公路桥梁差异沉降问题研究
公路桥梁过渡段的路面和路基沉降是路桥建设运营期严重破坏建筑安全的常见问题之一，对交通安全，建筑物自身安全等各方面的危害也是比较明显的。下面是yjbys小编为您搜集整理的公路桥梁差异沉降问题研究论文，以供参考，希望能对您有所帮助。
摘要：随着我国经济技术的迅速发展，桥梁和高速公路的建设技术突飞猛进，但从公路与桥梁连接处的情况来看，桥头跳车、搭板的断裂、地基土的不均沉降等问题依然严重影响着建筑物安全。本文从连接处沉降段路基路面的施工入手，对沉降段路面施工方式和原理做相关介绍和总结，并在此基础上，提出了相关的施工技术来解决差异沉降问题，其中主要分析了搭板的设置、地基的处理以及台后的填筑等问题。
关键词 ：公路桥梁;地基沉降;机理;施工技术
1 差异沉降问题简介
差异沉降即为不均匀沉降，是土木工程结构地基的主要变形之一。在路桥结构中，纵向和横向均有可能发生差异沉降。公路桥梁对差异沉降尤其敏感，很小的不均匀沉降就会让沉降段的行车舒适度发生改变，影响行车的平稳通行，还可能引发严重交通事故，比如从目前已经建成投入使用的公路桥梁来看，其中不少公路桥梁后台都存在着差异沉降，引起桥头跳车等现象，明显降低了行车的安全、舒适度等，并且桥头跳车对公路桥梁本身也有较大的不良影响。当这个差异沉降趋于较大值时，会导致整个结构慢慢的开始开裂破坏。因此，对公路桥梁沉降路段路基路面的施工技术研究在实际路桥工程建设中有重要意义。
2 沉降机理的分析
2.1 台背地基变形机理
沟壑地段往往都是桥涵结构地基发生变形的主要地段，该地段土壤的压缩性能较大、地基的强度较高、含水量和孔隙率都较大，因而该地段变形能力较强，较强的变形能力使得其能轻易发生幅度较大的变形。与普通路段相比较，桥头路段的填筑高度一般会高出5-10cm，相对地基而言，这些高出的路基部分会引起一定的附加应力，从而引起地基的沉降。
2.2 路堤变形机理
在道路施工过程中，被广泛使用的台背回填材料一般是粘性土。这类土体的压实度和密实度会受到施工现场的地形和施工具体条件的影响，如果施工中相关工艺实施力度不够，那么就会导致土方的含水量无法达到最佳，密实度不够，从而埋下了地基差异沉降的隐患。这样修建而成的公路在实际使用过程中，路基受到车辆荷载和自重的影响，原本不够的密实度会进一步提升，即会出现路基沉降的.现象。同用混凝土浇筑而成的桥台相比较，台背填土的柔性相对较大，在刚性上比较，两者具有较大的不同。当二者同时受到相同的车辆荷载作用时，这两种不同材料修筑的部分就会发生不同程度的变形，从而引起差异沉降。
2.3 桥头搭板造成沉降
如果路基的支撑着落点是牛腿时，则会出现弹性支撑。 其中离桥台较近的部分土体相对来说承受的应力会稍微小一些，而离桥台比较远的土体承受的应力就较大，从而造成了不均匀受力的现象。从纵方向来看，因为汽车荷载在不断的移动，所以会引起两个关于路基应力的峰值，其中一个峰值所在的位置在车辆荷载直接位置，另一个峰值所在的位置是搭板支撑的路基端部。因为汽车处在行驶状态，当汽车通过搭板末端时，搭板末端的路基将受到的纵向应力，此时刚好出现最大值，值最大，所以路基的塑形变形也最为明显，因此迫使搭板末端出现了过大的沉降。除此之外，因为路基沉降量是无法精确计算的，所以当路基沉降变形比较大时，板后路基与搭板在纵向产生的坡度差会非常大。
3 施工技术的应用
3.1 设置搭板
3.1.1 设置搭板的办法
(1)因为汽车荷载的作用会造成路面厚度及刚度的渐渐改变。这一问题，让施工作业的额外工作难度增加了不少。在搭板的设置过程，应该尽量使搭板和路基面顶面保持在一个水平面上，通过这样，就能够让桥面层底部的标高和搭板顶面的标高一样。
(2)搭板顶面的标高和正常路段路基的标高保持相同，即能有效的解决路基和桥梁之间的过渡问题。此外，这样的措施还能够让搭板与桥台连接处保持一样的标高。对比搭板和路面连接处的标高，在实际施工过程中，应该比原来的设计标高略高一些，这样就能够形成预留反向坡，根据道路桥梁之间的沉降差，可以计算出坡度的大小。但这需要确保路线的纵断面保持平顺，以此来计算出路基沉降差和预留出的反向坡度。
3.1.2 连接桥台与搭板
(1)锚栓：与台端距离较近的锚栓应该设置在搭板和台背之间的桥台上面，通常需设置水平拉杆和竖直锚栓。通过这样的措施，可以避免搭板的纵向滑动，从而造成桥头处的凹陷。22号钢筋是一般所应用的材料，毗邻钢筋之间的距离控制在75-80cm之间。如果锚栓是保持竖直的，有可能会造成搭板及牛腿的破坏，此时应该保持限制位移及水平拉杆方向的同步，这样能够取得不错的效果。
(2)支座：在靠近搭板的台端下面，铺设1-2cm厚的油毡垫层，如果选用的是板式橡胶支座，相邻支座间的距离应该保持在80cm左右，规格大多数为150mm×150mm×(21-38)mm。
(3)倒角：为了避免出现因为搭板转动损伤道路和路面结构的现象，不妨考虑把牛腿上边缘以及靠近台端的上缘制作成倒角。
(4)填缝材料：在搭板和桥台连接的地方，为了防止雨水的渗入，可以在接缝当中加入填缝材料。沥青麻絮、玻璃纤维等是常用的填缝材料，通常先把填缝材料填入接缝，然后灌入较稀的沥青。
3.1.3 搭板的具体施工
在设置混凝土搭板的时候，其施工标准需要同时考虑行业规范和国标。按照相关规范施工，才能让混凝土的平整度和表面坡度施工质量得以保证。在使用压路机碾压的过程中，较薄的基层容易被压碎或者是形成薄层。因此，一般在搭板的实际施工当中，需要在基层顶面和搭板混凝土顶面中间预留10cm以内的距离。当地面层铺沥青混凝土的时候，需要先凿去已铺好的水泥碎石基层，从而确保台背的回填强度。
3.2 地基处理
为了防止桥头跳车现象的发生，需要有效解决桥背地基软弱这一问题。在具体的施工过程中，应该结合实际情况的差异，采取相应的解决方案。从而使地基原有的性能得到改善，以此提高其承载能力，减少路基桥台间的沉降差和差异沉降导致的变形，从而减少错台现象出现的可能。软土地基出现侧向挤动的情况通常出现在厚度角度的软土层地基修筑高路堤的时候，这会导致对基桩压力的增加，出现桥台转动和水平位移的现象。这些现象会对支座以及伸缩缝产生较大的破坏，甚至对桥台、桥面产生破坏。为了尽可能地减小非正常位移现象出现的可能，最好采用较轻的回填材料，适当增强地基刚性，还可以利用基桩对地基的侧向流动给以抵制。
在沟壑路段存在土壤孔隙大、含水率高等特点。实际路基处理当中，可以考虑将该类土壤与黏性土层之间进行换填。换土的深度可以根据软层的实际厚度来确定，黏土通常可以挖出后再进行一定地晾晒。例如：如果填土高度在4m以下，则开挖深度控制在0。6m为宜，而如果填土高度较大，可以考虑开挖到1m以上。当黏土开挖晾晒到一定程度后，就进行回填和压实，并且在填土上层预留0。6m，采用石灰土进行回填压实。一般土方填筑厚度应控制在30cm之内，土石混合材料填筑厚度控制在40cm之内，在达到相关厚度之前应采取相关的压实措施。
3.3 填筑台后
地基的沉降和产生在路面和路基本体上的压缩变形是桥梁引导发生的路堤沉降的两个主要方面。一般说来，发生在路面上的压缩变形，产生的影响不会太大，所以通常可以不作为重点考虑对象。从时间角度来看，路堤沉降可以分为次同结、同结以及瞬时沉降。其中对桥头跳车现象影响比较大的有次同结和同结，而填筑材料的质量和填充材料本身是能够对路堤沉降产生较大影响的2个主要因素。
为了防止沉降段的沉降，施工时不能仅仅依靠桥头搭板，如果搭板下面的填料不能保证好的压实度，也会导致路堤的不均匀沉降，甚至可能导致搭板脱空，在施工过程中应尽量保证严格按照相关规定进行施工。所以压实过程应该在距离路基顶大约1米处时，利用夯实机和压路机进行多次来回夯实，已达到充分压实的目的。填筑材料的选择一般选用砾石、砂砾等，因为这些材料具有高强度，透水性能好，摩擦角大，固结性能好，压缩变形小等优势。此外还可以在两空隙空间里修建盲沟，排水管等排水管道，利用其排出积水也可以减少沉降。还有其他轻型的材料，不但可以有效地减小地基的沉降，也可以使压缩变形变小，当被压实后，材料的压缩模量得到提高，反复荷载产生的累积变形也可以得到一定程度的缓解。
3.4 路基与桥梁连接段施工的要求总结
(1)连接段的长度和填筑的材料必须在相关设计所要求的范围之内。(2)桥台、相邻路基和横向结构物的地基处理应与连接段基底处理同步进行，这样做可以避免差异沉降。(3)施工前期应该做好相关的防排水措施;施工进程中必须按设计图纸做好纵、横两个方向的排水，以免雨水从结合部渗入到路基中去。(4)路基与桥梁连接段和桥台锥坡应该同时修筑;若某些边角压路机不易碾压，则应采用小型具有夯实功能的机器将其夯实。
4 总结
公路桥梁过渡段的路面和路基沉降是路桥建设运营期严重破坏建筑安全的常见问题之一，对交通安全，建筑物自身安全等各方面的危害也是比较明显的。所以在公路桥梁建设过程中，面对不同的施工情况采取有效的施工措施对这些问题进行综合治理，要根据相关的施工规范和要求，从源头上防止公路桥梁过渡段路基发生明显沉降等问题，保证行车舒适度并提高行车安全，在一定程度上防止由于路基路面沉降而发生的交通事故。
参考文献：
(1)何杨闽，傅程辉.有关公路桥梁沉降段路基路面的施工技术研究[J].城市道桥与防洪，2013(07)：224-226+19.
(2)郑光辉.公路桥梁沉降段路基路面施工技术[J].交通标准化，2014(04)：27-28+31.
(3)王静.道路桥梁沉降段路基路面施工技术[J].内蒙古公路与运输，2012(01)：33-34.
(4)邓学均.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2010.
(5)姚祖康.道路路基和路面工程[M].上海：同济大学出版社，2010.
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