路桥过渡段差异沉降分析及处理

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1、路桥过渡段差异沉降分析及处理 【摘  要】公路是国民经济的重要命脉，从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看，常见的道路病害是：路面在台背回填处出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。文章对路桥过渡段的差异沉降进行了分析，并初步提出一些处理措施。     【关键词】路桥过渡段；差异沉降；措施       一、前 言     公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的优越性和灵活性，发挥着其他运输方式所不可替代的作用。公路建设又是国家最主要的基础产业之一，公路交通事业的迅速发展，为经济的持续发展注入了强大的活力。     但是，从已投入使用的高等级公

2、路特别是高速公路来看，存在着不少问题，其中比较常见的道路病害是：路面在台背回填处出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。而且随着高速公路的迅速发展，车辆快速、安全、经济和舒适的要求越来越高，这个问题越来越突出，影响公路使用性能和运输效益的发挥。因此如何解决台背回填处的跳车问题，已引起公路建设行业的重视，但并未获得满意的解决办法。汽车驶过桥头时，由于沉降差异的台阶会激起汽车的振动，使司乘人员处于振动环境之中。车辆振动会影响着人的舒适性、工作效能和身体健康。因此本文对路桥过渡段的差异沉降进行了分析，并提出一些处理措施。    二、过渡段沉降差异产生的

3、原因分析     目前的路桥过渡段常采用设钢筋混凝土搭板和不设搭板两种情况。本文就这两种情况下过渡段的沉降机理进行分析。     （一）设搭板时的沉降分析     对于使用钢筋混凝土搭板的桥头过渡段，桥头搭板的一端搁置在桥台背上，另一端通过枕梁设在引道土体上。为了便于分析沉降差产生的过程，我们做出如下假设：     （1）竣工时桥面和搭板面的纵坡相等，均为i1；     （2）桥头沉降过程中，搭板绕简支端转动，且可以被视为平直的刚体；     （3）搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同，不产生沉降差。     1．桥头过渡段沉降差产生的过程由于影响

4、因素较多，为了便于分析问题，假设在沉降过程中存在桥面纵坡i2b等于搭板面纵坡i2a的情况(如图1)，这样可以将桥头沉降过程分为以下两个阶段。图1设桥头搭板时沉降差异示意图     第一阶段是竣工后至桥面纵坡i2b等于搭板面纵坡i2a时这一过程，主要是桥面由于墩台产生沉降凡造成纵坡变化(Δ1=i2a－i1)控制，其值不能过大，否则将造成桥面破坏，伸缩缝挤坏及支座条件变差。因此，各国的桥梁设计规范均有限制。      第二阶段是桥台沉降趋于稳定后至整个引道土体趋于稳定。此时的主要特点是桥面纵坡i2b与搭板纵坡i3不相等，两者之间称为纵坡差△2，即△2

5、=i3一i2b其大小对过渡段的行车舒适性影响很大。     2．沉降差异的表示     为了进一步分析差异沉降的危害，需对沉降差异用某一数学表达式来表示。通过对沉降差异的形成过程的分析，我们可以将搭板远台端部沉降趋于稳定时的总工后沉降量Sa分成两个部分，即                     Sa＝Sb+△S     式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；    △S一桥台与搭板远离台端下土体之间的差异沉降量。    桥台基础预期工后沉降量可以用如下公式计算，即                 Sb=α1α2L'     式中，α1一桥台基础

6、工后沉降值占基础总沉降值的比例系数，主要与地基土类型有关。对于低压缩性饱和粘土，α1＝0.40；对于中压缩性饱和粘土，α1＝0.70；对于高压缩性饱和粘土，α1＝0.85。     α2一考虑桥台基础形式的系数，一般地，对于摩擦桩基础，α2=1/500；对于扩大基础，α2=1/300。     L'一桥梁边跨跨径(m)     以L表示搭板长度，以△S表示桥台基础与搭板远离台端下土体的工后沉降差，α2表示桥面纵坡和搭板面纵坡的差异值。如图1所示，得到以下关系式                △S＝（△1＋△2）×L     由此可见，桥台与引道土

7、体容许沉降差并不是一个常数，而是与纵坡差和搭板长度均有关系。      （二）未设桥头搭板时的沉降分析      未设置桥头搭板的水泥混凝土路面、沥青混凝土路面，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶(如图2所示)。从行车安全和舒适性来看，台阶对行车的影响比设置搭板时的影响要大。图2未设桥头搭板时沉降差异示意图     未设置桥头搭板时，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶。为了便于分析，也将工后引道土体沉降趋于稳定时的总沉降量Sa分成两个部分，即   Sa＝Sb+△S     式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；  

8、   △S一桥台与引道土体之间的差异沉降值；     △S就是台背产生的台阶高度，对行车舒适性的影响很大。    三、路桥过渡段沉降病害