道路橋梁施工技術畢業(yè)論文---關于橋梁伸縮縫處跳車的防治

1、<p><b>　　?</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目 關于橋梁伸縮縫處跳車的防治 </p><p>　　學 校 </p>

2、<p>　　系 部 路橋工程系 </p><p>　　專 業(yè) 道路橋梁施工技術 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號

3、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　二〇一〇年5月13號</p><p>

4、<b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　1 橋頭跳車原因分析2</p><p>　　1.1 橋臺和臺后填方的差異變形2</p><p>　　1.2 路基填料的影響3</p><p>　　1.3 橋臺及臺后填方壓實度的影

5、響3</p><p>　　1.4 橋臺路面與臺背路面在使用后結構上存在著差異4</p><p>　　1.5 臺后填方滲水破壞4</p><p>　　1.6 設計不周5</p><p>　　1.7 伸縮縫處破壞5</p><p>　　1.8 人為施工因素6</p><p>　　2 公路

6、橋頭、橋梁伸縮縫跳車的危害6</p><p>　　2.1 對車輛的行駛速度產(chǎn)生影響6</p><p>　　2.2 增加養(yǎng)護成本、降低道路使用質量與使用壽命6</p><p>　　3 橋頭跳車病害防治措施探討6</p><p>　　3.1 處理好臺后地基6</p><p>　　3.2 正確的選擇橋頭路堤的填料

7、7</p><p>　　3.3 減少人為因素的不利影響控制好壓實度8</p><p>　　3.4 對接頭處路面進行處理8</p><p>　　3.5 加強橋頭路基的排水設計8</p><p>　　3.6 梁端特殊設計8</p><p>　　3.7 合理選用伸縮裝置9</p><p>&

8、lt;b>　　結束語9</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p>　　關于橋梁伸縮縫處跳車的防治</p><p>　　摘要：隨著我國公路的迅速發(fā)展，在工程建設中橋梁橋頭、伸縮縫處出現(xiàn)的跳車現(xiàn)象，已成為公路中的多發(fā)病害，嚴重影響行車的安全性和舒適性。本文主要闡述了公路橋頭及橋梁伸縮縫處跳車產(chǎn)生的

9、原因、帶來的危害、防治辦法。</p><p>　　關鍵字：橋頭跳車；伸縮縫；危害；防治</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　造成橋頭跳車的因素有設計問題，也有施工問題，但是主要的是路基壓實度不足引起的差異沉降和伸縮縫處破壞所造成的。公路投入營運后，在橋頭處出現(xiàn)破壞，接縫處下沉，路面損壞，形成錯臺。這些臺階，輕的使車輛通

10、過時產(chǎn)生跳動和沖擊，從而對橋梁和路面造成附加的沖擊荷載，造成行車不適或使通過的車輛大幅度減速，嚴重時甚至造成行車事故，從而影響公路的正常營運。這種現(xiàn)象在一些軟土地基的地方更為嚴重，給養(yǎng)護部門帶來了很大困難。在氣溫變化的影響下橋梁梁體長度會發(fā)生變化從而使梁端發(fā)生位移，為適應這種位移并保持行車平順，就必須設置橋梁伸縮縫裝置。橋梁伸縮縫裝置是橋梁構造的一部分如果設計不當、安裝質量低劣、缺乏科學的和不及時的養(yǎng)護，大部分橋梁會在橋梁伸縮縫處形成臺

11、階，產(chǎn)生跳車。當跳車現(xiàn)象明顯時，會極大影響車輛行駛速度，增加車輛行駛時間，加大油耗。同時對車輛本身及路面和橋涵結構均會產(chǎn)生較大沖擊和破壞。因此，防治橋頭跳車，提高橋梁使用壽命，已經(jīng)成為我國橋梁工作者刻不容緩的使命。</p><p>　　1 橋頭跳車原因分析</p><p>　　橋頭跳車形成橋頭跳車臺階的因素是多方面的，其中包括地基地面條件、填料、施工材料、伸縮縫處破壞以及設計、施工、監(jiān)督、

12、營運與養(yǎng)護管理諸多方面的因素。</p><p>　　1.1 橋臺和臺后填方的差異變形</p><p>　　橋臺及臺后填方地基的地層在橋臺及臺后填方的作用下，均要發(fā)生不同程度的沉降或豎向固結變形，所以對橋臺及臺后填方地基進行設計時都必須進行加固處理設計，以確保地基的穩(wěn)定性。但從目前設計情況看，設計部門一般僅對橋臺地基進行加固處理進行設計，而對臺后高填方路段下的地基一般都沒有進行加固處理設計。

13、橋涵通常位于溝壑地方，地下水位較高，在南方地帶多有軟土，此類土壓縮性高，抗剪強度低，如果天然結構受到破壞，強度便顯著降低。橋臺及臺后填方地基如果在填土前處理不徹底或處理方法不當，在路堤土的重力作力及車輛荷載作用下，會造成工后沉降。且橋頭路基填筑高度一般較大，產(chǎn)生基底應力相對較大，在車輛荷載反復作用下，會引起地基沉陷，這種沉降由變形至穩(wěn)定往往歷時很多年。橋臺和臺后填方是兩個性質不同的結構體，雖然橋臺作用在地基上的壓力大于臺后填方，但由于橋

14、臺基礎一般都進行了加固處理，所以它一般不發(fā)生豎向沉降變形。而臺后填方的地基一般都沒有加固設計和嚴格的加固措施，其豎向沉降變形都遠大于橋臺下的地基變形，地基的這種差異變形反映到上部路面，就出現(xiàn)了橋臺和臺后填方段的差異沉降變形。</p><p>　　1.2 路基填料的影響</p><p>　　路堤填料在汽車荷載反復作用下因臺后填土較高，隨著時間推移，都產(chǎn)生不可避免沉降。有時臺后填土荷載對基底產(chǎn)

15、生附加壓力，嚴重時會使橋臺向后傾斜，發(fā)生不均勻沉降危及行車安全。</p><p>　　橋臺一般由漿砌片石和鋼筋混凝土構筑，在橋臺和臺后填方之間或者錐坡部位，大氣降水易沿路面或錐坡體（錐坡體的壓實度較難達到要求）下滲，下滲水對橋臺一般不產(chǎn)生破壞作用，但是對填土類，易產(chǎn)生侵蝕和軟化作用，尤其對于壓實不夠的填方土體，更容易產(chǎn)生侵蝕和軟化，使其強度降低，從而導致填方土體產(chǎn)生包括塑性和彈性的變形，其中主要是塑性變形。這種不

16、可恢復的塑性變形是內(nèi)部土顆粒間的蠕變和側向變形造成的，相同作用不同填料的塑性變形量不同，且這種塑性變形在車輛荷載反復作用下會不斷積累，填料塑性變形大的，形成橋頭的沉降差就大，也就導致了橋頭跳車。對砂礫石類填料，從填方橫斷面看一般填方土體中部為砂礫石，兩側為土類，這種結構只利于水的下滲，而不利于水的橫向排泄。對不加固的地基來講，填方土體中部壓力大，向兩側邊坡壓力逐漸減小，從而使地基產(chǎn)生凹形沉降變形，當水沿砂礫石下滲到地基后，下滲水不易快速

17、排泄，從而軟化地基，并加速地基的變形。</p><p>　　1.3 橋臺及臺后填方壓實度的影響</p><p>　　橋臺背后施工空間狹窄，工作面小，大型壓實機具的使用受到限制。所以越靠近橋臺處填方體的壓實度越難達到設計規(guī)范要求，這也是一直困繞設計和施工的難點。目前，在設計上和施工中更多采用強夯、人工夯實、填筑砂料等方法和措施。對于輕型橋臺，重型壓路機靠近橋臺進行壓實，特別是振動壓路機可能破

18、壞橋臺的結構；而對于“U”型橋臺，重型壓路機難以靠近，從而使靠近橋臺部位的填方土體不易達到設計和壓實度要求，造成橋臺與臺后填方差異沉降變形。</p><p>　　路基填土在最佳含水量下壓實能達到最佳壓實效果，即干容重最大。下圖是填土干容量－含水量關系（曲線1）和填土壓縮模量－含水量關系（曲線2）的疊合圖。從以下圖可以看出，兩條曲線并不重合，在最佳含水量（ω0）下壓實的填土盡管干容重最大，但相應的壓縮模量相對要小，

19、也就是受荷載作用后變形就比較大。這種較大的變形也對橋臺與路堤銜接處產(chǎn)生不利影響。</p><p>　　1.4 橋臺路面與臺背路面在使用后結構上存在著差異</p><p>　　在車輛荷載作用下，鋪設在橋臺臺背路堤上的路面墊層、基層密實度迅速增加，結構層壓縮；而鋪設在橋臺頂?shù)穆访嬉蚵访嫦聦佑蓸蚺_組成，而橋臺為巨大建筑結構，加上基礎處理嚴格，相對于路基而言，沉降可視為零。這樣，不同路面結構層兩側

20、抗變形能力不同，相對沉降就不可避免出現(xiàn)，使路面結構破壞，造成跳車。</p><p>　　1.5 臺后填方滲水破壞</p><p>　　橋頭的差異沉降容易造成路面開裂，路面水滲入路基，受浸泡的路基強度指標下降，基土軟化，造成引道路基下沉，導致跳車。同時還易發(fā)生唧泥、噴漿等破壞，而跳車又加大了車輛荷載對路面和路基的沖擊力。如養(yǎng)護維修不及時，這種惡性循環(huán)會使破壞程度加劇發(fā)展。橋頭路基兩側排水不暢

21、、防水工程不完善也極易引起路基土的流失，引起橋頭引道的沉降和跳車。</p><p><b>　　1.6 設計不周</b></p><p>　　有些設計沒有充分考慮橋臺臺背回填沉降的長期性、不良地基處理方案不適宜、梁與引道路面的接縫損壞而造成跳車。梁與引道路面接縫設計處理不當?shù)?，造成通車后兩側引道沉降大。工程設計人員有時對施工過程如何便于碾壓往往只從理論層面考慮，對于填

22、料的要求不嚴格，臺背排水考慮欠佳。橋涵結構物兩端的路堤，由于過水、跨線或通道的要求，一般填土都較高，低的3 m左右，高的可達l0 m或更高，除了過水的橋涵兩側路堤往往受水浸淹，地基條件也較差，設計上對路基斷面結構和邊坡防護上有所考慮外，其他多數(shù)情況對高路堤設計上并無特別的要求，如壓實度等指標均與一般路堤無異。但由于路堤較高，在填筑以后受到自重和行車荷載的作用，路堤填土必然要產(chǎn)生豎向變形值，且路堤填土越高變形越大。</p>

23、<p>　　1.7 伸縮縫處破壞</p><p>　?。?) 交通量增大，重型車輛不斷增多，隨之車輛的沖擊作用也明顯變大，因此設計、施工即使稍有缺陷也會成為破壞的原因。</p><p>　?。?) 梁端在反復荷載作用下，梁端破損引起伸縮裝置失靈。另外，有時變形量計算不恰當，采用了過大的伸縮間距，導致伸縮裝置破損。</p><p>　?。?) 橋面鋪裝層的裂

24、縫：接縫處橋面凹凸不平，橋面鋪裝層老化等均可引起伸縮裝置破損。目前常用橋梁結構，伸縮裝置的錨固系統(tǒng)一般很難準確地預埋在梁體中，大部分錨固在鋪裝層混凝土中。由于混凝土厚度太薄、體積太小，加上預埋件的位置干擾，施工難度大，過渡段混凝土的錨固作用實際上大打折扣，預埋件的錨固質量也大受影響。</p><p>　?。?) 橋面通常采用瀝青混凝土料鋪裝，往往伸縮裝置安裝在先，橋面鋪裝在后，瀝青面層和過渡段混凝土之間很難鋪平，

25、加上剛柔相接，容易產(chǎn)生臺階。車輛通行振動產(chǎn)生的沖擊使伸縮裝置錨固系統(tǒng)和過渡段混凝土受力瞬時加大，而由此產(chǎn)生的振動又是高頻振動，在反復的車輛動荷載作用下，伸縮裝置錨固混凝土會因不能保持彈性而破壞，錨固裝置在反復動載震動下產(chǎn)生變形并與混凝土剝離，最終全部破壞。養(yǎng)護不到位：橋梁在營運過程中，后澆壓填材料養(yǎng)護管理不善，橋面沒有經(jīng)常進行清掃與養(yǎng)護，導致伸縮裝置逐漸破損。</p><p>　　1.8 人為施工因素</p

26、><p>　　在施工時有臺背填土速度過快，施工時沒有按分層填筑、分層碾壓、分層檢測“三分法”施工，排水措施沒有做好，壓實度達不到標準。這些人為因素使高填土引道不穩(wěn)定，工后沉降大，且不均勻，也會造成跳車。</p><p>　　2 公路橋頭、橋梁伸縮縫跳車的危害</p><p>　　2.1 對車輛的行駛速度產(chǎn)生影響</p><p>　　(1)較小的臺

27、階對車輛行駛影響不明顯，只是當臺階達到一定高度時，對車速才有顯著的影響。一般情況下，臺階越高(特別是達到4 cm以上時)，對車速影響越大。</p><p>　　(2)車速的損失與車輛的行駛速度有關。以較小的車速(<60 km／h)行駛時， 一般減速幅度亦小；中速(60～80 km／h)行駛時減速幅度較大；而當以較高的速度(>80 km／h)行駛時減速幅度則相對不大，這與司機行駛時第一時問內(nèi)看到臺階和作

28、出反應有關。</p><p>　　(3)臺階對不同類型車輛行駛的影響也是不同的，如較高臺階對小汽車行駛的影響就較大，而載重貨車對臺階不如空車敏感。其次，司機的心理狀態(tài)、對道路的熟悉程度等都對通過臺階時的速度降低有不同程度的影響。</p><p>　　2.2 增加養(yǎng)護成本、降低道路使用質量與使用壽命</p><p>　　目前，我國高等級公路的修建每公里造價均不少于幾百

29、萬元至幾千萬元，建成以后為了維持良好的使用狀態(tài)，對橋涵兩端的臺階和橋梁伸縮縫均要進行及時的維修與養(yǎng)護。不斷的維修養(yǎng)護花費了大量的人力、物力和財力，產(chǎn)生了極為不良的社會影響。汽車遇到臺階，一般要提前減速，駛過臺階以后還需要大約相同的距離加速以恢復正常行駛速度。這樣，既增加車輛的行駛時問，加大油耗，又對車輛本身及路面和橋涵結構產(chǎn)生較大沖擊及破壞，既降低道路使用質量又縮短了路橋使用壽命。</p><p>　　3 橋頭跳

30、車病害防治措施探討</p><p>　　3.1 處理好臺后地基</p><p>　　處理好臺后地基是控制橋頭跳車重要措施。應根據(jù)實際情況選擇對應的地基處理方案，將工后沉降控制在允許圍內(nèi)，根據(jù)沉降的實際完成情況來確定開始鋪筑路面的時間。首先必須保證橋頭路基有足夠的壓實度原地面壓實度不應小于85％ ，下路堤壓實度不應小于90％ ；上路堤壓實度不應小于93％ ，路床部分壓實度不應小于95％。&l

31、t;/p><p>　　《公路軟土地基設計規(guī)范》JTJ017-96中對橋梁、通道、涵洞等構筑物與路堤相接處的工后沉降規(guī)定見下表：</p><p>　?。?）一般地基。挖除橋頭路堤邊坡及錐坡（護坡）坡腳外2m范圍內(nèi)的腐植土、耕植土、淤泥等非適用土，對基底進行壓實，至達規(guī)定壓實度。</p><p>　?。?）軟弱地基。對軟弱地基處理，現(xiàn)在國內(nèi)有換填法、超載預壓、塑料排水板、粉

32、噴樁復合地基等常用方法。橋頭路堤地基要針對軟土層的厚度和軟弱程度采用不同的處治方法。當淺層軟土厚度小于2m時宜全部挖除，再進行基底壓實，換填顆粒較粗的透水性填料，壓實度要求同一般地基。地基挖除或處理后，視情況設置砂礫墊層，在墊層頂面鋪設土工布，坡腳處設排水盲溝及時將路基水排除。對于濕陷性黃土地基，除了進行強夯處理壓實度、承載力達要求外，處理后的基底標高在橋臺、橋頭路堤范圍內(nèi)還應在同一水平面上，并用石灰土或水泥土封閉，防止地基浸水。同時做

33、好防水、排水工程，防止地表水滲入路基，造成沉陷。</p><p>　　3.2 正確的選擇橋頭路堤的填料</p><p>　　對橋頭路堤，特別是在橋臺以外臺背后5-10m范圍內(nèi)的填料應選擇內(nèi)摩擦角大、透水性良好、易壓實、沉降完成快、后期變形小、填筑工程力學性質良好的土，如砂性土、砂礫土等。這些土滲水性好無孔隙水壓、抗壓強度高，易壓實，且有效地排除土中的自由水，且其細料含量不宜過大?；蛴梦锢砹?/p>

34、學性能比較高的流態(tài)粉煤灰水泥混合料作為橋臺回填料。不能采用高塑性粘土填筑橋頭路段。若透水性材料來源困難，可采用細粒土填筑，并執(zhí)行有關規(guī)定，土質不好、含水量高的必要時可摻小劑量石灰、水泥或土壤離子穩(wěn)定劑等進行處理。還有采用泡沫混凝土、陶土顆粒以及泡沫乙烯等工程塑料作為橋頭填料的，這些材料具有材質輕、對地基作用小、且排水性能好，使用效果也很好的優(yōu)點，可以大大減少地基沉降和變形，這將是有潛力的橋臺填筑材料。</p><p&

35、gt;　　在橋頭路堤任一高度的平面內(nèi)不應采用不同填料填筑。在橋高頭路堤中使用土工合成材料（如設土工格柵加筋層），利用其抗拉強度，通過加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側向變形，從而達到提高土體承載力和抗剪強度的目的。經(jīng)試驗證明土工格柵加筋層間距越小，則路堤沉降越小。</p><p>　　3.3 減少人為因素的不利影響控制好壓實度</p><p>　　填筑施工嚴格按規(guī)范進行，遵循“早開工，工

36、期長一點”原則，按“三分法”施工，分層填筑、分層碾壓、分層檢測，控制好壓實度和含水量，此外還要按規(guī)范要求控制好填土速率，做好相應排水措施。橋頭路堤及錐坡應用小型振動式壓路機或用強夯機分層碾壓夯實，每層碾壓厚度為15cm。由試驗得出橋頭路堤的工后沉降量，以此來確定以后工序所應采取的措施。</p><p>　　3.4 對接頭處路面進行處理</p><p>　　為使兩個對接性質不同路面體系在抗垂

37、直形變上能平順過渡，對連接瀝青路面，則在橋臺處增設增變厚式水泥混凝土埋板，對連接水泥混凝上路面，則將連接處路面板改為變厚式。采用鋼筋混凝土搭板是一種比較常見的處治辦法。搭板一端放在橋臺上，并加設防滑錨固鋼筋，如為斜交橋，則應設置鋼筋混凝土漸變板。其原理是將橋臺與路堤銜接處因較大差異沉降引起的路面縱坡突變，通過設置橋頭搭板進行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)。</p><p>　　3.5 加強橋頭路基的排水

38、設計</p><p>　　水對于地基和填土的強度具有非常重要的影響，水可以使土體含水量增加，使地基承載力下降，使邊坡土方飽和而坍塌。因此，橋頭填方路基應比區(qū)間路基更加注重排水設計，要保持橋頭排水通暢無積水。在有地下或地表水滲入時，要設置排、截地下水的滲溝或排水溝。 </p><p>　　3.6 梁端特殊設計</p><p>　　橋梁伸縮裝置由于設置在梁端構造薄弱的部

39、位，直接承受車輛荷載的反復作用，又多暴露在大自然中，受到各種自然因素的影響，所以梁端設計時端部要具有足夠的剛度，以滿足營運過程中反復荷載的作用。設計過程中要采用恰當?shù)纳炜s間距，以保證伸縮裝置在營運中正常使用。</p><p>　　3.7 合理選用伸縮裝置</p><p>　　選用伸縮裝置最主要的是伸縮裝置本身的剛度和質量，目前，我國公路建設中采用的伸縮裝置類型較多，常用的有板式橡膠縫、齒口

40、鋼板伸縮縫、衡水XF-80仿毛勒伸縮縫、美國萬寶伸縮縫、德國毛勒伸縮縫以及TST彈塑體與砂石填充型伸縮裝置等，應在滿足伸縮縫裝置基本要求基礎上根據(jù)各種伸縮裝置的使用狀況及適應范圍進行分析對比，選擇采用最經(jīng)濟最合理的伸縮裝置。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　橋頭跳車形成的原因較復雜，隨著高速公路的發(fā)展，人們對行車舒適和安全的要求越來越高

41、，這就要求各部門的工程人員（設計、施工和養(yǎng)護等部門）盡力協(xié)調，針對不同原因，提出合理方案，有效地避免橋頭跳車病害的產(chǎn)生。</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 李揚海.公路橋梁伸縮裝置.人民交通出版社,1999</p><p>　　[2] 交通部公路工程總公司.公路施工手冊橋涵.北京：人民交通出版

42、社,2003</p><p>　　[3] 交通部公路司.公路工程質量通病指南.北京：人民交通出版社,2002</p><p>　　[4] JTG TF50-2011.公路橋涵施工技術規(guī)范.北京：人民交通出版社，2011</p><p>　　[5] JTJ 017-9.公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范</p><p>　　[6] 杜時祥.橋梁