土、二灰土强度试验分析，以确定石灰土、二灰土的配合比。台背地基沉降计算主要包括：根据路基结构有限元分析的计算结果，提出路基作用于地基表面的荷载分布形式为抛物线分布的条形荷载；推导出抛物线分布的条形荷载作用在半无限地基表面时的应力计算公式；结合工程实践及室内试验，对台背地基的沉降计算进行研究分析，对所设计的台背路基结构进行计算验证等。2.2公路路桥桥涵结构差异沉降应对施工措施在公路路桥桥涵结构差异沉降应对施工中需要做好施工准备，包括人员准备、材料准备、设备准备等。桥台背回填压实是解决路路桥桥涵结构差异沉降问题的关键之一，根据业主要求按照特殊工艺进行施工。主要包括以下几个方面：（1）基坑回填。桥基础承台施工完毕检验合格后进行回填施工，对于基坑边缘积水处采用小型排水设备排除积水并人工清理淤泥。采用透水性材料分层回填，每层厚度控制在10cm20cm，回填至基础顶面，采用天然砂砾石回填时自然级配应良好，最大粒径不得超过6cm，含泥量不大于5%。基坑回填采用小型柴油打夯机夯实，并应压实到设计要求的压实度。每层压实后进行检测，合格并经监理工程师认可后方可进行下道工序施工。自检频率为每50m2检测一点，不足50m2时，至少检测一点。（2）台背回填。台背填砂（饱和水密法）为路基填土，对于墙式台身，为确保路基填土和台背填砂的结合界面密实，路基填土时应在不致引起对桥台和涵洞洞身产生过大土压力的情况下，填土压实范围以距墙背1.0-1.5m为宜。反挖成型为保证路基填土和台背填砂的结合紧密，应待路基填土接近台帽或涵顶且桥涵上部构造安装就位后，才对台背范围的路基填土进行反开挖，保证台背一次反挖成型，杜绝一边填土一边填砂的现象。台背反开挖采用挖掘机进行，人工配合修整，开挖尺寸必须达到设计要求的断面尺寸。基坑开挖坡面与路基相结合的部位,应挖成阶梯状台阶,台阶宽度不得小于1,每级台阶高不得大于1。填前处理与检查为台背反开挖成型后，由人工将台后废料和松土清除干净，并在台背两端八字墙处码砂袋进行围堰，砂袋底层设泄水口。同时将涵身沉降缝、墙身施工时固定模板用的拉杆洞眼等用沥青麻絮或水泥砂浆填塞密实。然后检测基坑开挖坡面的压实度，要求其压实度达到相应路基填土层次的标准，并检查基坑的断面尺寸等。回填用砂一般采用中粗砂，要求含泥量不大于5.0。填砂应分层进行，每层填砂厚度控制在50cm以内，并在涵身背墙上用红油漆或不易掉色的材料划横道以控制层厚。填砂应在支撑梁（或涵底铺砌）及盖板（或梁板）安装完成且砼强度达到80%以上后进行，填砂时须两个台背同时对称填筑施工。回填砂采用“水密法”捣实，施工时至少应有两台插入式砼振动器和一台平板式振捣器进行捣实。采用抽水机在松铺好的砂层上浇水,使水面略高于砂面,让砂处于饱水状态。插入振动棒同时进行梅花布点振捣。振动要有规律地垂直插入,间距为2030,快插慢拔。振动棒插入到拔出时间控制在30左右为佳,插入深度为振动棒长度,先中间后两边。振捣至表面砂粒不流动、气泡不冒出为止。完成上述步骤后,将砂中的水放掉,让水排到路基以外。在排干新振砂层中水的同时,待砂面层无自由水份时,用平板振捣器沿台背纵横向各拖振一次。现行公路桥涵施工技术规范对台背回填质量压实度要求为96%。压实度检测的方法一般采用灌砂法或轻型触探法，每一填筑层检测一次，检测频率为每50m2检测一点，不足50m2时，至少检测一点。当采用轻型触探法进行检测时，应对砂的密实度进行室内试验，先用红砖砌一3m长、2m宽和2m深的池子，根据规范规定的密实度要求逐层填砂，逐层用灌砂法和轻型触探法进行对比试验，用其试验数据建立两者的关系。桩承式桥台台背回填体的地基通常为软弱土层，其承载力低，压缩性高，在附加荷载作用下产生的压缩沉降大，达到稳定沉降的历时较长。因此重点考虑回填材料对地基的附加应力和回填材料的排水界面作用，从而减少回填材料表面总沉降和日后沉降。与软基上桩承式桥台相适应的台背回填材料和处理措施有：与重力式桥台相同，轻质、高强度、高模量的粉煤灰混凝土材料的使用效果明显优于其它材料。渗透性好的风积砂、加筋风积砂、砂砾和加筋砂砾能够为地基和路堤材料提供良好的排水界面，因此。它们在桩承式桥台台背回填中的使用效果明显优于渗透性小的粘土和石灰土材料。与重力式桥台相同，加筋提高了回填材料的强度和刚度，减小了回填区和相邻路堤土体表面的沉降，使用效果明显。在桩承式桥台台背回填中，设置易变形夹层后，回填体表面沉降有所增加。因此，在桩承式桥台台背回填中不推荐这种处理措施。2.3 公路路桥桥涵结构差异沉降应对施工质量控制措施在公路工程施工中公路路桥桥涵结构工程质量必须达到公路工程质量检验评定标准中优良等级。各道施工工序实行自检、互检、交接检制度，使工程质量在全过程都处于受控状态。开展全面质量管理，由项目总工主抓技术，工程部具体结合现场，搞好现场施工，安质部、试验室严格把关，自检不合格不报验，确保验收一次通过。每道工序施工前，由工程部向作业班组进行详细技术交底，明确施工部位、操作方法、技术质量标准及要求。施工员对自己负责的路段负全部责任。每道工序的质检资料及时填写、整理、上报、签收、保管。加强成品保护工作，对已完成工作采取各种保护措施。开展标准化作业，做到工序有标准，有检查，有结论。积极慎重采用新技术、新工艺、新方法，保证标准化作业质量。积极开展QC小组活动，成立工序质量和工程质量的QC小组，科学解决施工中的关键质量问题。开工前集中技术干部做好图纸会审工作，认真研究图纸，领会设计意图。根据工程需要建立设备精良、功能齐全的工地试验室。选派技术熟练人员持证上岗，试验仪器经有关部门标定合格开始各项试验，设立专职测量工程师并配备精良测量仪器保证质量控制。组建专业化施工队伍，选调路基施工经验丰富、能力强的施工队，由项目部组织指挥。对所有施工人员做岗前培训。科学安排，精心组织，加强施工计划管理。施工中合理安排施工工序，加快施工进度。结语： 公路路桥桥涵结构差异沉降会造成公路设施的损坏，影响交通运输的安全性。公路工程施工和养护中施工人员需要加强对公路路桥桥涵结构的检测和监控，及