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文档简介

1、 毕业设计文献综述题 目 桥台跳车及防治措施综述 专 业 公路与城市道路 班 级 10级道路(2)班 学 生 刘 恒 指导教师 张宝玉 重庆交通大学2014年6月桥头跳车及防治措施综述引言:从桥头跳车的危害、形成原因以及处治措施等方面对桥头跳车问题研究的现状、存在问题作了简要评述,同时给出解决桥头跳车问题的一些建议。 所谓桥头跳车,是指桥台构造物与台背路基填土衔接处出现较大的沉降差,在台背附近形成陡坡或台阶,导致路面纵断面线型突变,使高速行驶的车辆在此区域发生明显颠簸的现象。对高等级公路而言,因为桥涵、通道等构造物较为密集,加之设计车速又高,桥头跳车问题显得尤为突出,成为高等级公路建设和运营中

2、亟待解决的问题。在我国公路建设实践中,由于多方面原因,桥头跳车问题并未得到很好的解决。1桥头跳车的危害11降低道路服务水平 文献3利用车辆一人体一座椅振动系统模型,在一定程度上分析了差异沉降引起的路面不平整度对行车舒适性的影响。结果表明,桥头跳车降低了行车安全性和舒适度,降低了公路使用功能和服务水平,乘车者颠簸不适;当车辆高速行驶至桥头陡坎时,为防止车辆猛烈跳动,驾驶员被迫减速或刹车,降低了道路的使用功能;桥头跳车还对附近居民造成噪声污染,影响人民的身心健康。12影响行车安全 在路桥过渡段由于沉降差的存在,车辆易偏离行驶轨道引发事故。13增加养护费用 桥头跳车还对车、路面、路基、桥台台背和桥头

3、伸缩缝造成冲击损坏,增加油耗,增加车、公路的维修和养护费用。2桥头跳车产生的原因 产生桥头跳车的根本原因就是桥台和台背衔接处路堤本身沉降不一致产生沉降差。而且由于多种原因,使这种差异超过了可控范围,加剧了桥头跳车的影响。具体分析如下:(1)设计不周 有时受造价限制,压缩孔径尺寸,采用小跨径,甚至不到河面宽度的12。这就造成桥头路堤过长、过高,且大多处于排水不良、土质较弱的地基上。 桥台路段水泥混凝土路面的胀缝设计不合理,或与沥青路面的接缝处理不当,路基与台背接头处常会产生裂缝。雨水渗入缝后,使路基土冲刷流失,导致该处路基发生沉降,台后填料受渗水侵蚀出现沉降变形。 对桥头路面水处理不良,致使沿接

4、缝或裂缝下渗路基,产生病害。 台前与台背的防护工程有时处理不当,使路堤填土产生侧移而导致沉陷。(2)地基土质不良引起沉陷 地基沉降。桥头路基填筑高度较一般地段大,在路堤荷载作用下,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降。 路堤填土本身的压缩沉降。没有良好排水通道、含水量高的台背填料,在其自重及车辆荷载作用下排水固结,空隙率逐渐降低,填料逐渐压实,引起的沉降是一个长期缓慢的过程,会在相当长的一段时问内不断使桥头跳车产生。(3)施工质量控制不严留下沉降隐患 施工不符合要求,台背填土不均衡,压实不密,造成快速沉降。若台前护坡、挡墙等结构物砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实效果,甚至危害桥基。

5、台背,尤其是台墙后侧及翼墙内侧填土,因受施工作业面限制,不易使用压实机械等因素,难以达到规定要求。(4)业主方面的原因 施工标段划分不合理。如果在划分施工标段时桥归桥、路归路,则很难协调好2个施工单位之间的施工进度,在台背回填区内易造成施工工序上不衔接、相互干扰,影响回填质量。 工期要求不合理。业主由于某些方面的需要,片面地强调进度,提出不合理的工期要求;而监理工程师又未能本着科学、公正的态度坚持原则,把牢质量关,使预压期不足或填土速率过快,桥头路基沉降量过大,引发桥头跳车。3桥头跳车的处治方法31柔性桥台 土工织物加筋柔性桥台工程,可增大桥台相对刚度,减小桥台整体沉降,降低台背与桥台之间的差

6、异沉降。在周志刚、李强、郑健龙等人对加筋桥台路堤试验研究4。51的基础上,同济大学通过模型试验对柔性桥台的加筋间距进行了研究6。模型试验表明,柔性桥台加筋层数、加筋竖向问距等因素直接影响加筋效果,合理的理想间距应在3050 cm之间。32台背填料处理 高速公路结构物台背回填工作容易被忽视且不容易做好,在以往的公路施工中回填工作往往是比较薄弱的环节。 321采用天然砂砾进行台背回填 其机理为:含石量为70的天然砂砾,砾石搭成骨架,细颗粒正好填满空隙;含石量大于70,砾石间的空隙细粒料填不满,因此天然级配砂砾是很好的回填材料,经过大吨位压路机的振动碾压,粗颗粒形成骨架,彼此找到一个最佳的镶嵌位置,

7、这样的骨架几乎是不沉陷的。天然级配砂砾因其具有特殊的物理力学性质,成为结构物台背回填的理想材料,在公路建设中被普遍使用。 322气泡混合轻质填土技术 气泡混合轻质土具有轻质性(容重:513kNm3)、良好的流动性(泵送距离1 500 m)、施工性(无需振捣和机械碾压)、强度的可调节性(3001500 kPa)、固化后自立性(可垂直填土)及耐久性等优点。这种填料的自身不存在压缩沉降问题,刚性比一般的填土路基要好得多,可大大减轻路堤的填土荷载,降低地基应力,抑制软基的沉降、侧移和破坏。通过在桥台背部填充恰当形状的楔形轻质土体,可大大缩减桥台与路基连接处附近的差异沉降,使沉降曲线连续、缓慢而均匀地变

8、化。 323水泥粉煤灰、水泥土等半刚性材料填筑结构物台背路基由试验结果和工程实践可知,配合比合理的流态水泥粉煤灰混合料在用于道路工程结构物台背填筑时,由于用料简单、施工方便,又具有相当的强度,无疑是一种性能良好的路基填筑材料。虽然成本比土方填筑略高,但在加快工程进度、确保工程质量、避免桥头跳车现象等方面的作用十分明显。由于台背填土的压缩变形是影响桥头跳车的主要因素,通过对不同配合比水泥土的压缩性指标分析研究7,认为当水泥含量超过4时水泥土的压缩性减小效果已很不显著,故最经济合理的水泥土掺合比的取值为2。4。 324采用缓膨胀材料 文献8提出并寻找一种能以一定方式控制膨胀量及膨胀速度的台背回填添

9、加材料,使近桥头的膨胀量完全抵消台背沉降,保持原标高不变。远桥头的膨胀量逐渐减少部分抵消台背沉降,直到与路基沉降量一致,从而将刚性的、稳定的桥与必然产生沉降的路基平缓地连接起来。 325使用土工合成材料 在大量的工程实践中,加筋土理论得到了充分验证。土工合成材料发挥其抗拉强度,通过加筋与土体之问的摩擦作用约束土体的侧向变形,从而达到提高土体承载力和抗剪强度的目的。设置横向土工格栅等方法都在某种程度上起到加强台背填土刚度和强度的效果。桥头路基内放置土工格栅,相当于在填土中加筋,可以减小填土的侧向变形,以及对桥头差异沉降的缓和过渡。长沙交通学院针对土工格栅处理桥头跳车进行了室内试验和工程实例数据分

10、析9j。33地基处理 要解决由于地基沉降引起的桥头跳车问题,必须对桥头地基进行深层处理,目的是减少以至消除地基的工后沉降变形,达到解决桥头跳车的目的。通常采用的桥头处理方法按其原理分为加速固结、支撑和减荷3种。 (1)加速固结是通过排水砂桩、排水插板等缩短排水路径的方法加快固结速度,或通过等载预压、超载预压等增大土中内力的方法加快固结速度,或通过挤密的方法直接使土提前固结。如填土预压、等(超)载填土预压、塑料排水板等(超)载预压,通过增加地基排水通道,加快地基固结,增加地基强度。 (2)支撑是利用加固土桩、木桩、混凝土桩等打入到持力层,通过桩体的支撑作用消除桥头路基沉降,如粉体搅拌桩、挤密碎石

11、桩、低强度混凝土桩。 (3)减荷法就是通过采用轻质材料,降低路基自重,达到减少总工后沉降的目的。常用的方法有粉煤灰路基、泡沫塑料路基等。减荷法单独使用,不如与支撑法或挤密法联合使用带来的效果明显。34路面处理 (1)路堤沉降速率控制路面施工进度,保证土方填筑与路面铺筑间有充分的时问间隔。 (2)过渡路面:常用的过渡路面有水泥混凝土砌块和条石。当桥头沉降差超过35 cm,将砌块重新铺砌,并把沉降差调整到零,待路堤沉降稳定后,再改铺原设计路面。地基难以处理、工后沉降较大的软土地基桥头路段,宜采用没置过渡路面。35桥头搭板和枕梁 设置桥头搭板的目的是将桥面与路面问的沉降差分散至搭板的两端,从而减d&

12、quot;-者之间的沉降差,防治桥头跳车。对于设桥头搭板的过渡段,桥面与搭板面之间的容许纵坡差是影响桥头过渡段行车舒适性的重要控制值。文献10在有关资料调查结果的基础上进行研究,提出容许纵坡变化值为03。为了将纵坡变化值控制在容许范围内,可采用预留反向坡度的办法,即搭板与桥台连接的一端与桥面标高一致,而与路面连接的一端,则高于设计标高,形成一个预留的反向坡,其坡度大小根据路桥之间沉降差而定。枕梁下的路基局部范围,是应力集中的部分,也是变形最敏感的部分。由于搭板的一部分恒载及搭板上的车辆活载均要传递到枕梁上,因此,对枕梁下路基局部范围应作特殊处理。在枕梁下局部范围设置碎桩或水泥石屑桩,以改善枕梁

13、及其下部路基土承载能力,减少该处沉降。36沉降修复 当桥头处开始出现破坏时,应及时进行修补,否则会加速桥头路面和路基的破坏。因为一旦桥头开始跳车,汽车荷载对路面的作用力要比没出现破坏时大得多,桥头跳车时路面所受应力至少是平时的2倍以上。为使修复工作能按计划有秩序地进行,定点、定期观测垂直沉降是十分必要的。当桥头的沉降坡差不能满足高速行驶时允许的沉降时,应进行紧急修补加铺,以确保行车的安全舒适。4结论及建议 桥头跳车是普遍且复杂的问题,它涉及路堤沉降、台背回填、桥台类型、接缝、桥头搭板、路面以及施工方法等诸多因素。从以往诸多桥头跳车处治方法的效果和应用情况看,虽然每种方法对解决桥头跳车均有一定程

14、度的积极效果,但实际上均未得到推广应用,其原因是:(1)不能从根本上根治桥头跳车;(2)费用高,施工不便,效果并非理想;(3)适用性差,一些方法只有在一些特定条件下才能适用;(4)施工难度大,设备要求高,工期长。因此,为了解决桥头跳车病害或者使防治作用更有效,需综合考虑,采用多种措施进行综合防治。在进行方案选择时,应根据当地的地质、土质、水文、材料、施工、环境条件等进行技术经济七匕较,选择最优方案。另外,合理的结构设计和规范的施工也是工程质量的保证。参考文献: 1 .王国鼎.康俊涛防治桥头跳车的措施期刊论文-公路 2002(12) 2 .冯忠居.方贻立.龚坚城.朱建斌高等级公路桥头跳车的危害及其机理的分析期刊论文-西安公路交通大学学报1999(4) 3 .陈晓麟.支喜兰路桥过渡段沉降控制指标的研究期刊论文-公路交通科技 2006(2) 4 .李强.周志刚.郑健龙土工格栅加筋柔性桥台筋材设计方法研究期刊论文-长沙交通学院学报 1999(2) 5 .周志刚.郑健龙.宋蔚涛土工格栅加筋柔性桥台的机理分析期刊论文-中国公路学报 2000(1) 6 .王初生.杜灏洁柔性桥台合理加筋间距的力学模型试验期刊论文-力学与实践 2004(4) 7 .隋耀华.王桂尧粉土地区台背回填水泥土的优化配比试验研究期

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