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市政道路桥梁建设中桥头引道的施工技术研究

2021-11-15王超然

建材发展导向 2021年17期
关键词:桥头桥台路堤

周 欢 王超然

(济源职业技术学院,河南 济源 459000)

市政道路桥梁在城市交通运输系统建设中占有核心地位,其施工技术也得到了业内的高度重视。众所周知,市政道路桥梁建设中桥头引道的施工主要是为了中和桥台、路基之间的刚度差异,目的是防止路基沉降导致的路面不平、桥头跳车等现象。当前在市政道路桥梁的建设事业中,一些工程项目存在桥头引道设计施工过程方面的质量控制不够重视,产生了一些桥头跳车、沉降变形现象,以至于频繁发生安全事故等交通问题。

1 研究市政道路桥梁建设中桥头引道设计与施工的现实意义

市政道路与桥梁中桥头引道设计与施工影响整体工程建设的质量和使用效率,桥头引道在刚度较大的桥梁与柔性较大的路基之间形成过渡段,以实现刚度不同的两种路基之间总体承载力的平稳过渡,减轻路基沉降导致的路面不平整现象,有效预防桥头跳车等车辆通行状况,工程重点在于路桥连接处、桥头引道路基及护坡的施工质量。因此,建设企业、设计及施工单位桥头引道设立专项的设计与施工方案,对其施工质量进行优化控制,能够有效减少上述由施工问题所导致的后续问题,提高市政路桥工程的耐久性与稳定性,使市政道路及桥梁起到完善的经济效益及社会效益,更好地为城市居民提供现代化的交通服务。

2 市政道路桥梁建设中桥头引道出现不均匀沉降的原因

2.1 对桥头引道设计不够完善

与道路或桥梁连接刚度过硬且平整度强的桥头引道能够有效避免桥头跳车,更好地保障行人与车辆的安全。这需要设计者们充分评估各类施工因素后对桥头引道进行综合设计,然而在一些工程中部分设计者对桥头引道设计的重视程度不够,只是进行了简单设计而没有提出专项规划方案,导致施工者在施工时也只是简单、随意施工处理,对桥头引道的工程质量造成消极性影响,例如在桥头引道与桥身的连接位置未进行过渡段强度控制规划,导致施工现场采用踏板设计与施工,而踏板强度随着城市交通荷载量的提高导致路面平整性无法保障,踏板因超负荷而断裂的现象几乎难以避免,因此桥头引道的规划设计绝不能忽视,施工也不能简单敷衍。

2.2 边坡的防护意识不足

桥头引道的路堤耐冲刷性也影响其结构强度的耐久性,路堤的边坡防护结构常年受到雨水冲刷、河流浸润、洪水冲击等水文现象的影响,其防护能力下降就会导致桥头引道发生沉降现象[1]。一些市政道路桥梁工程中对边坡防护的认识不足,认为城市的泄洪能力强、不会发生大水浸泡现象。一旦遭遇百年一遇的降雨压力,发生城市内涝现象,桥头引道又缺乏设计施工方面的边坡防护措施,就会引发路基塌陷、路面沉降等现象。

2.3 桥台台背路堤压实度不足

市政道路桥梁建设中桥头引道工程施工中,台背填土的压实工艺应严格按照相关标准执行,但是实际施工中受材料、工序、机械等因素影响,往往导致台背填土的压实效果不能达到设计要求。这些问题产生的原因多种多样,例如有些是路基填料中混入了劣质土、膨胀土等抗水性较差的土质,有些是分层填筑时填筑厚度不足或过量,有些是采用了与实际施工条件不符合的压实设备,上述原因都能导致台背路堤压实度不足的问题。如果施工人员按方案施工,这些问题都会导致路堤无法彻底压实,也不能确保压实度达到了设计要求。

3 市政道路桥梁建设中桥头引道的质量优化策略

3.1 桥头引道的设计优化策略

桥头引道有必要提至专项设计的研究地位,以解决自道路至桥梁过渡段中的变形控制问题,使自道路到桥梁连接部位符合《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中规定的沉降值≤10cm、沉降坡度差≤4%的硬性标准。设计层面的改善思路主要有:①专项设计方案必须得到充分重视,设计人员应对市政道路桥梁规划现场的各项物质条件进行周密的勘查分析,提高设计方案的适应性,综合保证方案施工后可能导致的变形程度和沉降量控制在规范标准之内;②在施工环境诸如气候、地理环境发生较大变化,超出设计预期范围时,设计人员要及时进行方案变更,结合施工遭遇的现实情况重新评估路基工程及桥头引道的沉降情况,及时改变桥头引道的沉降方式;③桥头引道施工工序后应对连接部位进行2~3月的动态观测,确保其工后沉降值符合≤6mm/月的规范标准,确定桥头引道的结构作用效果趋于稳定,才能继续路面建设。

3.2 桥头引道的施工优化策略

从桥头引道的稳定性控制角度来看,当前施工面临的主要难点仍是集中在合理设置缓和过渡段上,按照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中的技术性要求,施工单位应通过保证缓和过渡不同路段的技术措施减轻差异沉降[3]。但在实际市政施工中,因为道路与桥梁的结构型式有许多不同,例如大刚度桥台与软土路基结构的缓和过渡,与大刚度桥台与沥青混凝土路基结构的缓和过度存在明显差异,主要因为桥头引道与桥体强度不一致所致,软土地基按照强度路段处理过渡段的施工难度尤其之大,而且其上的路堤对桥头引道强度与过渡段也是起到牵一发而动全身的效果。从当前的世界性基建项目执行标准来看,刚性桥台过渡段设置50m的软土地基桥头引道是较为合理的,有利于充分应用不同建材进行过渡段的建设。根据我国大多数施工单位的实际管理水平来看,在30m软土地基桥头引道的建设中也能处理好渐变段的技术要求,如果桥头引道是刚性地基,大多数施工单位能够在15m的桥头引道内达国标规定的控制性要求。

3.3 桥头引道的材料优化策略

市政道路与桥梁工程中的材料优化能够一定程度增强边坡防护的抗水抗震能力,大幅提高的路堤的安全性,另一方面也能够保证桥头引道的结构质量[4]。从工程实践经验来看,单纯用土不能够有效地对地基进行承载能力的改良,因而沉降问题的控制也不够有效。为了确保桥梁引道的地基条件达到《公路路基设计规范》中规定的工后路基沉降值≤10cm、沉降差≤5cm、沉降坡度差≤0.4%的硬性标准,必须选择刚度更高的施工路段填料,保证地基拥有较大的承载能力。设计人员可通过土壤对比实验以确定合适的填料,通过击实试验测定土壤的液限和塑限,多次压实以掌握土壤技术指标,从而选择合适的材料用于桥头引道的填料。一般为了经济效益考量可就地取材选择级配水稳定性与压实特性较为良好的砂类土,若是考虑该桥头引道日后面临交通容量不断增加的车辆荷载压力,可以在填料中应用加筋措施;当遇到软土地基需要进行地基土质改良的情况时,也可应用利于施工的新型混凝土材料。

4 市政道路桥梁建设中桥头引道的质量优化措施

4.1 桥头引道的设计优化措施

在桥头引道的专项规划设计中,如对软土地基的改善,应重点考虑软土地基的材料质量设计连接处的材料与刚性,使连接处保持一定的弹性,同时确保路、桥部分保持近似刚性。过去常用强度较大、渗水性好的砾石进行填充,但砾石的压缩性能较低。当前设计者可选择承载力大的轻质EPS材料,既可降低地基应力,也能有效防止重型车辆带来的高荷载压力,还可以在桥头引道与桥台连接处设计挤密复合地基,对接缝处软土地基打孔填充复合材料,以提高接缝处地基密实度和土壤粘聚力,预防桥头引道接缝处的变形现象。

如桥头引道表层应用刚性较强的混凝土结构,为了有效平衡连接部位的刚性,降低车流压力带来的沉降风险,设计人员可采用材料加筋的方式提高连接部位的耐久性。

采用聚丙烯与聚氯乙烯材料制作的土工格栅是一种抗压性良好的土体筋材,其立体设计的网格可有效分散自路面向下传导的压力,防止路基出现变形、沉降效果,提高路基结构的稳定性与耐久性,平衡桥头引道与桥梁之间存在的刚性差异,在路堤之中应用土工格栅设计护坡,也能够有效提升桥头引道的刚性,改善桥头引道整体质量。

4.2 桥头引道的施工优化措施

控制施工质量需要施工人员在明确设计方案的情况下,对桥头引道与桥梁的连接部位进行工艺、工序方面的稳定性控制。从工程实践来看,在市政路桥工程的桥梁部分中应用桩接台帽式桥台结构,更有利于对与桥梁引道连接部位超出标准沉降值的现象采取补救措施,最大程度减少施工的沉降量,降低桥头跳车等负面影响。根据工程实践,桩接台帽按照填筑路堤——建设钻孔桩基——建设台帽及耳背墙的工序进行施工,可以有效保障施工质量:1)过渡段路基应用大型机械压实,进一步控制土体含水量,提高压实效率,保证路基质量与设计要求一致;2)确保完成桥台结构施工后同时尽快完成过渡段与填土路堤的施工,为桥头引道软土地基和填土路堤预留出足够的沉降时间;3)压实过渡段路堤与一般路堤,连接部位要进行重点施工,可采用小型振动压实机进行施工处理。

5 结语

市政道路桥梁建设中的桥头引道工程起到连接刚性桥台与柔性路堤的接驳作用,需严格预防强度不同导致的不均匀沉降现象,避免桥头跳车等影响其使用功能的工程质量事件。从当前较多的施工案例以及实践经验来看,在对工程地质条件掌握较为全面的情况下,建筑企业谨慎地通过设计、施工、材料三方面对市政道路与桥梁桥头引道施工段合理地应用改善措施,能够有效预防过渡段发生沉降现象,体现企业的工程管理水平。

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