CN111945510B - 一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置，包括路基、位于桥跨端部的桥台台背牛腿、道路搭板、过渡搭板、桥头搭板、合页装置、两排弹塑性轨道支座，两排所述弹塑性轨道支座埋设在路基的顶部，所述道路搭板、过渡搭板、桥头搭板通过合页装置依次铰接，所述道路搭板远离过渡搭板的一端设置在路基上，所述桥头搭板远离过渡搭板的一端设置在桥台台背牛腿上。本装置能针对不同公路等级和设计速度预留路基的起拱高度，从而有效降低桥台台后路面与桥头的相对沉降量，可在很大程度上预防桥头跳车的发生；而且当桥头跳车发生之后，通过简单的自调节弹塑性轨道支座、更换搭板、养护处理等措施解决跳车问题。

Description

一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置

技术领域

本发明涉及基建技术领域，具体为一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置。

背景技术

桥头跳车现象是指由于公路桥头及伸缩缝(桥头引道)处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现错台引起车辆通过时产生跳跃的现象。桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素，桥头跳车问题也一直是困扰公路工程、市政工程技术人员的难题之一。

《公路路基设计规范》中要求：桥台与路基相邻处的公路路基工后容许沉降在10～20cm不等。由于桥梁与路基、路面的组成材料其刚度、强度等存在差异，加之该处施工经常存在一定的问题，路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为10～30cm，有的甚至超过60cm)，已经严重影响了道路的使用性能和行车安全性。

桥头跳车中，由于差异沉降的存在，车辆冲击经常会出现桥头与路面接触位置的局部破坏严重。

引起桥头跳车的主要原因有差异沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等，其直接原因是柔性道路与刚性结构物之间的连接处因刚度不同发生差异沉降，产生错台所致。

但是目前诸多土体固结的方法，都存在破坏原有道路结构，以及产生固体污染物等问题。另外针对不同路基沉降量如何控制加固效果，从而更有针对性地预防和解决跳车问题、达到舒适行车的目标是值得进一步探讨的问题；另外出现跳车之后如何治理，也没有涉及相关的内容。

桥头跳车的形成是一个过程性的行为，所以如果从预防到治理整个过程对其进行控制，将会产生意想不到的结果。填土土质不同、填土高度不同，产生的沉降都有差别，但是针对某种土质的填土及某一填土高度，可以预测沉降的范围，规范给出了公路路基容许工后沉降值，可以作为参考的数据；另外我国路基沉降控制标准的制定逐渐由安全性控制标准向舒适性控制标准的方向发展，《人体承受全身振动的评价指南》(ISO2631-2:2003)提出以人体振动舒适性为指标的控制标准，充分考虑了行车速度等因素，因此针对不同的设计速度控制差异沉降量也是必须考虑的因素。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置，可以做到在环保无污染、可回收利用，针对不同公路等级、设计速度确定填土高度，既能有针对性地预防桥头跳车问题的出现，又能在桥头跳车问题出现之后，通过简单的调整或者安装操作来解决跳车的问题，另外还能实现不同设计速度下人体振动舒适性的要求。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法，具体步骤如下：

步骤一：搭板宽度与路面同宽；搭板范围内，按预留起拱高度填筑路基，起拱高度根据路面等级预留13～28cm，路基表面与搭板底部均匀贴合，保证在搭板装置作用下搭板下覆路基土产生均匀沉降；

步骤二：路基端部预留出一定空间，用于道路搭板的搁置，并调整道路搭板端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝；桥台台背牛腿端部预留出一定空间，用于桥头搭板的搁置，并调整桥头搭板端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝；

步骤三：在道路搭板的端部、桥头搭板的端部对应的路基上横向开设两条用于埋设弹塑性轨道支座的凹槽，并在凹槽内横向等间距装入若干弹塑性轨道支座；

步骤四：道路搭板另一端与通过合页装置与过渡搭板铰接；过渡搭板的另一端与桥头搭板也用合页装置铰接，道路搭板与过渡搭板的铰接端、桥头搭板、过渡搭板的铰接端分别作用在两排弹塑性轨道支座上，合页装置与弹塑性轨道支座固定连接。

优选的，高速公路的路基预留起拱高度为13cm，一级公路的预留起拱高度为14cm，二级公路的预留起拱高度为26cm，三级公路的预留起拱高度为28cm；施工时自预留起拱高度向路基及桥头方向按设计纵坡过渡。

一种桥头跳车的自适应环保防治装置，包括路基、位于桥跨端部的桥台台背牛腿、道路搭板、过渡搭板、桥头搭板、合页装置、两排弹塑性轨道支座，两排所述弹塑性轨道支座埋设在路基的顶部，所述道路搭板、过渡搭板、桥头搭板通过合页装置依次铰接，所述道路搭板远离过渡搭板的一端设置在路基上，所述桥头搭板远离过渡搭板的一端设置在桥台台背牛腿上。

优选的，所述弹塑性轨道支座包括弹簧、钢筋混凝土枕梁、若干活塞和橡胶垫板，水平压板以及弹簧变形轨道，所述水平压板设置在钢筋混凝土枕梁的两侧，两个所述水平压板的内侧横向对称设置弹簧变形轨道，所述弹簧变形轨道滑动适配有滑块，所述弹簧位于滑块与水平压板之间，所述橡胶垫板的底部中间铰接有两根连杆，两根连杆的另一端与两个弹簧变形轨道内的滑块铰接，所述活塞设置在橡胶垫板的顶部，所述活塞的顶部与合页装置相连，所述钢筋混凝土枕梁与路基相连。

优选的，所述道路搭板、合页装置、过渡搭板、桥头搭板均采用钢结构，使用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级。

优选的，所述弹簧、弹簧变形轨道均采用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级，采用钢材应等于或优于道路搭板、合页装置、过渡搭板、桥头搭板所用钢材。

(三)有益效果

本发明提供了一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置。具备以下有益效果：

1、该桥头跳车的自适应环保防治施工方法及其装置，本装置能针对不同公路等级和设计速度预留路基的起拱高度，从而有效降低桥台台后路面与桥头的相对沉降量，可在很大程度上预防桥头跳车的发生；而且当桥头跳车发生之后，通过简单的自调节弹塑性轨道支座、更换搭板、养护处理等措施解决跳车问题，一定程度上降低了桥头跳车引起的道路破坏养护工作频率。

附图说明

图1为本发明的消除桥头跳车的可更换自适应桥头搭板装置结构示意图；

图2为本发明的弹塑性轨道支座的主视图；

图3为本发明的弹塑性轨道支座的俯视图。

图中：1路基、2道路搭板、3弹塑性轨道支座、4合页装置、5过渡搭板、6桥头搭板、7桥台台背牛腿、8桥跨、9原始地面线、10桥台台身、11桩基、12预留起拱高度、13桥头填土高度、14弹簧、15钢筋混凝土枕梁、16活塞、17橡胶垫板、18水平压板、19水平压缩轨道。

具体实施方式

本发明实施例提供一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法，如图1-3所示，具体步骤如下：

步骤一：道路搭板2、过渡搭板5、桥头搭板6的宽度与路面同宽；搭板范围内，按预留起拱高度填筑路基1，起拱高度根据路面等级预留13～28cm，高速公路的路基预留起拱高度为13cm，一级公路的预留起拱高度为14cm，二级公路的预留起拱高度为26cm，三级公路的预留起拱高度为28cm；施工时自预留起拱高度向路基1及桥头方向按设计纵坡过渡。路基1表面与各搭板底部均匀贴合，保证在搭板装置作用下搭板下覆路基土产生均匀沉降；

步骤二：路基1端部预留出一定空间，用于道路搭板2的搁置，并调整道路搭板2端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝；桥台台背牛腿7端部预留出一定空间，用于桥头搭板6的搁置，并调整桥头搭板6端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝，经过桥台台背牛腿7与桥跨8顺势相连，中间留有变形缝。桥台台背牛腿7下部与桥台台身10相接，并通过桩基11与地基相连。道路搭板2、过渡搭板5和桥头搭板6直接放置在预留起拱高度12的路基上，预留起拱高度12是从原始地面线9向上填筑桥头填土高度13至设计标高之后再填筑的路基1高度；

步骤三：在道路搭板2的端部、桥头搭板6的端部对应的路基1上横向开设两条用于埋设弹塑性轨道支座3的凹槽，并在凹槽内横向等间距装入若干弹塑性轨道支座3；

步骤四：道路搭板2另一端与通过合页装置4与过渡搭板5铰接；过渡搭板5的另一端与桥头搭板6也用合页装置4铰接，道路搭板2与过渡搭板5的铰接端、桥头搭板6、过渡搭板5的铰接端分别作用在两排弹塑性轨道支座3上，合页装置4与弹塑性轨道支座3固定连接。

在长期使用的情况下，预留起拱高度根据工后沉降标准选取最大值结合差异沉降控制标准确定，尽量在保证行车舒适性的情况下防止错台沉降跳车发生；具体选取标准如下表如标准要求发生改变，按新的标准规范取用最大值。

表1-1桥台与路基相邻处预留起拱高度表

一种桥头跳车的自适应环保防治装置，其特征在于：包括路基1、位于桥跨8端部的桥台台背牛腿7、道路搭板2、过渡搭板5、桥头搭板6、合页装置4、两排弹塑性轨道支座3，两排弹塑性轨道支座3埋设在路基1的顶部，弹塑性轨道支座3的排列长度与道路宽度相同，道路搭板2、过渡搭板5、桥头搭板6通过合页装置4依次铰接，道路搭板2远离过渡搭板5的一端设置在路基1上，桥头搭板6远离过渡搭板5的一端设置在桥台台背牛腿7上。

弹塑性轨道支座3包括弹簧14、钢筋混凝土枕梁15、若干活塞16和橡胶垫板17，水平压板18以及弹簧变形轨道19，水平压板18设置在钢筋混凝土枕梁15的两侧，两个水平压板18的内侧横向对称设置弹簧变形轨道19，弹簧变形轨道19滑动适配有滑块，弹簧14位于滑块与水平压板18之间，橡胶垫板17的底部中间铰接有两根连杆，两根连杆的另一端与两个弹簧变形轨道19内的滑块铰接，活塞16设置在橡胶垫板17的顶部，活塞16的顶部与合页装置4相连，钢筋混凝土枕梁15与路基1相连。弹簧14及对应的水平弹簧变形轨道19控制在每米2个以上并且关于道路中线对称布置，弹塑性轨道支座3通过弹簧14水平向压缩实现弹性变形。

活塞16与弹簧14对应分布，通过橡胶垫板17连接到钢筋混凝土枕梁15上和弹簧14上，合页装置4振动冲击荷载通过活塞16缓冲，橡胶垫板17进一步缓解冲击作用；将合页冲击振动荷载转化为竖向变形向下传递，直接降低振动产生的局部破坏。

钢筋混凝土枕梁15长度比道路宽度略大，同时保证弹塑性轨道支座3横向受力均匀分布；两段预留一定长度，便于将来调整高度用。钢筋混凝土枕梁15底部与路基1相连，产生竖向位移，通过路基1压缩变形完成塑性变形；用以模拟路基的塑性变形，防止合页局部刚度过大发生破坏。

道路搭板2、过渡搭板5、和桥头搭板6在平面上边缘均采用锯齿形相互扣锁。合页装置4为现有技术。合页装置4的设计高程比桥台台背高出预留起拱高度12。

道路搭板2、合页装置4、过渡搭板5、桥头搭板6均采用钢结构，使用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级。三块搭板装置采用工厂预制，安装方便快捷，不影响通车，不破坏原有路基路面结构，新建公路和道路养护工程中都可以使用；在路基完成预留起拱高度沉降之后可以回收再利用。三块搭板覆盖在路基1之上，路基1表面摊铺碾压平整，尽量保证与搭板底部均匀贴合。

弹簧14、弹簧变形轨道19均采用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级，采用钢材应等于或优于道路搭板2、合页装置4、过渡搭板5、桥头搭板6所用钢材。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法，具体步骤如下：

步骤一：搭板宽度与路面同宽；搭板范围内，按预留起拱高度填筑路基，起拱高度根据路面等级预留13～28cm，路基表面与搭板底部均匀贴合，保证在搭板装置作用下搭板下覆路基土产生均匀沉降；

步骤二：路基端部预留出一定空间，用于道路搭板的搁置，并调整道路搭板端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝；桥台台背牛腿端部预留出一定空间，用于桥头搭板的搁置，并调整桥头搭板端部表面高度与路面高度保持一致，中间留出伸缩缝；

步骤三：在道路搭板的端部、桥头搭板的端部对应的路基上横向开设两条用于埋设弹塑性轨道支座的凹槽，并在凹槽内横向等间距装入若干弹塑性轨道支座；

步骤四：道路搭板另一端通过合页装置与过渡搭板铰接；过渡搭板的另一端与桥头搭板也用合页装置铰接，道路搭板与过渡搭板的铰接端、桥头搭板、过渡搭板的铰接端分别作用在两排弹塑性轨道支座上，合页装置与弹塑性轨道支座固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种桥头跳车的自适应环保防治施工方法，其特征在于：高速公路的路基预留起拱高度为13cm，一级公路的预留起拱高度为14cm，二级公路的预留起拱高度为26cm，三级公路的预留起拱高度为28cm，施工时自预留起拱高度向路基及桥头方向按设计纵坡过渡。

3.一种桥头跳车的自适应环保防治装置，其特征在于：包括路基(1)、位于桥跨(8)端部的桥台台背牛腿(7)、道路搭板(2)、过渡搭板(5)、桥头搭板(6)、合页装置(4)、两排弹塑性轨道支座(3)，两排所述弹塑性轨道支座(3)埋设在路基(1)的顶部，所述道路搭板(2)、过渡搭板(5)、桥头搭板(6)通过合页装置(4)依次铰接，所述道路搭板(2)远离过渡搭板(5)的一端设置在路基(1)上，所述桥头搭板(6)远离过渡搭板(5) 的一端设置在桥台台背牛腿(7)上；所述弹塑性轨道支座(3)包括弹簧(14)、钢筋混凝土枕梁(15)、若干活塞(16)和橡胶垫板(17)，水平压板(18)以及弹簧变形轨道(19)，所述水平压板(18)设置在钢筋混凝土枕梁(15)的两侧，两个所述水平压板(18)的内侧横向对称设置弹簧变形轨道(19)，所述弹簧变形轨道(19)滑动适配有滑块，所述弹簧(14)位于滑块与水平压板(18)之间，所述橡胶垫板(17)的底部中间铰接有两根连杆，两根连杆的另一端与两个弹簧变形轨道(19)内的滑块铰接，所述活塞(16)设置在橡胶垫板(17)的顶部，所述活塞(16)的顶部与合页装置(4)相连，所述钢筋混凝土枕梁(15)与路基(1)相连。

4.根据权利要求3所述的一种桥头跳车的自适应环保防治装置，其特征在于：所述道路搭板(2)、合页装置(4)、过渡搭板(5)、桥头搭板(6)均采用钢结构，使用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级。

5.根据权利要求3所述的一种桥头跳车的自适应环保防治装置，其特征在于：所述弹簧(14)、弹簧变形轨道(19)均采用钢材为Q345或Q390或Q420，质量等级为B级，采用钢材应等于或优于道路搭板(2)、合页装置(4)、过渡搭板(5)、桥头搭板(6)所用钢材。

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