崔建春
摘? ? 要:伸縮縫能夠用于建筑結構抵抗氣候變化而引起的熱脹冷縮,避免其結構受損,因此,其在公路橋頭及橋梁建筑結構中廣泛采用。本文介紹了由于公路橋頭及橋梁采用伸縮縫結構,形成路面落差,導致車輛在行駛到伸縮縫處發生跳車的現象及危害,分析了造成該現象發生的可能因素,并給出了伸縮縫處發生跳車的防治措施。
關鍵詞:伸縮縫;跳車;防治措施
1? 引言
進入21世紀以來,我國的高速公路建設蓬勃發展[1],高速公路已形成覆蓋平原、山區甚至河流的全國高速公路網絡,公路橋梁的數量成倍的增加。但是,伴隨著公路橋梁數目的增加,與公路橋梁相關的交通事故也屢有發生,并造成了嚴重的傷亡。縱觀各起交通事故發生的原因,很多與公路橋梁建筑結構特點相關。由于車輛在進入到公路橋梁時,伸縮縫處的路面落差,會造成車輛突然顛簸,容易造成駕駛員操作失誤,尤其是在駕駛員出現駕駛疲勞時。
車禍是慘痛的,而減少車禍,確保安全行駛是公路橋梁建設人員的工作宗旨。減少伸縮縫處的車跳,能夠確保車輛平穩行駛,有效降低交通事故發生的概率。因此,該問題在公路橋設計和施工中受到了廣泛關注。
2? 公路橋頭及橋梁伸縮縫處跳車的原因
產生伸縮縫處跳車的主要原因可以分為:設計結構考慮不周、設計裕量不足、結構老化、施工質量管控不力和突發變化等。
(1)設計結構缺陷。由于地形地質結果復雜多變,地基地質特性為基巖、非基巖或浸水等,而針對不同地質結構:在進行地基處理時,不僅要考慮橋臺加固、還需要考慮后臺填方,而在實際施工過程中,后臺的處理常常由于工人疏忽,而被遺忘;在進行橋面處理時,由于橋面坡體在壓平處理過程中,較難壓實,而導致降雨或洪峰水流容易對橋面沖蝕,造成橋面結構變化,跳車現象逐漸加劇。
(2)設計余量不足。在橋梁設計中,由于橋梁需要承受負重車輛的沖擊,尤其在車輛自重處在橋梁稱重范圍上限的時候,橋梁要避免出現過大的形變。因此,橋梁的設計承重都要大于車輛限重,需要折中考慮橋梁實際應用、設計與施工成本,而過多注重成本,則可能導致橋梁稱重能力的下降。另一方面,在橋面鋪裝中,有些橋梁設計中所采用的伸縮裝置,連接有限,容易脫落,而最終導致橋面混凝土失去粘接力,跳車現象加劇。
(3)結構老化。一些橋梁由于長期使用,其橋面結構逐漸磨損,產生形變,或是出現了鋪裝損壞的情況。由于建設成本的控制,在橋梁出現結構老化時,常常通過局部維修來有針對性的解決問題,較少采用推到重來的方案。這樣,如果橋梁得不到及時的勘檢時,有可能將普通跳車,轉變為一場交通事故。
(4)施工質量管控中的問題。在橋梁伸縮裝置安裝的過程中,由于其需要對抗車輛的反復沖擊,因此,如果在施工過程中對伸縮裝置的設計要求不夠重視、選用質量差的鋼筋及錨固件,或是由于趕工期而放寬質量要求,存在僥幸心理,跨越質量紅線,很有可能造成橋梁伸縮裝置的損壞[2]。橋面、路面在維護和保養被忽視。在寒冷的冬季施工時,由于氣溫低,混凝土的凝結速度慢,又由于冬季的風速高、天氣干燥、混凝土失水快,極易形成表面裂紋。夏季由于溫度高,容易導致混凝土形成表面硬而內部軟的結構,并形成通裂紋。在冬季和夏季施工時,上述問題會增加施工的難度,容易造成質量問題。
(5)突發變化。在突發強降雪、冰凍和洪峰等極端天氣情況時,由于熱脹冷縮,伸縮縫有可能相比正常條件變得更寬,在車輛經過時,會造成比較大的顛簸。
(6)維護問題。在公路橋使用中,需要面對超載的問題:橋梁在遇到超載時,會承受超負荷的疲勞應力,將會加劇橋梁損傷,導致橋梁損壞。超負荷應力將使得橋梁遭受不可逆損傷,導致橋梁安全性和耐久性降低。
早期的一些橋梁建設過程中有可能存在缺少資金、施工方案落后、質量標準滯后和技術管理落后的問題。但很多橋梁仍然沿用至今,其中一些橋梁已經出現了質量問題,直接影響著車輛行駛的安全性。
3? 防治措施
(1)質量控制。按照中華人民共和國交通部發布的JTG/TF 50—2011《公路橋涵工程技術規范》施工質量管控。
[①]地基質量控制。進行地基承載力測試,對不符合項進行重填處理,并清除雜物,合理開挖臺階,在汛期后重復進行承載力試驗。[②]回填材料控制。嚴格按照設計要求對回填材料進行選擇,控制回填物的配比(如顆粒、含水量和含泥量等),推薦采用碎石、沙礫石等。[③]回填前的試驗。按照要求,進行填筑碾壓試驗,并依據填料選用機械設備、碾壓次數、含水量及工藝手段。[④]填筑厚度控制。選擇薄層填壓時,松鋪20cm~30cm,人工打夯10cm~15cm。[⑤]盲區處理。將回填范圍外推一定距離,直到路基的壓實區,并采用人工輔助打夯手段,避免施工后的變形與沉降。
(2)伸縮裝置的選擇與安裝。依據應用場景及成本開銷要求,選擇滿足剛度和質量達標的伸縮裝置:對于交橋,依據位移最大伸縮量進行選擇;而針對斜橋,運動方向伸縮量所分解成的垂直和平行分量進行選擇;關注車輛經過時的平穩性、噪音及振動狀況;伸縮裝置需要耐腐蝕、抗磨損和老化。施工過程中,需要便于安裝和操作,方便進行維護和檢查。還注意所設計的剛度和伸縮距離要求,以確保伸縮裝置滿足應用需求。
(3)填方處理。在填方過程中,可以采用拉伸強度高的填方處理方法(如:土工格柵),對保障填方能夠抵御水浸,并提高地基的抗拉伸特性。在回填過程中,采用臺背回填將地基和臺背的剛度差異控制在一定范圍。針對地基部分易發的垂直沉降,采用地基加固處理,以消除橋臺和臺后填方部分的沉降差異[3]。
(4)處理接頭路面。根據接頭所連接路面的不同進行不同處理:對于瀝青路面,采用在橋臺處鋪設加厚的混凝土路面;對于水泥路面,采用變厚式面板。
(5)排水處理。橋頭、路堤應具備良好的排水及防水措施,擋墻預留排水孔,并設置排水溝,將排水溝與路基合理銜接,在基地進行防水處理,使用黏土做拱,在臺背后鋪隔水層。地溝鋪設塑料的排水管,并在排水管的四周用砂石填充,直至路基。
(6)維修措施。控制臺階的高度,當臺階的高度小于一定范圍(如2cm)時,由于對車輛行駛的影響較小,只需進一步觀測,不需要立即處理;當臺階高度大于一定的高度(4cm)時,需要重填臺背材料,該材料對抗水浸性能需更加優良;換填路基上部材料,提高剛性;對于瀝青路面下挖一定深度,提升路面粘結能力,施工長度15m。
針對伸縮縫損壞,需要更換新件,一面累積效應而引起損壞加劇。當局部修理無法滿足使用要求,應立即更換。
4? 結語
公路橋頭及連接橋梁伸縮縫處的車跳問題,一直是公路橋設計和施工中需要重點考慮的,并無法回避的問題,這個問題涉及公路橋設計、施工及維護各個環節。解決這一問題需要理解產生該問題的本質原因,并認真分析梳理相關設計、施工及維護的整個流程,針對各個環節制定有針對性的預防措施,在設計環節,留足設計裕量,避免設計缺陷;在施工環節,從選材、安裝、回填等環節的細節著手,在施工質量和工藝水平上下功夫;在橋梁維護階段,做到定期勘測、立即上報、及時整改,將潛在的或已經出現的問題暴露出來,避免問題的聚焦放大,而造成嚴重后果。設計與施工單位的終極目標是要為廣大駕乘人員提供一座放心橋。
參考文獻:
[1] 姚艷艷,杜林林.我國高速公路緊急發展現狀分析[J].商品與質量,2018(34):2.
[2] 寧高峰.公路橋頭及橋梁伸縮縫處跳車原因及防治措施[J].山西建筑,2018(44):163~164.
[3] 鄭宏明.公路橋頭及橋梁伸縮縫處跳車的原因及防治[J].房地產導刊,2018(11):109+230.