CN102979021A - 一种治理公路桥头跳车的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治理公路桥头跳车的施工方法，包括路基处理、基层处理和路面施工，具体按照下述步骤进行：步骤A、在台背处采用素土或轻体材料分层填压，每层压实厚度不超过20cm，每填高2~3m及路基标高顶面采用强力夯实机夯实、形成稳定的台背路基；步骤B、制作与桥等宽的钢筋水泥混凝土板，并与基层材料在台背路基上分层铺设、形成带有钢筋水泥混凝土板的刚柔过渡层；步骤C、在桥面、所述刚柔过渡层上进行路面施工。本发明施工方法简单、成本低、周期短，且地基稳固、使用寿命长，有效解决了桥头跳车的问题。

Description

一种治理公路桥头跳车的施工方法

技术领域

    本发明涉及道路工程、桥梁工程，特别是公路桥（涵）头的处理工艺，具体地说是一种治理公路桥头跳车的施工方法。

背景技术

公路桥（涵）头跳车是一个世界性的技术难题，主要原因是：桥（涵）台为刚性结构，自身压缩几乎为零，基本不发生沉降；而桥头台背填土及其地基在自然环境和荷载作用下发生较大沉降，使桥头出现显著的纵坡变化。从而导致车辆通过时产生跳跃的现象，诱发、加重桥梁病害，缩短交通工具的使用寿命，并影响交通安全。

为了解决桥头跳车的技术难题，现有技术中设置桥头搭板，即将搭板的一端头放在与桥背台连接的支腿上，另一端头搭放在路基上；其中靠近桥的搭板端头与桥面水平，另一端头顶面与基层平齐或比基层低一些。搭板实际的应用效果是桥面的顺延，在搭板处及路基与搭板的连接处，出现了跳车，这是普遍现象。出现这种现象的原因，一是刚柔连接没有过渡区，二是各连接缝漏水，使路基发生形变或掏空，导致桥头下沉、跳车。

文献号为CN102041759B的中国专利公开了一种治理桥头跳车的过渡路基，其在原路堤位置设置了端部支撑件，并在桥台与端部支撑件之间倾斜设置钢筋混凝土空心板、形成了过渡段路基。该过渡路基可在一定程度上缓解桥头跳车的技术问题，但是存在以下缺陷：（1）施工工艺复杂，需要单做匹配的端部支撑件，当钢筋混凝土空心板的跨度超过5m时，还需要做桩基支撑件；（2）从施工角度看，由于台背施工空间狭窄，大型压实机的使用受到限制，要达到要求的压实度十分困难，就在台背形成欠压实区，这也是桥头产生较大沉降的一个潜在原因，上述专利的过渡路基即使设置桩基支撑件（中部支撑件），仍无法解决台背的压实度问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种施工工艺简单、台背密实度大于100%的治理公路桥头跳车的施工方法，其采用强力夯实机强化路基承载力、减小路基自身形变，并设有钢筋混凝土板提高基层的刚度，形成刚柔过渡段，减小了轮压冲击能量，缓解了桥头跳车的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种治理公路桥头跳车的施工方法，包括路基处理、基层处理和路面施工，具体包括下述步骤：

步骤A、在台背处采用素土或轻体材料分层填压，每层压实厚度不超过20cm，每填高2~3m及路基标高顶面采用强力夯实机夯实、形成稳定的台背路基；

步骤B、制作与桥面等宽的钢筋水泥混凝土板，并与基层材料在台背路基上分层铺设、形成带有钢筋水泥混凝土板的刚柔过渡层；

步骤C、在桥面、所述刚柔过渡层上同步进行路面施工。

优选的，所述强力夯实机对路基的接地压强大于1.4MPa，单点作用次数大于100次，击点间距为击点直径的1.5-3倍。

步骤A中在最佳含水率时夯实的密实度大于100%。

所述强力夯实机的结构中包括带有振动锤、驱动电机和激振器的振动机构，在振动锤底面的边缘处设有作用面呈凹圆弧面的断压凸条、在振动锤底面的中部均布作用面呈外凸圆弧面的均压凸条。断压凸条切断振动锤对土体产生的外侧向压力，以减小对桥梁台背的影响。

步骤B中，所述钢筋水泥混凝土板的强度不小于20MPa，与台背的立墙之间预留2~5cm缝隙，并用沥青砂柔性材料填满夯实。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本发明利用体积较小的强力夯实机对台背路基进行夯实，所述强力夯实机的振动锤底面的边缘处设有作用面呈凹圆弧面的断压凸条，这样可以将振动锤的力限制在击点，防止土体产生的外侧向压力，以减小对桥梁台背立墙的影响，从而有利于形成稳定的路基、并有足够的承载力；（2）带有钢筋水泥混凝土板的刚柔过渡层的刚性比桥面的刚性小、比普通基层的刚性大、将台背路基制成一个刚柔过渡段，从而减小了轮压冲击能量，减小这一段的振动，缩小了其与桥台以及普通路基之间的沉降差，缓解了桥头跳车，而且克服了普通搭板只是桥面顺延的缺陷；（3）钢筋水泥混凝土板有很好的封水作用，与台背立墙的连接处，用沥青砂捣实，既能起到永久封水的功能，又是不同材料间的一个弹性体，防止刚性的钢筋水泥混凝土板对桥台结构产生破坏；（4）本发明无需在路基上进行其他的施工，方法简单、成本低、周期短，且地基稳固、使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的路基和基层的剖面结构示意图；

图2是击点布局结构示意图；

图3是强力夯实机的结构示意图；

图4是振动锤底面的A向视图；

其中，1代表导向支架，2代表振动锤，3-1代表均压凸条，3-2代表断压凸条，4代表激振器，5代表驱动电机，6A代表第一导向轮组，6B代表第二导向轮组，7、击点，10代表桥梁板，20代表立墙，30代表沥青砂，40代表上基层，50代表钢筋水泥混凝土板，60代表下基层，70代表路基。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

具体实施方式

参看图1，本发明的治理公路桥头跳车的施工方法，包括路基处理、基层处理和路面施工，具体包括以下步骤。

步骤A、在台背处采用素土或轻体材料分层填压，每层压实厚度不超过20cm，最佳含水率时压实度大于95%，每填高2~3m及路基标高顶面采用强力夯实机夯实、形成稳定的台背路基70。所述轻体材料是指密度较小的填料，由于填料密度较小，由桥头自重引起的沉降量较小，可大大减少对地基所施加的压力，从而有利于解决桥头跳车的技术问题。

在最佳含水率时夯实的密实度大于100%。现有技术中，密实度较低是产生桥头跳车的一个根本问题。之所以密实度较低，主要有两方面的原因，一是夯实的强度较低，另一个是在距离台背立墙较近的区域内大型的夯实设备不适用，而且距离立墙较近会对立墙造成损伤，损伤桥梁基础，因此造成与桥头相接区域的欠压实状态。在试验本发明的密实度的过程中表明，现场施工的路基密实度能够达到甚至大于100%，究其原因，主要是现有的规范中标准较低，普通技术人员被设计规范束缚，很难突破。本发明中强力夯实机对路基的接地压强大于1.4MPa，而且能够避免对立墙造成损伤。其主要原理是：通过振动锤的振动对路基实现连续强烈振动，达到土粒的共振效率，利用共振原理在土粒浮滑状态下向土基施加强大压实功，达到路基的快速稳定；同时通过作用底板底部中间的均压凸条，将振动锤机构的作用力进行均匀分散，同时又通过缘边处的弧形沟槽条切断振动锤机构对土体的侧压力，避免对桥的边缘造成过大的侧压力，从而损坏桥体。

本实施例中给出了一种强力夯实机具体结构，参见图3和4，强力夯实机的结构中包括带有振动锤2、驱动电机5及激振器4的振动机构，在振动锤2的底面面均匀分布有凸条，所述的凸条结构包括两种：一种是设置在振动锤底面的边缘处、且作用面呈内凹圆弧面的断压凸条3-2，一种是均布在振动锤的底面中部且作用面呈外凸圆弧面的均压凸条3-1，断压凸条3-2切断振动锤2对土体产生的外侧向压力。 其结构中还包括导向支架1以及设置在振动机构上的第一导向轮组6A和第二导向轮组6B，振动机构借助第一导向轮组6A和第二导向轮组6B与导向支架1的竖梁形成竖直向滑动配合。所述的激振器4设置在振动锤2内腔，驱动电机5设置在振动锤2的顶端并借助配套传动机构与激振器4连接。

采用上述强力夯实机，距离台背立墙20约20cm处，开始对路基施压，每点作用10s，约100次。击点7采用梅花形布局，如图2所示。由于夯实机距台背立墙20的距离较近，较大的夯实力会破坏台背立墙，使之产生裂痕。因此，在该处施工时，采用的夯实机的振动锤作用底面是改进后的，即在振动锤的边缘处设有切断侧向压力的断压凸条2，这样振动锤1的作用力不会波及到台背立墙20。

步骤B、制作与桥等宽的钢筋水泥混凝土板50，并与基层材料在台背路基上分层铺设、形成带有钢筋水泥混凝土板的刚柔过渡层。

所述钢筋水泥混凝土板的强度不小于20MPa，其采用单层Φ12螺纹钢焊网、宽度与桥（涵）等宽、长度为20-30m。

刚柔过渡层可以是单层、双层、三层或者多层。图1是以刚柔过渡层为三层时的结构示意图，可以看出，当为三层时，所述刚柔过渡层分为上基层40、中基层和下基层60，钢筋水泥混凝土板50位于中基层，其厚度为依照相关规范设计的中基层厚度。

首先按照公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004对下基层进行拌合、摊铺和压实的施工。然后按照公路水泥砼路面施工技术规范（JTJ034-2000）进行钢筋水泥混凝土板的施工铺设；钢筋水泥混凝土板与台背的立墙20之间预留2~5cm缝隙，并用70#沥青砂填满夯实，沥青砂30既能起到永久封水的功能，又是不同材料间的一个弹性体，防止对结构产生破坏。最后按照公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004进行上基层的施工。本发明刚柔过渡层的刚度介于桥面与普通路基之间，形成一个刚柔过渡段。所述沥青砂为沙子与一定比例的沥青拌合形成的混合料。

当所述刚柔过渡层为两层，其分为上基层和下基层，钢筋水泥混凝土板位于下基层，其厚度为依照相关规范设计的下基层厚度。

当所述刚柔过渡层中的基层为单层时，刚柔过渡层由钢筋水泥混凝土板和单基层构成，钢筋水泥混凝土板位于单基层与路基之间、厚度不小于18cm，所述单基层的厚度为按照相关规范设计的厚度。

步骤C、在桥面以及所述刚柔过渡层上同步进行路面施工，形成一体化路面结构。

沥青路面施工时，禁止在桥面与路面基层连接处停机、掉头、接头。路面的接头应避开桥头处，施工规范同现有施工规范的要求。

综上，本发明的设计和施工均是基于现有的设计规范和施工规范，无需另外做支撑件，设计规范、施工简单，主要通过设立刚柔过渡层和夯实路基能够有效解决桥头跳车的技术难题。

Claims (8)

1.一种治理公路桥头跳车的施工方法，包括路基处理、基层处理和路面施工，其特征在于具体包括下述步骤：

步骤A、在台背处采用素土或轻体材料分层填压，每层压实厚度不超过20cm，每填高2~3m及路基标高顶面采用强力夯实机夯实、形成稳定的台背路基；

步骤B、制作与桥面等宽的钢筋水泥混凝土板，并与基层材料在台背路基上分层铺设、形成带有钢筋水泥混凝土板的刚柔过渡层；

步骤C、在桥面、所述刚柔过渡层上同步进行路面施工。

2.根据权利要求1所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于步骤A中所述强力夯实机对路基的接地压强大于1.4MPa，单点作用次数大于100次，击点间距为击点直径的1.5-3倍。

3.根据权利要求2所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于所述强力夯实机的结构中包括带有振动锤、驱动电机和激振器的振动机构，在振动锤底面的边缘处设有作用面呈凹圆弧面的断压凸条、在振动锤底面的中部均布作用面呈外凸圆弧面的均压凸条。

4.根据权利要求1所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于步骤A中在最佳含水率时夯实的密实度大于100%。

5.根据权利要求3所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于步骤B中，所述钢筋水泥混凝土板的强度不小于20MPa，与台背的立墙之间预留2~5cm缝隙，并用沥青砂填满夯实。

6.根据权利要求1所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于步骤B中所述刚柔过渡层由上基层、中基层和下基层构成，钢筋水泥混凝土板位于中基层，其厚度为依照相关规范设计的中基层厚度。

7.根据权利要求1所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于所述刚柔过渡层由上基层和下基层构成，钢筋水泥混凝土板位于下基层，其厚度为依照相关规范设计的下基层厚度。

8.根据权利要求1所述的治理公路桥头跳车的施工方法，其特征在于所述刚柔过渡层由钢筋水泥混凝土板和单基层构成，所述钢筋水泥混凝土板位于单基层与路基之间、厚度不小于18cm。

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