林城市快速通道桥头搭板的改进设计研究

(整期优先)网络出版时间:2016-12-22
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林城市快速通道桥头搭板的改进设计研究

林广春

北京圆佑工程咨询有限公司济南分公司山东济南250101

摘要:随着城市交通系统的不断建设完善,快速通道桥头搭板技术也有了很大的改进。由于快速通道的桥头与路基连接部分沉降差较大,导致车辆行驶时在此处产生跳跃的现象,严重的可能会引发交通事故。因此需要对桥头搭板技术与方案加以改进,从而使过往车辆能够平顺通行,保障行车安全。本文在对桥头搭板引发跳车的原因加以分析的基础上,概括了当前常见的快速通道桥头搭板设计,并提出了相关的改进意见。

关键词:快速通道;桥头搭板;桥头跳车;设计方案

引言

随着城市交通的不断发展,为了提升交通运输的效率,所修建的快速通道也越来越多,为城市居民的出行提供了便利。但是快速通道所引发的交通事故也在逐渐上升,尤其是在桥头地段,常常会出现桥头跳车现象,不仅会影响到行车的安全,而且还会对路面产生较大的损害,从而导致养护成本增加。据统计,每年因为桥头跳车而产生的维修费用已经高达8亿元,为公路运营公司带来了沉重的经济负担。

1桥头搭板引发跳车的原因分析

在快速通道的桥头位置,由于在修建时使用的桥台是刚性的,产生的变形和沉降都非常小;而路基则是偏头型,在外力的影响下很容易出现变形或者沉降。随着使用时间的推移,这两者之间的沉降差就会越来越大,就会在路面纵向产生台阶。当过往车辆通过这一台阶时,由于受到惯性的影响就会出现跳跃,从而产生桥头跳车的现象。

随着建造技术的发展,为了尽可能避免或减轻桥头跳车现象,当前在快速通道的修建中已经出现了多种改进方法,例如台后换料、搭建土工隔栅、增强桥台柔性等。

2当期常见的快速通道桥头搭板设计

当我国最常用的桥头搭板设计如下图所示,虽然这种方法实施起来较为容易,但是后期运营过程中存在着缺陷。

(1)如图1所示,在a处的位置是桥台与搭板相连接的部位,在这里存在着一条接缝,是容易出现沉降的部位,因此需要采取一定的措施来填满。当前一般是采用沥青混凝土来填充,从而产生隔水的效果,但是在投入使用之后,其中的沥青材料随使用时间的推移会出现老化的现象,导致接缝出现涨缩的情况,从而导致其架空。严重的甚至可能致使路面出现裂缝,一旦被暴雨冲击,地面的雨水就可能会从裂缝中渗透进路基中,对其中的填土造成冲刷。从而在搭板下方的部位形成空洞,如果受到较大的外力冲击就容易使搭板出现破损甚至断裂,从而引发交通事故。

(2)从物理学的角度来看,搭板与支点c共同形成了一个杠杆的模型,一旦在b处发生了沉降,那么在a点也会受到影响,从而向上产生位移,导致搭板的两侧构成一个高低的差值,形成坡面,从而引发桥头跳车现象,并致使路面出现损坏,增加运营成本。

(3)从图中可以看出,d处是桥头地段的伸缩缝,而a同样也是一个接缝。如果在a处出现沉降,就会形成凹形的地段,致使车辆在通行时会出现连续的两次桥头跳车,增加了交通事故发生的风险。

(4)在实际建造时,往往会在a、d这两条接缝之间铺设铺装层,由于铺装层的纵向尺寸较小,且与桥台的粘连性不够,同时汽车在通过这一地段时又常常会改变车速,这种变速很容易对铺装层造成冲击损坏。一旦在此处出现了损坏,那么又会导致与之相接的两个接缝出现破坏,那么同样也会出现连续两次跳车的现象,因此这样的设计存在着缺陷。

3对现有搭板技术的改进意见

关于桥头搭板的改进设计如下图2所示:

(1)在这一设计中,将图1中a、d两条接缝变为了1条,同时对桥台也作了噶边,直接将中间的混凝土取消了,并将搭板进行延伸,将原有的伸缩缝覆盖住。同时在桥台与搭板中间的位置安装了一个竖向的间距为75cm、22mm的锚栓,并添设了两层沥青油毡层以作支撑。

(2)从图2中可以看出,该设计将支点c的位置作了调整,这就使得a、b、c三者之间的杠杆效应更加明显。即如果在b处发生了沉降导致位移,那么在a处所产生的位移效果与b处一样都会有所增加,从而能够在一定程度上降低b处所受位移的影响。与此同时,为了减少b处所受位移的作用,特地在此处安装了枕梁以及挤密桩,为b处进行加固,避免较大的沉降。

在对原有设计加以改进之后,首先,使得两条接缝变为了一条,这就会在很大程度上提升过往车辆行驶的安全性与舒适性。其次,在改进后的设计中,利用搭板的延伸取代了原有设计中的铺装层,消除了铺装层存在的缺陷。再次,在原来的设计方案中,桥台与基底之间的接缝尽管添加了沥青混凝土用以防水,但是在长时间的使用之后会仍然会导致地表水的渗透,致使水土流失,从而影响搭板的整体性能。而在新的设计方案中,减少了接缝,如果这条接缝出现了问题,即使渗入了地表水,那么也不会对搭板下方的填土造成影响。最后,在原来的设计中,在桥头处很容易出现地基下沉,从而造成较大沉降差;但在改进方案中,添设了挤密桩,使得路基的刚度大大的提升了,从而使得路基沉降的机率与速度都有所降低;且挤密桩路基中因为含有排水砂,有利于排出地下水,提升路基的强度。

值得注意的是,在新的方案中,应当根据工程的实际情况来预算出沉降量,并根据相关的数据加以改善。做到具体问题具体分析,从而尽可能避免跳车现象的发生。

结语

在城市快速通道桥头搭板原来的设计方案中,容易导致跳车现象,不利于行车安全,也加大了运营费用,设计具有缺陷。因此,应当结合工程的实际情况,对原有的设计方案加以改进,从技术方面解决跳车现象,减少搭板与路基之间的接缝,并添设挤密桩,从而对搭板基础进行加固,避免较大的沉降差值。

参考文献

[1]李明杰.桥头跳车病害分析及防治技术研究[D].长安大学,2004.

[2]乔华.桥头搭板设计方法及技术参数的研究[D].长安大学,2011.

[3]骆飞,王建华.城市快速通道桥头搭板的改进设计[J].中国市政工程,2009,05:31+34+89.

[4]徐永华,王书军.公路与城市道路桥头搭板的改进设计[J].科技资讯,2011,29:136-137.