剛?cè)徇^渡型處理措施預(yù)防橋涵臺(tái)背跳車病害研究

陳玉留 薛偉

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.045

摘 要：跳車病害影響了車輛的速度，公路的通行能力降低，主要原因是橋涵臺(tái)回填土體本身的剛度與橋涵臺(tái)混凝土剛度不同，引起的變形沉降差引起的。基于橋臺(tái)和基礎(chǔ)與臺(tái)背回填土及其地基的剛度差異以及臺(tái)背回填與路堤的剛度差異，該文采取剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)上達(dá)到減少沉降差的目的。

關(guān)鍵詞：橋涵臺(tái)背 剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu) 變形控制

中圖分類號(hào)：U448.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（c）-0045-02

“跳車”就為其中一個(gè)不能避免的病害，橋涵臺(tái)背處經(jīng)常出現(xiàn)跳車等現(xiàn)象，這種病害影響了車輛的速度，公路的通行能力降低，進(jìn)而縮短車輛的運(yùn)行壽命，最終影響到道路的使用年限[1]。

西南山區(qū)由于自身區(qū)域地質(zhì)背景，橋涵處發(fā)生跳車的可能性大[2]，按照前人提出的“剛?cè)徇^渡”理論方法，通過對(duì)回填材料的處理，主要是實(shí)現(xiàn)橋臺(tái)、回填材料、路堤剛度差異的減少，提高回填材料的強(qiáng)度，減少路堤和橋臺(tái)剛?cè)嵝圆町怺3-4]。

1 剛?cè)徇^渡型基本處理措施

按照橋涵臺(tái)背的特點(diǎn)、回填材料特點(diǎn)，主要采取了以下方案[5]。

1.1 填料+土工格柵分層加筋結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)主要是利用土工格柵的加筋作用，橋涵臺(tái)背在回填碎石的同時(shí)，分層鋪設(shè)土工格柵，土工格柵從橋涵臺(tái)背底部向上鋪設(shè)，鋪設(shè)長(zhǎng)度依據(jù)橋涵臺(tái)背處的寬度增加。主要將土工格柵一端錨固于橋臺(tái)背，另一端向向路基水平展鋪，最下一層鋪設(shè)在構(gòu)造物基礎(chǔ)的頂面，最上一層鋪設(shè)在路基的頂面，增加回填材料強(qiáng)度，見圖1。

1.2 填料+過渡臺(tái)階結(jié)構(gòu)

回填土體強(qiáng)度和剛度與橋涵臺(tái)處差距較大，主要是回填土體的強(qiáng)度與橋涵臺(tái)處混凝土的強(qiáng)度、剛度差距較大，在車輛動(dòng)荷載的作用下，回填材料的變形遠(yuǎn)大于在橋涵臺(tái)邊緣處變形，形成位移突降，行車荷載在此產(chǎn)生的沖擊力較大，采取填料+過渡臺(tái)階結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)該部位的剛度，減少路堤過渡段與橋涵段的沉降差。

該方案主要為在橋涵臺(tái)背底部用漿砌片石砌成過渡臺(tái)階，臺(tái)階從橋涵底部逐漸向橋臺(tái)處修，增加橋涵臺(tái)背邊緣回填料的強(qiáng)度，進(jìn)而使剛度漸變，圖2為填料+過渡臺(tái)階設(shè)計(jì)示意圖。

1.3 填料+搭板結(jié)構(gòu)

回填材料甚至使路堤的剛度和橋涵臺(tái)相比剛度相對(duì)較小，車輛沖擊力在橋涵臺(tái)背處易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，進(jìn)而使橋涵臺(tái)背后路基沉降較大，為了控制路堤路段在橋涵臺(tái)背兩側(cè)之間產(chǎn)生沉降差，設(shè)置搭扳在橋臺(tái)與路堤連接處作為過渡性措施，進(jìn)而相對(duì)沉降分散在搭板長(zhǎng)度內(nèi)，如圖3所示。

2 效果監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

該文采用剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)，在西南某高速公路上使用，通過現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)，采用的剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)很好地起到了控制變形的作用。

2.1 土工格柵+碎石回填沉降觀測(cè)

按照回填結(jié)束后230 d的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，初始的前40 d監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)較大，斜率較陡，40 d以后沉降曲線較均勻，最大值基本在35 mm附近，主要在回填區(qū)邊緣，整體上變形較穩(wěn)定，總體上沉降量都達(dá)到了規(guī)范的要求，如圖4所示。

2.2 片石臺(tái)階+碎石+搭板回填沉降觀測(cè)

片石臺(tái)階+碎石+搭板回填沉降監(jiān)測(cè)開始時(shí)間是在回填結(jié)束后開始，從圖5沉降曲線上看，沉降值較小，最大值為27 mm，從數(shù)據(jù)結(jié)果看，沉降較小，數(shù)據(jù)曲線在監(jiān)測(cè)后期較平緩，沉降曲線整體上趨于穩(wěn)定。總體上沉降量都達(dá)到了規(guī)范的要求。

按照沉降觀測(cè)的曲線分析，采取的剛?cè)徇^渡形式能夠很好地起到控制回填材料變形的作用，采取剛?cè)徇^渡形式的橋涵臺(tái)變形量小，未發(fā)生跳車病害，而未采取該形式的橋涵臺(tái)背發(fā)生跳車病害的較多。另一方面在采取剛?cè)徇^渡形式的小橋涵臺(tái)處治效果相對(duì)大的橋涵臺(tái)處治效果好，而對(duì)于大的橋涵臺(tái)，由于回填高度較高，回填材料的自身壓縮變形較大，產(chǎn)生的沉降差也比其他小的橋臺(tái)較大，所以在設(shè)計(jì)這些橋涵臺(tái)時(shí)，除了對(duì)施工工藝嚴(yán)格要求外，可采取幾種剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)組合形式。

3 結(jié)語

該文采用的剛?cè)徇^渡結(jié)果，很好地起到了減少回填材料變形的作用，但由于上述方案僅處于摸索階段，采取的方案僅在一條高速公路上使用，方案的優(yōu)化和適應(yīng)性還需進(jìn)一步論證，如哪種方案適應(yīng)于哪種結(jié)構(gòu)的橋涵臺(tái)背，哪種方案更符合哪個(gè)地區(qū)的公路回填措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 赤峰市公路勘察設(shè)計(jì)院，東南大學(xué)，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué).公路三背回填材料及穩(wěn)定性國(guó)內(nèi)外調(diào)研總報(bào)告[R].

[2] 方貽立.高等級(jí)公路橋頭跳車病害綜合防治技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2001.

[3] 劉然.剛?cè)徇^渡解決橋頭跳車的理論和應(yīng)用研究[J].科學(xué)之友，2006（4）：39-40.

[4] 顧維國(guó).橋頭跳車的危害性與常規(guī)處理措施[J].市政與路橋，2007（4）：166.

[5] 薛偉.橋涵臺(tái)背剛?cè)徇^渡型處理措施及變形控制研究[D].成都理工大學(xué)，2009.