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土工格栅在桥头跳车防治中的应用研究

2020-10-12李向冰郭孟卓

关键词:桥头跳车防治措施

李向冰 郭孟卓

摘 要:作为公路桥梁工程最常见的病害形式,桥头跳车是困扰公路交通行业的一大难题,若不及时处理,将会严重危害行车舒适性和安全。为此,开展桥头跳车防治研究具有重要意义。本文在全面了解桥头跳车原因的基础上,依托某具体工程案例,提出了双向土工格栅加桥头搭板的防治方案,以期全面提高桥头跳车防治效果,解决桥头跳车问题。

关键词:土工格栅;桥头跳车;防治措施

0 引言

改革开放40年来,随着社会经济的迅速发展,我国公路建设规模持续扩大,道路等级不断提升。桥梁是公路建设的重点工程,在路桥过渡段处极易出现“桥头跳车”病害,当车辆在此处通行时,将会出现跳跃、冲击现象,从而影响行车速度及行车舒适性,甚至会损坏桥梁质量及发生安全事故。如何解决这一难题,国内外进行了大量深入研究。土工格栅作为一种性能优越的土工合成材料,在路堤加筋处理中得到了广泛应用。在台、涵背回填土体中,土工合成材料的合理运用,可提高填料的整體性,控制回填土体局部变形,在桥头跳车问题上具有良好的应用效果。

1 工程概况

某桥梁工程,全长383.2m,为17孔钢筋混凝土预应力梁板桥,主跨为3孔连续梁,20m简支梁为边孔,总跨为8x20+28+35+28+5x20m。据实地勘察结果显示,桥梁所处地质条件良好,地面线以下土质类型为杂填土(1.5m)、碎石土(2m)、砂砾土(3.5m)、风化岩石,其中18KN/m?为杂填土容重,20 KN/m?为碎石土及砂砾容重。根据设计要求,重力式桥台为0号桥台类型,7.12m为台后引道路堤填高,并采用砂砾回填台后路堤。由地质情况来讲,在桥头引道处产生差异沉降的几率不大,但是因为施工工期紧张,在路堤自重作用下,受时间限制仍会出现地基沉降等情况,为此,仍需做好桥头跳车预防措施。如采用“双向土工格栅+桥头搭板”的方式进行0号桥台处理。

2 土工格栅台背加筋机理

土工格栅是一种高密度聚乙烯等材料加工而成的聚合物板材,主要以网状结构呈现,网孔尺寸相对较大,其特点为拉伸强度高、伸长率小、结点处厚度大等,于土料颗粒而言,土工格栅具有侧向阻力作用,具有较强冲击性,可优化应力场,减小差异沉降,提高土体强度及整体性。其加筋机理主要包括3点,具体如下:

(1)土工格栅抗拉能力强,在上部土体荷载作用下,将产生向下变形,可拉伸格栅,同时,利用双向受力特征,能够产生向上的拉力,达到兜网功能,以此促使荷载均匀分布,最终实现台背填土整体承载力地有效提升。(2)土工格栅的拉伸模量较大,可利用土工格栅和土体界面的摩擦、咬合作用,对路堤填土的侧向位移进行约束,并向更大范围扩散荷载,经应力作用再次均匀分布,以此有效降低地基沉降变形。(3)一般可在桥台一端锚固土工格栅,通过其抗拉伸能力,向桥台传递部分荷载,并限制桥台周围土体下沉,便于控制沉降差,解决桥头跳车问题。

3 土工格栅处治技术要点

3.1 台背路基回填

根据施工要求,可台背路基可采用砂砾土回填处理。按照规定,需回填至底层土工格栅位置,由于厚度较大,可分层回填、压实,若大型压路机存有碾压死角,需及时采用小型压路设备对边角部位进行夯实。

3.2 土工格栅摊铺

按照等距离20cm间隔,在台背处埋设钢筋勾,待压实、整平路基之后,可折回格栅,并将一个直径14mm的钢筋包裹起来,将钢筋挂着钢筋勾内,并通过铁丝将折叠的格栅绑扎好,保证格栅和台背紧密固定。若长度不足,可进行搭接处理,一般需在2个网格以上控制搭接长度。随后沿路线纵向摊铺土工格栅,若长度过长,需根据设计要求,切断处理。根据要求,土工格栅需铺设七层,上三层铺设方案为搭板末端向外延伸6m;下四层铺设方案为搭板末端向外延伸5m,严格按照不小于最小纵向铺设长度的规定设置铺设长度。

3.3 土工格栅张拉

铺设完各层土工格栅之后,需采用人工或机械的方式张拉好土工格栅,保证伸长率控制在2%~4%之间,待满足要求后,便可采用U型钉进行土工格栅定位。

3.4 土工格栅搭接

本工程需铺设七层土工格栅,针对各层土工格栅,相邻的两幅需做好搭接处理,一般可在20cm以上控制搭接宽度,随后按照“之”字型采用尼龙绳进行绑扎,保证其整体性。层面不同,则其连接部位绑扎时需相互错开,从而提升其整体效果。

3.5 填料施工

根据施工要求,可采用砂砾土作为填土材料,要求由格栅边缘通过装载机逐步回填至台背处,严禁车轮碾压到格栅,填土厚度达到30cm之后,便可进行压实、整平。大型压路机很难碾压到桥台或翼墙周围,此时可更换压实设备,如采用电动打夯机等,进行夯实,保证最终压实度满足设计要求。在完成施工后,需及时检测填料回填质量,主要对填料物理指标、压实度、平整度等指标进行检测,保证满足施工要求。

3.6 分层沉降管安装

当结束路堤填筑施工后,可采用冲击钻进行钻孔施工,钻孔深度为地基以下50cm,146mm为孔径。并做好沉降管连接及安装磁环等工作。一般情况下,可按照土层分层实际情况,提前确定磁环的间隔距离,以“下—上”的顺序进行磁环安装,并固定上短。可通过接管连接两个沉降管,并利用螺丝固定,由此进行沉降量检测。

4 结束语

综上所述,随着我国公路建设规模持续扩大,桥头跳车是最常见的一种路桥病害形式,当车辆从此区域通行时极易产生跳跃、颠簸之感,将会严重影响行车舒适性,甚至会损害桥台等部位,或造成更为严重的交通安全事故。因此,必须重视公路工程桥头跳车问题,根据工程实际情况,合理选择防治措施,对症下药,最大限度降低损坏程度,提高道路使用性能,实现经济效益和社会效益最大化。

参考文献:

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