路桥结构（精选7篇）
路桥结构 篇1
1 路桥防水的现状
1.1 路桥破坏的原因
路桥钢筋混凝土在构造应力、温度干缩变形、车辆载荷等因素影响下, 通常会产生细微裂缝, 导致:水进入混凝土裂缝后, 混凝土中由化学反应生成的硅酸质凝胶遇水膨胀, 从而引起混凝土表面龟裂、凸起剥离;在冬季, 雪水浸入混凝土裂缝, 经多次冻融循环, 裂缝膨胀加大, 使路桥混凝土强度逐渐降低;浸入的雪雨水与混凝土内部的钢筋发生化学反应---锈蚀钢筋, 使钢筋的截面积减小, 降低了桥梁内的含筋率, 最终造成桥梁结构性破坏;特别是混凝土裂缝浸入水后, 在车载作用下, 板缝内反复吸入挤出的水会使基层材料逐渐被淘空, 长此以往, 路桥的耐用年限逐渐降低。
1.2 路桥防水技术
为防止水渗入混凝土内部, 在桥面板和铺装层之间必须设置有效的防水层, 同时做好路桥自防水及桥面自排水, 使桥面水及时排走。
目前, 我国的路桥结构防水技术由刚性防水和柔性防水部分组成, 以柔性防水材料铺装技术为主, 采用防排结合、多道设防的方法。柔性防水主要是采用涂料防水和卷材防水。
涂料防水主要有聚氨酯弹性防水涂料、阳离子氯丁胶沥青防水涂料、水泥基聚合物防水涂料等材料。一般来说涂料与水泥混凝土结合良好, 但由于涂膜的厚度较薄且厚薄不均, 碾压施工容易破坏防水层。
卷材防水主要有SRS改性沥青防水卷材、APP改性沥青防水卷材、自粘型防水卷材等材料, 此类材料厚度均匀一致, 物理性能良好, 但卷材与水泥混凝土的结合性能较差。
不论选用哪种防水材料, 都应具备耐穿刺性、耐老化、抗拉强度高的特点, 并能适应80℃高温、-40℃, 低温的环境和140℃以上的施工温度。
2 路桥防水新技术
混凝土路桥防水层是夹在钢筋混凝土桥面板和混凝土路面铺装层之间使用, 所以, 防水材料不但要具有良好物理性能指标, 而且最好要与水泥混凝土有很强的相容性, 这样才能粘接牢固、不易剥离、抗剪性能良好。
2.1 桥面自排水
桥梁的车行道桥面排水应设置1%～2.5%横向坡, 形成边侧排水;人行横道应设置向行车道倾斜1%横向坡。桥梁较长时, 桥面排水应由设置的纵向坡完成。
桥面边侧泄水孔的大小和间距, 与桥梁的长度、纵向坡度、最大降水量、桥面汇水面积有关。桥梁纵向坡小于1%时, 桥梁泄水孔间距一般以5m为宜;桥梁纵向坡度大于1%时, 长度小于50m的桥梁, 一般可不设泄水孔, 可排至桥头雨水口或由桥头菠箕排走;桥梁较长时, 泄水孔间距可适当加大至10～20m。
泄水孔的直径一般为100～200mm, 每个泄水孔的汇水面积不能大于200m2。泄水孔设在桥梁跨河桥上, 泄水孔直接向桥下排水;跨线桥泄水孔应借助在下部结构墩柱侧面设置的落水管排至地面雨水口。桥梁横截面悬出部分两侧下方应设排水用的滴水檐。
2.2 防水材料
某大学生产的TS-1.5高分子复合防水卷材 (以下简称复合防水卷材) , 以采用线性低密度聚乙烯树脂 (LLDPE) 加入助剂制成的高分子聚合物为主防水层, 两侧复合丙纶长丝无纺布材料为结构增强层, 通过热融直压生产工艺一次挤压成型, 厚度达到1.5mm。该防水卷材的技术性能指标见表1。
注:拉伸强度按ASTM D1970、ICBO ESAC48;剥离强度按ICBOES AC48、ASTM C794;水汽渗透性按ASTM E96;低温柔韧性、闭水性、循环延伸、加速老化、紫外线照射、温度循环及不透水性按ICBO ES AC48标准由美国SGS测试公司测试。
复合防水卷材具有如下特性:
较好的抗拉强度、抗渗能力和耐老化性等良好的综合技术性能 (见表1) 。
采用聚乙烯饱和烃树脂为主防水层, 其性能非常稳定, 无毒、无味、无污染, 受外界环境的影响小, 不易与酸、碱、空气和水发生化学反应。
采用水泥作粘接剂, 成本低廉, 便于施工操作, 且与混凝土基层粘结力强。
防水卷材表面粗糙均匀的长丝纤维与水泥的亲和性好, 二者相互结合后可形成纤维水泥, 粘结牢固, 可使基层、粘结层、防水层成为一个整体, 剥离强度达40N∕cm以上。
3 路桥防水构造与施工
3.1 路桥防水构造及操作要点
路桥防水构造由桥面板、找平层、粘结层、防水层、保护层、路面铺装层组成, 其主要构造层次见图1、图2。
1-构造为桥面板、水泥砂浆找平层、TS-1.5防水层、细石混凝土保护层、人行横道方砖;2-构造同图1;3-聚氨酯密封胶
操作要点如下:
钢筋混凝土桥面板质量的好坏, 直接关系到桥梁的使用寿命, 所以必须加强和提高混凝土的自防水能力, 提高混凝土的密实性, 减少混凝土孔隙率;另外, 混凝土强度要高, 耐酸碱腐蚀, 抗冻性好, 要避免外加剂引起的混凝土温度干缩变形。
桥面板上要做水泥砂浆找平层。
防水层采用复合防水卷材, 用掺15%聚乙烯醇胶液的水泥素浆作粘接剂, 在潮湿的基层上即可施工, 能与水泥材料在凝固过程中直接粘合, 粘结牢固。
为防止铺装钢筋混凝土桥面时, 绑扎钢筋扎破和混凝土振捣硌破防水层, 必须在防水层上做40mm厚C20细石混凝土保护层, 并振捣密实。
铺装钢筋混凝土桥路面, 厚度控制在100mm, 浇注完后, 表面用稀浆封层, 以提高路面的防水性和磨耗性。混凝土要设分隔缝并嵌填聚氨酯密封材料。
3.2 工艺流程及施工
工艺流程:基层处理→清扫基层→细部节点防水处理→铺贴复合防水卷材 (满粘) →卷材搭接增贴→防水层验收→细石混凝土保护层→铺装路面钢筋混凝土。
3.2.1 基层处理
找平基层应压实、平整牢固, 表面清洁干净;用2m直尺检查基层与直尺间的最大空隙不应超过5mm, 且每米内不得超过1处。基层不得有空鼓、疏松、尖凸、凹陷、脱皮、起砂等现象, 不得有明水;阴阳角处要做成半径为200mm圆弧或135℃钝角。
3.2.2 胶粘剂配制
水泥胶粘剂的配制。配置掺15%聚乙烯醇胶液的水泥时, 先用水将水泥浸透, 然后按比例加入聚乙烯醇胶液, 搅拌均匀, 制备的水泥胶粘剂要求无沉淀、无凝块、无离析现象。气温较高、基层吸水率大时, 要多加水, 使水泥胶粘剂稀些;气温低、基层较潮湿时, 制备的水泥胶粘剂要稠些。
聚氨酯密封胶的配制。采用的双组分聚氨酯密封胶按规定以1:1.5的比例混合搅拌均匀, 用于涂刷流水口、卷材收头、收缩缝等节点细部构造。
3.2.3 节点细部处理
在大面积铺贴卷材前, 对工程转角处、变形缝等节点细部应增贴1～2层相同的复合防水卷材 (见图3) , 宽度不小于500mm, 并辅以2.0mm厚聚氨酯密封胶密封处理。在桥梁纵向缝、横向缝的顶部设置加强防水层, 于缝宽两侧空铺400mm的复合防水卷材, 以确保结构变形时防水层有足够的变形量。
3.2.4 铺贴复合防水卷材
复合防水卷材宜在5～25℃、5级风以下铺贴, 在施工中要做好防雨措施。为防止被风刮起, 施工后的卷材接缝、收头部位可用袋状松散重物压住。气温较高时要注意洒水养护降温, 防止卷材变形起鼓。
1-做法同图1;2-聚氨酯密封胶;3-空铺400mm宽卷材
卷材搭接宽度不得小于100mm, 上下两层和相邻两幅卷材的接缝应错开1/3～1/2宽, 且两层卷材不得相互垂直粘贴。
卷材的铺贴方向要与道路行驶方向一致, 卷材的长边搭接方向与桥面的横坡一致。
在基层上弹线以保证铺贴卷材顺直, 根据防水工程构造尺寸, 将卷材裁剪并卷好以备用。铺贴卷材应先铺平面, 再铺立面, 交接处应交叉搭接。卷材铺贴要平整、顺直, 搭接尺寸正确, 不得有扭曲;水泥胶粘剂要涂刷均匀, 不露底, 不堆积, 涂层厚1mm;边涂刷胶液, 边铺贴卷材, 并用刮板将卷材与胶粘剂、基层挤压密实, 粘接牢固, 排出多余的浆液和空气, 平面铺贴的卷材有效粘接面积要达95%以上。卷材搭接处要增贴200mm宽的卷材封条。
3.2.5 保护层施工
复合防水卷材施工完, 应仔细检查修补, 质量验收合格后, 做40mm厚C20细石混凝土保护层, 然后进行钢筋混凝土路桥面浇注施工, 振捣密实, 湿养护至少14d。
3.2.6 工程防水验收
路桥防水工程完工后, 整理施工过程中的有关文件资料和记录, 会同建设监理单位共同按质量标准进行验收;必要部位要进行抽样检验, 验收合格后将验收文件和记录存档。
施工好的防水层要加以保护, 严禁车辆、行人穿行, 避免机械人为破坏。
4 结语
复合防水卷材采用水泥材料粘结, 可在潮湿基层上粘结施工 (但基层上不能有明水) , 大大降低了对基层干燥程度的要求。
复合防水卷材表面粗糙均匀的长丝纤维与水泥的亲和性好, 夹在水泥材料中, 粘结牢固, 能使防水层与混凝土结构成为一个整体。
复合防水卷材具有的材质特点和施工特点, 既保证工程防水质量, 又加快了施工进度, 降低了成本费用, 可以产生良好的经济效益和社会效益。
摘要：本文就我国城市道路、高速公路、立交桥、高架桥的快速发展趋势, 介绍了我国混凝土路桥防水技术的现状、机理及重要性。从而制定一套完善有效的路桥防水工程设计、施工技术规范和验收规范。可以供类似的工程参考借鉴。
关键词：桥梁结构,基层处理,构造,施工技术
路桥结构 篇2
1.五大部件、五小部件、净跨径、计算跨径、净空高度、矢跨比 2.三大基本体系的承重结构。3.中承式、下承式桥的适用情况。4.三阶段设计。桥涵设计基本原则。桥梁纵断面设计内容。5.桥梁纵坡要求、桥面标高要求、桥面横坡设置方式。6.永久作用。汽车冲击作用。公路桥梁汽车荷载等级分类及其规定。7.桥面构造防水层设置。8.梁式桥的分类。单向板。9.行车道内钢筋构造特点。10.整体式斜交板桥的受力特点和钢筋布置特点。11.装配时简支梁桥单根主梁的组成、联结构造形式。12.装配式预应力混凝土简支梁马蹄形设置特点和梁端截面变化特点。13.试述预应力混凝土梁内的纵向预应力筋的布置形式与适用条件!14.行车道板的分类 15.汽车车辆荷载着地宽度的规定及其在行车道板上的分布特点。16.试述荷载横向分布系数的求解步骤（以汽车荷载为例)!17.杠杆原理法、偏心压力法、GM法的基本假设。18.杠杆原理法、偏心压力法求m值的适用条件。19.杠杆原理法计算荷载横向分布系数m的方法和步骤（计算题）20.荷载横向分布系数沿桥跨纵向不同位置是不相同的，在设计中如何简化？21.简支梁桥主梁内力计算的验算截面选择。22.简支梁桥主梁弯矩包络图的特点。23.钢筋混凝土悬臂梁和连续梁配筋的主要特点？ 24.拱桥的分类。
25.石板桥灰缝构造特点。
26.拱上填料的材料、拱上侧墙设置要求。
27.实腹式拱桥及拱式拱上结构的空腹式拱桥中伸缩缝的设置位置和做法!28.简述拱式空腹式拱桥中变形缝的设置位置和做法？
路桥结构 篇3
关键词：路桥过渡段；结构问题；路基路面结构设计
中图分类号： U448.14 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-73-2
0 引言
近几年来，路桥工程施工技术也在不断的改进，使路桥工程质量有了很大程度的提高。但是路桥建设过程中，尤其是路桥过渡段的路基路面还是存在一些问题，影响路桥工程效能的发挥，甚至影响路桥工程的使用周期。因此在路桥建设的过程中，一定要加强路桥过渡段路基路面的结构设计，保证路桥工程的舒适性和稳定性。
1 路桥过渡段路基路面存在的问题
1.1 路桥过渡段软土地基处理问题
地基是路桥过渡段极易发生病害的区域，例如，桥头跳车病害，就是由于地基沉降造成的，影响了路桥工程的稳定性和安全性。在设计施工过程中，一些施工人员对地基勘探工作不到位，在设计的过程中对软土地基的深度、影响范围以及特性不够了解，使地基设计与实际地质要求存在差距，易发生地基沉降现象。
1.2 边坡防护措施达不到预期效果
路桥过渡段的边坡防护措施对其路基路面的质量也是至关重要的。在路桥过渡段，如果没有做好边坡防护措施，在下雨的时候，致使路桥积水过多，冲刷路桥台背上的填土，易引发各种安全事故。这不仅影响道路交通安全，也浪费了工程材料，增加了道路养护措施。
2 路桥过渡段路基路面结构设计分析
目前，路桥过渡段的路基路面结构设计主要有两种设计方案，一种是不用设置搭板的结构设计，第二是需要设置搭板的结构设计。
下文将对这两种结构设计进行详细的分析。
2.1 没有搭板的结构设计
不用搭板的结构设计，其设计要点主要在于台后填筑以及地基两方面。
一是，台后填筑。近年来，我国的路桥过渡段，大多都采用了搭板的结构形式，但是也有一些路桥过渡段为了保证施工质量和施工效率，通过对台后的填筑，保证路基和路面的承载力，实现路桥的过渡性能。台后填筑可以选用一些渗水性好、易密实的填料，比如中粗砂。当采用细粒土填筑时，可采用石灰、水泥、粉煤灰等无机结合料进行处治。台后填筑时一定要保证材料的压实度，从下往上分层压实，保证路基压实度不小于96%，尽量减少路桥过渡段出现沉降的现象，提高施工质量。同时有效规避了跳车病害的发生。
二是，地基问题。若路桥过渡段位于软土地基上，则一定要先对软土地基进行处理，预防地基沉降现象的发生。在路桥过渡段软土地基施工的过程中，依据软土地质的实际情况，综合考虑地基的设计方案，确定地基的承载力，保证地基的稳定性和安全性，从而实现路桥过渡段的性能要求。拿上海项目来说，笔者负责的金科南路新建工程位于典型的软弱土层上，根据工程地质勘察报告，道路沿线普遍存在较厚的软弱下卧层（地下2m～9m处存在较为软弱的淤泥质粉质粘土层和淤泥质粘土（③和④层，厚度约8m）。本工程桥头填土较高，高路堤的填筑易使地基产生较大的沉降，造成完工后的道路路面工程和整体线形变形，影响行车的舒适性，尤其是在路堤与桥梁等结构物的连接处，由于存在较大的不均匀沉降，给行车造成严重的不利影响，严重时影响行车的安全。因此我们对桥接坡30m范围内的地基采用单轴双向水泥搅拌桩处理，桩身穿透软土层，进入下卧层不小于0.5m。经过地基处理后，承载力得到大幅改善。
2.2 搭板结构设计
搭板结构设计方案主要利用搭板，使路面的弯沉情况随着承载力的需求不断变化，消除跳车病害的发生。搭板结构设计也是消除路桥过渡段跳车现象的重要措施。目前，该结构设计应用十分广泛，可靠性、可行性以及安全性都十分的高，但是在具体的实施过程中，该结构设计注意的问题也较多。
鉴于此，目前多数路桥建设中都会选择预留反向坡度，以此来确保搭板高度与桥台连接位置高度一致。在具体的路桥过渡段施工过程中，应注意使平面连接位置比设计标高稍微高一些，以保证反向坡预留能够顺利实现。对于此类工程来讲，沉降差与反向坡之间存在密切联系，前者可以决定后者的坡度，工程设计和施工中均要对此给予一定关注。部分工程建设时，要求的坡度较小，这个时候就需要对坡度进行“控制”，目前比较有效的坡度调整方式为设置枕梁。此种方法的大致原理为：枕梁可以起到分散荷载的作用，使地基“分担”搭板荷载。所以，路桥施工中采用此种方法，还能够起到增强搭板刚度、优化抗弯性的作用，而这些对保证路桥过渡段的质量都是非常有益的。（图1）
3 搭板设计的注意要点
3.1 型式及埋深确定
目前，为了顺应各种路桥过渡段的实际需求，搭板结构设计方案也越来越多样化，其中，应用最为普遍的就是等厚搭板、变厚度搭板以及台阶搭板三种形式。如果以顶面位置为搭板形式的划分依据，又可分为，高置式、中置式、低置式三种。其中，高置式指的是搭板顶面和桥台的高度保持一致；中置式指的是搭板頂面处于基层和面层之间；低置式指的是搭板处于基层面的下方。搭板顶面高度不同主要是依据路面结构为主要的依据，根据工程的实际情况进行确定，保证搭板埋深的科学性。
3.2 长度确定
路桥过渡段路基路面实行搭板结构设计时，首先需要确定搭板的长度。在设计的过程中，搭板长度，需要满足以下几方面的需求：一是，在出现沉降的时候，纵坡的变化程度始终保持在允许范围之内；二是，保证搭板长度比破坏的棱体长；三是，保证搭板长度比预留缺口的长度还要长；四是，保证搭板的有效长度。因此，为了精准的确定搭板的长度，应该以纵坡的变化情况以及预留缺口长度为依据，科学确定。除此之外，根据动力响应原理可知，搭板受力与自身长度有着密切联系，一般规律是搭板越长越利于受力。所以，工程设计中，搭板长度应确保在5米以上，大型路桥一般以8米至12米为宜，中型桥梁和小型桥梁的搭板长度最好保证在6米到8米之间。
4 结语
综上所述，在经济不断发展的大背景下，交通道路建设的需求更加的迫切。为了满足地方经济、区域经济的不断发展，必须不断加强路桥交通工程建设，保证交通过程的稳定性、可靠性以及安全性。路桥工程单位应积极应用新的施工工艺和技术，不断提高工程建设水平，保证我国交通道路的畅通性和便捷性。路桥过渡段是道路工程建设的关键部分，在设计、施工的过程中，要注意该段的结构设计，保证该段的设计符合质量要求，这对整个道路工程建设项目具有至关重要的作用。
参 考 文 献
[1] 康健.简述路桥过渡段路基路面的结构设计[J].民营科技，2014（1）：204.
[2] 茹剑锋，王立超.简述路桥过渡段路基路面的结构设计[J].建筑工程技术与设计，2015（8）：776-776.
路桥结构 篇4
1、涵洞的合理定位
首先, 我们需要认真的摸清公路所经过的河流、地形及线路的平纵横设计、路基的排水以及当地的地质状况等问题;其次, 我们还要确保河流的原始状态、斜度要与沟渠方向相同, 并保障涵洞施工的正交布置, 进而利于洪水的泄洪及减少涡流的现象。再次, 要充分做好路基排水设计工作。通常, 路基排水基本都引到路基之外, 因此在影响路基的稳定性以及出现边沟淤塞状况下, 可通过改沟合并的方式来降低涵洞设置的数量, 进而也能够有效的降低工程预算。最后, 要根据项目地的地形及路线来进行平纵设计。
2、涵洞类型的选择
1) 按照建材性质
(1) 砖涵。主要在项目所在地进行采购, 但在碱性比例较高的区域不适合采用。
(2) 石涵。具有成本低、后期维护少、寿命长的特点, 通常在在石块比较多地区可以优先选用。
(3) 混凝土涵。通常应用于四铰管、拱涵, 也会用于圆管及小跨径的盖板涵。
(4) 钢筋混凝土涵。具有质量高、寿命长、造价相对较高的特点, 主要应用于管涵、盖板涵、箱涵和拱涵等。
2) 结合构造的样式
(1) 管涵。管涵直径主要在0.5-1.0m, 并且受力情况非常的好, 不需要设置墩台, 所以造价成本也不高。
(2) 盖板涵。该结构形式实用于设置在低填土路基, 而且也可以改造成明涵。
(3) 拱涵。拱涵的超载能力强, 并且做工简单, 应用十分普遍。
(4) 箱涵。该结构方式主要适用于软土地基, 实际应用过程中应用较少。
3) 涵洞类型
(1) 明涵, 在洞顶上不需进行填土, 所以该类型的涵洞主要应用于低路堤及浅沟渠处;
(2) 暗涵。在洞顶需要填土掩埋, 通常应用于高路堤和深沟渠处的地方。
二、公路涵洞的设计与分析
1、涵位设计
1) 通常, 在水流湍急的区域, 为避免水流的冲刷, 在涵洞设计时需要顺沟进行设置, 而在水流平缓、河沟较浅, 则可以适当的进行改沟设置;并且对于涵洞的位置, 我们要尽量避免安排在可能错动的断层、滑坡等不良区域, 如果不可避免就尽量选择在地质稳定或者岩层较完整的区域路段, 确保涵洞设计的整体质量。
2) 在纵面布置设计中, 主要需要根据涵底的高程和纵坡的实际情况, 如果地形相对较陡时, 则可适当的进行开挖进水口达到降低涵底纵坡, 缩短涵长的作用。并且合理利用地形条件, 保障涵洞结构的稳定性。
3) 在涵洞洞口设计中, 一定要确保涵洞的进出口与自然沟的水流的平稳顺接通畅, 进而保障涵洞洞口路基以及涵身的稳定性。
2、高填土涵洞的设计
由于高填土涵洞的主要受力来源于填土的压力, 并且其对地基承载力的要求也相对较高, 所以在设计过程中需要注意以下几点:
1) 在盖板两侧约0.3米的宽度范围内做箍筋处理, 一般箍筋的间距保持0.2米左右, 在加密段可以保持间距为0.1米。
2) 在端部的斜板处可以利用扇形布筋的方式, 把主筋与分布钢筋与中板相同, 在靠近中板侧的位置设置箍筋。
3) 在进行台身设计过程中, 为避免台身的开裂情况, 需要合理的增加钢筋数量以及设置防裂钢筋网等措施。
3、深挖涵洞的设计
1) 按照八字墙的形式来设置进出口是应用最普通的方式, 通常, 其张角为30°, 水力条件好, 不过对于那些平时不流水的涵洞来讲, 八字墙的张角可以根据沟形的宽窄程度来合理的设置选用。
2) 对于急流坡的进口设计过程中, 需要注意进口处护坡的形式, 确保与护坡的坡度相一致。
3) 对于跌水井的设计过程中, 跌水井上口要做好防护, 避免出现堵死的情况。
4、明箱涵设计
在设计过程中主要注意涵顶纵横坡和路面纵横坡的衔接问题, 并且涵底纵坡处因流水影响, 只能单向设置而与路面“人”字横坡不吻合的问题。同时对于明箱涵设置搭板而需在涵侧墙设置距离箱涵顶高度不同的楔形牛腿, 设计时参数较多, 施工复杂。因此在施工初期阶段我们要尽量避免采用明箱涵。
四、公路涵洞施工设计中需要注意的事项
1、详细了解涵洞的具体方位和大小
首先, 我们要根据实际情况了解涵洞的实际方位, 进而采用科学合理的构造, 并通过合理对策来设置其尺寸大小。但是在进行高速公路涵洞设计过程中, 计算涵洞设计流量时主要采用1/100的设计频率, 当斜交角度较大时, 需要避免采用拱涵。
2、涵洞基底埋深
涵洞主要为浅埋扩大基础, 按照《公路桥涵地基与基础设计规范》, 对没有深埋要求的浅埋基础中, 采用不低于1米的埋深, 如因冲刷影响, 那就需要把埋深设置在冲刷线下1米以上。
3、涵洞基底处理
在涵洞基础底部计算承载力小于持力层的承载力时, 我们需要对涵洞基底持力层进行处理。通常, 主要采用基底换填的方法, 其换填深度计算主要根据《公路桥涵地基与基础设计规范》的规定, 换填深度在0.5~3米之间。
4、涵洞台背回填处理
在涵洞设计时要合理设置搭板和桥台台背的回填。对于明涵设计时主要需要考虑跟桥梁一样设置搭板并做台背回填, 而暗涵设计就不需要考虑设置搭板问题, 但由于暗涵涵洞的周边路基的压实度不好把握, 因此, 可以采用台背回填的方法来提升路基压实度的方法。
五、结语
综上所述, 涵洞作为路桥建设中重要组成部分之一, 其设计工作也是路桥设计中不可忽视的一部分, 涵洞设计的好坏直接对公路工程整体质量有着重要影响。因此, 我们需要认真做好公路工程勘查和设计工作, 进而有效的提高涵洞设计施工的质量, 保障公路建设的整体质量。
参考文献
[1]《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007)
[2]《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011)
[3]刘培文.公路小桥涵设计示例[M].北京:人民交通出版社, 2005
[4]孙家驷.公路小桥涵勘测设计第三版[M].北京:人民交通出版社, 2007
路桥结构 篇5
关键词：基桩,桥墩,地震作用,有限元法
1 概况及存在问题
宝中线K467+269中卫黄河特大桥为单线铁路桥, 主河槽采用2联7×48 m预应力混凝土连续梁, 对应墩号为13号~27号墩, 为混凝土圆形实体桥墩, 支座为盆式橡胶支座, 17号、23号墩为连续梁固定支座墩, 基础为钻孔桩基础, 固定支座墩桩数为6根, 其余为4根, 桩径1.5 m, 基础资料见表1, 表2。
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2014年4月, 测量显示桥址主河槽河床形状与成桥时比较有较大变迁, 特别是14号、16号~19号墩矩形套箱围堰因基础施工后未拆除, 增大了阻水断面, 造成墩两侧水流加速, 加大了水对桥墩基础的冲刷。最大冲刷发生在19号墩处, 冲刷深度为5.22 m;河床地面线最低点位于16号墩处, 仅高出一般冲刷线0.87 m;套箱底部破损且与河床脱离, 给桥墩增加了附加荷载, 导致桥墩偏心受力, 若一旦发生地震, 套箱发生位移将对下部结构造成极大的安全隐患, 因此对桥梁下部结构地震作用下的受力分析显得极其重要。
2 桥梁下部承载力分析有限元模型及参数
原桥依据TB J2—85铁路桥涵设计规范、GB J111—87铁路工程抗震设计规范进行设计, 抗震设防烈度8度。模拟分析采用Midas Civil有限元软件建立模型, 分别对2联7×48 m预应力混凝土连续梁下部结构进行建模分析, 有限元模型见图1。
根据设计资料, 该桥基桩从上至下穿越的土层依次为卵石土、炭质页岩, 基底为炭质页岩, 桩基穿越土层的厚度见表3, 表4。模型中桩侧约束采用弹性支承模拟, 单元长度1 m, 基础侧面土抗力计算宽度为b0=0.9 (d+1) (其中d为桩径) , 节点弹性支承刚度k=mab0h, h为距离河床断面的深度桩底固结。卵石土m值取值范围为30 000 k Pa/m2~80 000 k Pa/m2, 计算时m值取80 000 k Pa/m2。
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依据原设计资料, 支座用弹性连接模拟, 每联连续梁边墩支座的竖向承载力为3 000 k N, 其余支座的竖向承载力为7 000 k N, 活动支座考虑摩阻系数μ=0.05。
3 荷载工况
1) 工况组合。分析依据《铁路桥涵设计规范》《铁路桥梁检定规范》《铁路工程抗震设计规范》的相关规定, 对套箱拆除前后的桥墩及桩基承载力进行检算, 同时考虑有车和无车两种情况, 工况组合如下:
桩基承载力、墩身强度及偏心:主力+地震作用, 即恒载+横桥向多遇地震作用, 恒载+静活载+横桥向多遇地震作用及恒载+顺桥向多遇地震作用, 恒载+静活载+顺桥向多遇地震作用。
2) 荷载取值。
a.恒载。预应力梁体容重取25 k N/m3, 道碴桥面线路设备及附属设施重取40 k N/m, 施工套箱容重取23 k N/m3, 套箱内施工填料容重取19 k N/m3。14号、16号、17号、18号桥墩的施工套箱未拆除;19号桥墩的施工套箱已部分拆除;14号桥墩处于河岸, 由于河道变迁, 套箱的大部埋于岸边土体中。在计算中, 以套箱未拆除的16号、17号、18号桥墩为主要对象。
在每一联连续梁的结构分析时, 边跨恒载 (简支梁自重、相邻连续梁边跨自重、二期恒载) 以集中力形式施加于连续梁边跨的桥墩顶部。依据叁标桥2059设计资料, 13号、20号、27号桥墩边跨恒载的计算结果见表5。
经对桥墩周围冲刷程度进行检测发现, 16号~18号桥墩施工临时套箱已部分脱空。计算时, 套箱的重量考虑扣除水浮力的影响以集中力的形式施加于桥墩底部, 水浮力按通航水位计算。混凝土套箱及箱内填料参数见表6。
b.活载。设计荷载为中—活载, 连续梁竖向动力系数1.154。边跨活载同样以集中力的形式施加于边跨桥墩顶部, 列车横桥向摇摆力取值为100 k N。13号、20号、27号桥墩的边跨活载计算结果见表7。
c.地震作用。中卫黄河特大桥抗震设防烈度8度, 水平地震设计基本加速度为0.2g, 地震动反应谱特征周期Tg=0.4 s。分别按有车和无车两种情况对连续梁的桩基承载力进行反应谱分析。
桥梁顺桥向抗震计算时, 不计活载引起的地震作用。桥梁横桥向抗震计算时, 有车情况下计入50%的活载引起的地震作用。利用Midas Civil中的移动荷载追踪功能, 确定各桥墩桩基承载力最不利时的活载分布特征, 并将活载质量施加于轨顶以上2 m处。分析有车情况时, 活载产生的竖向力按列车竖向静活载的100%计算。
d.动水压力。依据《铁路工程抗震设计规范》中的规定, 对15号~21号、25号~26号水深超过5 m桥墩计入地震动水压力对桥墩的作用。
4 结语
分别对套箱拆除前、后的桥墩及桩基承载力进行分析, 结论如下:
1) 桥上无车时, 拆除套箱前, 主力+顺桥向多遇地震作用下, 17号、23号桥墩的墩底截面钢筋应力分别为225.59 MPa及250.81 MPa, 超出规范容许值195 MPa, 其承载力不能满足抗震要求。其余各桥墩的截面检算均未超出容许值。
2) 桥上无车时, 拆除套箱后, 主力+横桥向多遇地震作用下, 拆除套箱前16号基桩上部截面最大钢筋应力达196.28 MPa, 超出规范容许值195 MPa, 抗震承载力不能满足规范要求, 其余各桥墩的基桩应力均未超出容许值。
从理论分析可以得出如下结论, 主力与多遇地震作用组合下, 套箱拆除前, 由于套箱的套箍作用, 基桩周围河床横向及纵向刚度较大, 桥墩分配力较大, 造成桥墩承载力不足;反之, 套箱拆除后, 基桩横向分配力较大, 造成基桩承载力不足。
5 整治方案
为解决该下部结构主力与多遇地震作用组合下承载力不足问题, 需对该桥下部结构采取以下措施:
1) 在枯水季节, 拆除桥墩上的套箱围堰, 减小阻水面积, 降低局部冲刷。
2) 对桥墩及桩基进行补强加固, 对桥墩采用混凝土包裹加固, 提高桥墩的横向及纵向刚度;对桩基采用增设桩基数量, 降低桩基础单桩承载力。
参考文献
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[3]杨文渊.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社, 2000.
[4]TB 10002.5—2005, 铁路桥涵地基和基础设计规范[S].
路桥结构 篇6
由于桥梁建设土层、结构设计等原因, 在路桥过渡段经常会出现种种问题, 影响桥梁的正常使用。对于这些问题需要采取科学的方式进行结构设计调整及技术实施方式的改进, 为确保设计与技术的科学性、合理性, 对路桥过渡段路基路面常见病害产生的原因进行分析是必要的。下面将对主要的病害进行分析。
1.1控制桥涵的高度
在桥体建设的过程当中, 肯定会遇到路段之间连接不上的情况, 这种情况下我们就需要在两个路段之间建立桥涵, 过程中就会出现桥涵与两边的路段不能完全对接, 造成桥涵两侧出现台阶, 这严重影响了行车过程中的安全问题。要想完成桥涵的完全对接, 可以说是不太可能, 但是可以尽量减小桥涵的高度, 尽量接近地面路段的连接点。这就需要对施工路段的准确了解, 了解地质情况, 技术是否实用的情况, 如果通常所使用的施工技术对路段不适用, 需要设计者针对相应路段做出适合的设计技术的改进。不能完全控制桥涵的出现, 就尽力把桥涵的高度控制在不会造成危险的高度之内。这对于路桥过渡段的施工技术人员来讲也是非常具有挑战性的。
1.2天气严重影响道路的寿命
桥涵对行车安全的影响尤其体现在了车辆在高速公路上行驶的阶段。高速公路上车辆的速度一般都是比较快的, 对路桥过渡段的施工要求也就严格了很多, 相比较普通的路段, 桥涵是可以避免的, 但由于高速公路的路段的特殊性, 桥涵的出现是难以避免的。高速公路的车流量较大, 承载力也大, 这就在无形当中给路桥过渡段的设计增添了压力, 要在保证承载力的情况下, 对桥涵进行完美的处理, 也是对施工技术新高度的挑战。加上天气这个不定因素的影响, 若是遇到雨天, 道路建设中有洼陷, 道路出现裂缝等问题的出现, 都会严重影响公路的日常维护工作。道路积水对路桥过渡段的影响也是造成过渡段难以修复的原因之一。即使建设质量再好的道路也会因为积水长时间的侵蚀而腐烂, 导致道路寿命减少。
二、路桥过渡段路基、路面的结构设计
路桥过渡段的科学设计是影响路桥过渡段真正实施过程的重要因素。施工的整个过程都是严格按照设计图纸的标准参数进行工作的。保障设计工作人员的高职业道德素养, 强烈的责任心有担当的优秀品质, 才是保障工程按时进行的前提, 设计人员应该严格按照施工的标准比例进行设计。对路桥过渡段路基路面的结构设计主要包含以下几个方面:
2.1过渡段搭板的设计。
搭板设计工作在工程当中深受重视, 好的搭板设计可降低桥头跳车发生几率, 搭板的设计主要包括搭板的型式、埋置深度、搭板的长度以及宽度。搭板有三种型式, 即:台阶型、等厚、变厚度, 低式置、中式置以及高式置是搭板的埋置深度。在进行路桥过渡段搭板埋藏深度的设计时, 工程人员常常通过路面结构的状况来决定采用哪种型式的埋置深度, 值得注意的是, 采用低置式时为了方便路面铺设, 搭板的远台端顶面必需处在路面基层的下段;采用中置式时远台端搭板顶面必须要处在路面基层与面层的中央;搭板顶面必须与桥台顶面的高度一致是采用高式置埋置深度必须遵循的要点。一般情况下, 高式置用于水泥混凝土路面, 沥青混凝土路面也可采用, 但考虑到路面与搭板镶嵌问题时, 为了避免出现路面凹凸不平状况, 沥青混凝土路面适合采用低置式和中置式。工程施工根据实际情况而定, 采取适合的形式进行施工, 不仅可节省资金, 还保障了工程质量。路桥过渡段搭板长度和宽度的设计, 在确定搭板长度时需要考虑的四个条件:置土前预留缺口上的长度, 搭板长度必须跨越其长度;除此之外还需跨越台后破坏棱体的长度;沉降后搭板纵坡大小的变化值不得大于最大容量值;搭板受力的有效长度必须得到保证。通常大桥搭板长度为8~12m之间, 小桥为6~8m之间。在我国, 搭板边缘与缘石边缘的间隔长度一般为0.5m, 为了使搭板受力减小, 应使搭板宽度和桥面宽度一致, 若搭板宽度不够, 车辆在行驶时极有可能在搭板的纵向边缘上方行驶, 这对搭板的受力非常有害。
2.2缓和过渡段的设置。
桥台与路基、路面结构型式迥然不同, 桥台是有刚度较大的混凝土结构构成, 而路基与路面结构分别是由具有柔性的填土和沥青混凝土。所以在工程结构设计中必须考虑地面上的路堤过渡段强度设置, 且进行软土地基处理工作时, 由于各段强度不一致, 所以也需设置强度过渡段。世界银行贷款项目对柔性路堤和刚行严格控制, 使之在控制在一定范围内, 不影响公路的质量。
2.3桥台台背采用土工格栅技术。
目前我国的公路工程技术得到一定发展, 在路桥过渡段路基施工的设计中, 广泛使用土工格栅技术。土工格栅技术能使土与土工格栅在一起共同受到土体本身荷载与车辆荷载的同时, 充分发挥土体的抗剪强度, 使路基整体的稳定性大大增强, 控制土体发生侧向变形同时也有效的控制了路基填土发生侧向位移的可能性, 从而路基的变形模量有所增大。车辆荷载的反复作用, 常常导致桥台台背受压变形, 现由于水平摊铺的土工格栅具有一定的弹性, 即便车辆荷载的反复作用都会减少甚至不会产生变形的累积。上部荷载由于路基填土和土工格栅产生的摩擦作用, 可在路基中进行重新分配, 由此桥台的部分台背垂直应力所有降低, 提高了路基土体的承载能力, 还降低了沉降的发生率。
三、不设置搭板时桥头路基设计
目前, 国内高等级公路在大中桥处均设置搭板, 但若搭板一旦破坏, 不仅严重影响车辆的正常通行, 而且施工难度大、维修费用高。从上个世纪七、八十年代, 以来德国、意大利等国在桥头处不设置搭板。由于引道和桥台两者的刚度的差别是造成桥头跳车的一个主要原因, 因此一种有效的处治方法就是改善桥台后路基的整体刚度, 使其尽量向刚柔过渡, 故所用的材料经常为柔性向刚性过渡的过渡材料, 半刚性材料最合适, 粒料次之。陕西境内的西三公路、机场东线、西阎高速等均将桥头引道用半刚性材料进行了换填, 经过长期的使用观测证明效果良好, 有效地减少了差异沉降。当然, 在这种情况下, 必须采取有效的措施保证台后的压实度, 完善台后的排水设施。若忽略桥台边界条件的影响, 则进行结构分析时引道和普通路段没有区别。但引道还需考虑沉降问题, 由路基沉降分析可知, 压实度的提高能有效地提高素土的压缩模量, 但由于其基数太小, 所以, 素土压实度纵然达到95%, 其最终沉降量也较灰土大得多, 因此, 对高填方桥头路基不宜过多采用素土填筑。同时, 在轮重所引起的应力与路基土自重所引起的应力的比值为1/5时, 某些重车荷载作用下的路基工作区深度最大可达2.9m。故考虑到因路基沉降引起桥头跳车的严重性, 建议在不设置搭板时, 桥头高填方路面结构采用无机结合料, 其底基层厚度应不小于3m, 底基层及素土压实度均要求为95%。
结语:
根据适当的设计技术对过渡段的设计进行改进, 可以有效地的解决使工作人员犯难的问题, 提高过渡段的设计技术, 注重对设计人才的培养, 加强工作人员的实训, 从丰富的经验中找出解决问题的办法, 改变传统思考问题的思维模式, 换个方式想问题, 换个设计方式或者根据具体路段改进设计方式也许难题就会迎刃而解了。
参考文献
路桥结构 篇7
1 路桥工程施工技术
1.1 钻孔灌注桩水下砼灌注问题
1.1.1 堵管。
预防措施:商品砼必须由具有资质, 质量保证有信誉的厂家供应, 砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求, 现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直, 内壁光滑不漏水。
1.1.2 桩顶部位疏松。
预防措施:首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响, 极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测, 只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时, 才能确认终灌标高已经达到。
1.1.3 桩身砼夹泥或断桩。
预防措施:成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤, 第一次清孔必须彻底清除泥块, 砼灌注过程中导管提升要缓慢, 特别到桩顶时, 严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深, 单桩砼灌注时, 严禁中途断料。拔导管时, 必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深, 严禁凭经验拔管。
1.2 墩身施工。
承台混凝土上的杂物需要进行及时的清理。当浇筑墩身时, 要分层进行, 振捣密实。完成浇筑后, 进行灌注托盘和顶帽混凝土。柱顶一般使用人工打磨的方法。
路桥的施工离不开钢材, 比如:钢材模板。模具的强度一定要得到保证, 在安装时需要涂上脱模剂, 再加贴防漏胶条。施工之前的模具取样试验不能忽视。
1.3 盖梁砼施工控制要点。
为确保砼浇筑及外观质量控制, 盖梁砼施工要求如下:
1.3.1 砼拌和质量控制要点:
要求砼有效拌和时间不小于90秒, 砼坍落度宜控制在90~120mm之间 (砼坍落度太小易出现孔洞、露筋等外观质量事故;坍落度太大易出现气泡、麻面、水文等外观缺陷) , 坍落度具体大小根据当时气温、运距、部位及砼浇筑速度等因素具体确定, 以保证砼的拌和质量。
1.3.2 砼外加剂的控制:
为确保砼强度满足设计要求, 砼拌和时外加剂应严格按配合比要求进行计量添加, 外加剂的添加应按每盘砼拌和用量严格称量加入, 高标号砼要严格控制好外加剂使用, 要求使用袋装计量法添加外加剂。
1.3.3 砼振捣:
为确保砼内实、外美, 表面光洁、无气泡, 砼采用分层平行布置振捣点, 振捣点间距不大于40厘米, 砼分层厚度一般控制在30~50厘米, 振捣时要避免出现过振、漏振, 振捣棒严禁接触模板, 振捣时间控制在30s~45s/点为宜, 一般振捣到砼表面平坦、泛浆及无气泡为止。预应力砼振捣时, 捣固棒不能接触到波纹管, 以防止波纹管破裂进浆。砼严禁采用不间断连续式振捣方式, 应采用间断式连续振捣方式。
1.3.4 砼施工连续性控制:
为避免盖梁出现施工缝或冷接缝, 要求盖梁砼浇筑应从墩柱顶向两端连续进行, 上下层砼浇筑间隔时间不宜超过90分钟。浇筑时必须配备2台砼运输罐车才能进行砼浇筑, 盖梁浇筑前砼拌和站要求必须配置发电机, 以确保因故停电砼能连续浇筑。
1.3.5砼完成面表面质量控制:
为确保盖梁顶面砼平整、密实、无裂纹, 要求砼表面应进行二次收面、压光。
1.4 中跨合拢段施工。
在合拢中跨前需要做的工作是:移掉一个T构挂篮。合拢段吊架的选择一般是使用挂篮内外模滑行梁以及底模前后横梁。合拢段模板施工需要将梁段上预留孔将挂篮的内外模和底模挂在梁段上。合拢段施工的过程如下:a.把紧挨着的两个T构梁面上的杂物全部移除。b.需要配置配重水箱, 将少数必须机具放在指定的地方。c.把相邻两个耐目上的全部观测点标高准确无误的测量一遍, 之后将永久支座进行锁定。d.把T构对应临时支座移除掉, 对临时支座拆除后梁面所有观测点标高进行精准的测量。e.要确保合拢段相邻两个梁端顶面标高高差和规定符合, 然后才能进行合拢段施工。
2 路桥工程施工质量控制
当前, 我国路桥的质量存在诸多问题, 安全性难以保证。尤其是近几年, 铁桥坍塌事件频发发生, 严重威胁人们的生命财产安全。基于此, 笔者认为加强路桥工程施工质量控制具有十分重要的意义和价值, 需要引起相关部门的充分重视。迫切需要相关人员对其严格把关, 应将一些不符合安全系数的路桥进行拆除。而安全问题出现的主要原因可以归为一下几类:管理不重视、设计不合理、施工不明确等等, 往往在具体施工的过程之中仅仅看重极限状态, 而忽视了耐用性。本文就究竟如何才能控制好路桥施工质量展开探究:
2.1 充分重视结构的耐久性。
路桥结构的耐久性即路桥的使用寿命, 如果保证路桥的使用年限尤为重要。当前, 路桥建设之中往往忽视了使用年限, 因此路桥工程施工质量应该充分考虑使用年限, 做好维修工作, 定期更换, 切实保证路桥的使用寿命。
2.2 建立健全相关制度和规范。
建立健全相关制度规范对促进路桥工程的开展具有十分重要的意义和价值, 能够有效防止一些不必要的认为失误, 切实保证路桥的安全和耐用性。因此, 我国工程管理部门应该充分重视制度规范的监理健全, 制定相关文件对其进行编制, 形成科学、合理的制度规范, 用制度规范工作人员的行为。
2.3 开工阶段。
开工之前, 应充分了解设计方案和具体要求, 只有充分了解和掌握该方案才能够保证工程后续工作的开展。此外还应该保证各个部门之间的配合情况。具体工作应该设计到图纸的设计、工地的考察、水源及电缆的使用情况等等。
2.4 施工阶段。
把好混凝土浇筑和振捣施工质量关。浇筑要严格按照标准进行, 在这一过程中要严格遵守“连续浇灌”这一原则。外界的环境变化也应该考虑到, 这样就能很好的掌握凝土的温度以及含水量。对添加剂也要严格的保存和管理。在进行振捣时, 不要让振捣器和钢筋网接触, 这样才能保证工程的质量。此外, 间距和时间也要处理好。有关部门应该做好以下工作:和设计单位进行及时的沟通, 对设计和施工中注意的要点要了解, 比如:混凝土质量的控制。作为施工单位, 在进行施工时需要严格按照规定的文件进行施工。当有出入和差错时, 要和设计的人员进行沟通, 以及时的进行调节。浇筑模板的构建和清理工作也一定要做好。同时, 严格控制水平线和垂直线。为了给混凝土脱模和浇筑质量提供基础, 需要将模板清理工作做好。
结束语
综上所述, 强化路桥施工技术控制路桥施工质量具有重要的现实意义。需要我国相关部门予以充分的重视, 切实保证工程质量和安全, 促进施工单位的长远发展。
摘要：当前, 伴随着我国经济社会的不断发展和完善, 人们对路桥建设的质量提出更高的标准和要求。我国的路桥在建设的过程之中存在诸多问题, 这些问题严重影响工程质量和水平, 不利于工程单位的长远发展, 基于此, 针对路桥工程施工技术及质量控制进行探究, 希望能够为相关人员提供借鉴。
关键词：路桥工程,施工技术,质量
参考文献
[l]吴玉洲.浅谈路桥工程施工质量管理的必要性及优化措施[J].城市建设理论研究, 2012 (11) .
[2]郭宝珍, 王鸯, 徐可可.浅谈建设工程施工质量控制的关键点[J].城市建设理论研究, 2011 (13) .