CN211973067U - 一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及道路工程技术领域，特指一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，包括普通路面结构、桥头搭板、级配碎石垫层、防水结构、台背特别填筑区、桥梁结构与路基，普通路面结构包括沥青混凝土面层、半刚性基层与半刚性底基层，半刚性基层铺于半刚性底基层上，沥青混凝土面层铺于半刚性基层上，桥头搭板设于半刚性底基层的下方，桥头搭板的一端延伸至路基内，桥头搭板的另一端放置于桥梁结构上，桥头搭板的底面上设有多个应力传感器，级配碎石垫层设于桥头搭板的下方，级配碎石垫层的顶部间隔设有多个枕梁，防水结构设于级配碎石垫层的下方，台背特别填筑区设于防水结构的下方。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路工程技术领域，特指一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构。
背景技术
随着国家高速公路网络的不断完善和持续纵深发展，桥梁在高速公路建设中扮演着越来越重要的角色并占有相当大的比例。由于台背路堤和桥梁在结构刚度和形式上的差异，导致其在施工和运营期间沉降速度不同也就是不均匀沉降，当差异沉降达到一定值后，桥台与台背路堤会出现明显的错位，如图2所示。此时当行驶车辆经过相对的错位处时便会发生车辆的跳跃，这就是桥头跳车现象。桥头跳车病害的出现，使得车辆行驶通过桥梁到路基顶面过渡区域时，会对桥梁结构和路堤造成了额外的动力冲击作用，加速了路基、桥梁墩台、桥梁附属结构和桥梁伸缩缝等的破坏。迄今为止，尚未找到彻底解决桥头病害的施工工艺工法，显然桥头跳车病害已成为制约我国公路工程可持续健康发展的突出问题之一。
鉴于此，为有效缓解和控制路桥过渡段跳车病害问题，提高道路工程的安全性能和服务水平，降低道路桥梁工程养护维修成本，目前亟待发明一种显著改善车辆在行驶至路桥过渡段跳车现象，降低车辆振动荷载对桥梁墩台、桥梁附属结构、桥梁伸缩缝等结构动力冲击破坏的道路桥梁衔接过渡路面结构。
实用新型内容
本实用新型为解决现有道路工程路桥过渡段跳车现象严重、环境适应能力差、修复工艺复杂的缺点，目的在于提供一种经济适用性好、自动化程度高、施工工艺简单，能够彻底解决桥头跳车病害问题的道路桥梁衔接过渡结构。
为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：
一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，包括普通路面结构、桥头搭板、级配碎石垫层、防水结构、台背特别填筑区、桥梁结构与路基，普通路面结构包括沥青混凝土面层、半刚性基层与半刚性底基层，半刚性基层铺于半刚性底基层上，沥青混凝土面层铺于半刚性基层上，桥头搭板设于半刚性底基层底部，桥头搭板的一端延伸至路基内，桥头搭板的另一端放置于桥梁结构上，桥头搭板的底面上设有多个应力传感器，级配碎石垫层设于桥头搭板底部，级配碎石垫层的顶部间隔设有多个枕梁，防水结构设于级配碎石垫层底部，台背特别填筑区设于防水结构底部。
进一步而言，所述枕梁采用120mm×150mm横截面为方形的C30预制钢筋混凝土，且枕梁的两端各伸出桥头搭板(4)300mm，相邻两个枕梁之间的间距为2-3米。
进一步而言，所述枕梁内设有注浆管道。
进一步而言，所述级配碎石垫层采用37.5～19mm、19～9.5mm、9.5～4.5mm及4.5mm以上的石屑组配而成，其针片状含量小于15％，压碎值不超过20％，厚度为15-30cm。
进一步而言，所述应力传感器横向布设间距为1-1.5m，纵向布设间距为2-3米。
进一步而言，所述桥梁结构包括搭板支座、牛腿与桥台，牛腿设于桥台顶部，搭板支座设于牛腿左侧位置上，桥头搭板的一端延伸到路基内，桥头搭板的另一端放置于搭板支座上。
进一步而言，所述桥台的右侧设有锥坡，牛腿右侧位置上设有梁板，梁板与牛腿之间设有伸缩缝。
进一步而言，所述防水结构包括防水层、横向排水管与土工反滤布，土工反滤布设于级配碎石垫层底部，土工反滤布由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料构成，宽度为4-6米，长度为30-50米，施工连接处搭接设置，并设置固定装置防止其发生偏移，横向排水管设置于土工反滤布和防水层中间，垂直于行车方向间隔设置，间距一般为20-40米，管径为60-100mm，横向排水管周围设置20-40mm单一粒径碎石支撑，防水层由2cm水泥砂浆与防渗乳化沥青涂层构成。
进一步而言，所述台背特别填筑区与路基之间设有坡率为1:1的换填土边缘线，。
本实用新型有益效果：
1)显著降低台背填土与桥台的沉降差，本实用新型采用级配碎石垫层加钢筋混凝土枕梁复合台背处理工艺，显著提高了台背填土的承载力，可有效降低路桥过渡段的不均匀沉降现象，并将其控制在一个较低的水平，对缓解桥头跳车病害具有重要意义；
2)降低行车荷载和结构重量对搭板的损害，将搭板设置于沥青路面底基层下方，较传统工艺相比增加了搭板的埋置深度，可有效降低搭板内部的应力分布，避免搭板断裂，现有的搭板设计理论中，搭板通常是以小挠度的弹性薄板来处理，抗压强度较大，但是抗弯拉性能较差，脱空一旦发生，板角处由于基础无支撑而产生应力集中，进一步加快了搭板的断裂；
3)可有效避免雨水通过伸缩缝进入路基内部，进而对搭板底部筑路材料的侵蚀，形成搭板脱空现象，在车辆荷载和泵吸作用下往往发生严重的唧泥现象，本实用新型在级配碎石垫层底部设置了土工织布、横向排水管和防水层，可有效避免水分进入路基内部，降低路基承载力；
4)快速修复搭板底部脱空病害，当搭板底部筑路材料和路基产生的塑性变形或其他原因导致的搭板底部脱空病害时，应力传感器的测量值不断减小并发出预警，施工人员可根据需要打开枕梁中埋设的注浆管道，直接将浆液灌注到搭板下方，并可根据各应力传感器的测量结构判断灌浆效果，可有效避免传统注浆过程中在搭板上布孔对结构的破坏和损伤。
附图说明
图1是道路桥梁衔接过渡结构布置图；
图2是桥头二次跳车病害原理示意图；
图3为搭板底部枕梁和应力传感器布置图。
1.沥青混凝土面层；2.半刚性基层；3.半刚性底基层；4.桥头搭板；5.注浆管道；6.枕梁；7.级配碎石垫层；8.应力传感器；9.搭板支座；10.防水层；11.横向排水管；12.土工反滤布；13.牛腿；14.桥台；15.台背特别填筑区；16.换填土边缘线；17.锥坡；18.梁板；19.伸缩缝；20.路基。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。
如图1至图3所示，本实用新型所述一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，包括普通路面结构、桥头搭板4、级配碎石垫层7、防水结构、台背特别填筑区15、桥梁结构与路基20，普通路面结构包括沥青混凝土面层1、半刚性基层2与半刚性底基层3，半刚性基层2铺于半刚性底基层3上，沥青混凝土面层1铺于半刚性基层2上，桥头搭板4设于半刚性底基层3底部，桥头搭板4的一端延伸至路基20内，桥头搭板4的另一端放置于桥梁结构上，桥头搭板4的底面上设有多个应力传感器8，级配碎石垫层7设于桥头搭板4底部，级配碎石垫层7的顶部间隔设有多个枕梁6，防水结构设于级配碎石垫层7底部，台背特别填筑区15设于防水结构底部。
实际应用中，所述的半刚性基层2和半刚性底基层3为水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰稳定类或水泥粉煤灰稳定类等无机结合料稳定类材料，厚度和材料组成与正常道路端路面结构保持一致。
实际应用中，所述的沥青混凝土层1可以从路基20段向桥面铺装层连续摊铺，大大简化了施工工艺和流程，提高了路面的施工的连续性，减少沥青层接缝，可有效避免水分侵入路面结构层导致的水损害问题。
更具体而言，所述枕梁6采用120mm×150mm横截面为方形的C30预制钢筋混凝土，且枕梁6的两端各伸出桥头搭板4 300mm，相邻两个枕梁6之间的间距为2-3米。可以将车辆荷载和结构层重量更好的扩散开，并有效增加结构刚度，避免搭板断裂病害的发生，并且可以防止横向不均匀沉降导致的搭板倾斜。
更具体而言，所述枕梁6内设有注浆管道5。当应力传感器8检测结果显示桥头搭板4底部存在脱口现象时，可通过注浆通道向桥头搭板4底部注浆，及时快速填补桥头搭板4与级配碎石垫层7之间的空隙，避免桥头搭板4脱空所导致的应力集中现象，防止桥头搭板4断裂。
更具体而言，所述级配碎石垫层7采用37.5～19mm、19～9.5mm、9.5～4.5mm及4.5mm以上的石屑组配而成，其针片状含量小于15％，压碎值不超过20％，厚度为15-30cm。
更具体而言，所述应力传感器8横向布设间距为1-1.5m，纵向布设间距为2-3米。应力传感器8用于测量桥头搭板4与级配碎石垫层7的接触情况，当应力值小于设定阈值时，说明搭板底部即将或者可能出现脱空现象。
更具体而言，所述桥梁结构包括搭板支座9、牛腿13与桥台14，牛腿13设于桥台14顶部，搭板支座9设于牛腿13左侧位置上，桥头搭板4的一端延伸到路基20内，桥头搭板4的另一端放置于搭板支座9上。
更具体而言，所述桥台14的右侧设有锥坡17，牛腿13右侧位置上设有梁板18，梁板18与牛腿13之间设有伸缩缝19。
更具体而言，所述防水结构包括防水层10、横向排水管11与土工反滤布12，土工反滤布12设于级配碎石垫层7底部，土工反滤布12由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料构成，宽度为4-6米，长度为30-50米，施工连接处搭接设置，并设置固定装置防止其发生偏移，可有效避免上部结构层中的细集料和土颗粒等随着水流进入下部结构，堵塞横向排水管。横向排水管11设置于土工反滤布12和防水层10中间，垂直于行车方向间隔设置，间距一般为20-40米，管径为60-100mm，应根据当地降水量论证选择，排水管周围设置20-40mm单一粒径碎石支撑。排水管周围设置20-40mm单一粒径碎石支撑，防水层10由2cm水泥砂浆与防渗乳化沥青涂层构成。可有效防止水分继续下渗进入路基内部，避免造成路基软化承载力下降。
实际应用中，所述的防水结构在雨水等通过路面的缝隙进入道路结构内部时，可有效拦截水分并快速将其排除路基20。
更具体而言，所述台背特别填筑区15与路基20之间设有换填土边缘线16。
实际应用中，所述的换填土边缘线16坡率为1:1，台背特别填筑区15采用应优先选用渗水性良好的填料，分层碾压密实，压实度不小于94％。必要时可设置土工格栅加固。
本实用新型的工作过程为：
车辆在通过路桥过渡结构时，车辆荷载首先传递到普通路面结构(沥青混凝土面层1、半刚性基层2与半刚性底基层3)，在到达桥头搭板4深度时横向拉应力较小，主要为竖向压应力，这与桥头搭板4的钢筋混凝土结构受力特性也是相符的，而且本实用新型还设置了级配碎石垫层7和枕梁6，有效改善了桥头搭板4底部的应力分布情况，可有效避免桥头搭板4断裂的现象，在发生桥头搭板4脱空病害时，道路工程养护人员可根据桥头搭板4底部设置的应力传感器8及时判断底部的脱空区域和面积，并可通过预留在枕梁6中的注浆管道5向脱空区域注浆。级配碎石垫层7下方设置的土工反滤布12、横向排水管11和防水层10可快速排出路基20侵入的雨水，保持路基20含水率和承载力，防止发生不均匀沉降。
综上，本实用新型可以实现桥头跳车病害事前预防、事中治理、事后检验全生命周期防治，具有显著的技术优势。
以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：包括普通路面结构、桥头搭板(4)、级配碎石垫层(7)、防水结构、台背特别填筑区(15)、桥梁结构与路基(20)，所述普通路面结构包括沥青混凝土面层(1)、半刚性基层(2)与半刚性底基层(3)，所述半刚性基层(2)铺于半刚性底基层(3)上，所述沥青混凝土面层(1)铺于半刚性基层(2)上，所述桥头搭板(4)设于半刚性底基层(3)底部，所述桥头搭板(4)的一端延伸至路基(20)内，所述桥头搭板(4)的另一端放置于桥梁结构上，所述桥头搭板(4)的底面上设有多个应力传感器(8)，所述级配碎石垫层(7)设于桥头搭板(4)底部，所述级配碎石垫层(7)的顶部间隔设有多个枕梁(6)，所述防水结构设于级配碎石垫层(7)底部，所述台背特别填筑区(15)设于防水结构底部。
2.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述枕梁(6)采用120mm×150mm横截面为方形的C30预制钢筋混凝土，且枕梁(6)的两端各伸出桥头搭板(4)300mm，相邻两个枕梁(6)之间的间距为2-3米。
3.根据权利要求2所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述枕梁(6)内设有注浆管道(5)。
4.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述级配碎石垫层(7)采用37.5～19mm、19～9.5mm、9.5～4.5mm及4.5mm以上的石屑组配而成，其针片状含量小于15％，压碎值不超过20％，厚度为15-30cm。
5.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述应力传感器(8)横向布设间距为1-1.5m，纵向布设间距为2-3米。
6.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述桥梁结构包括搭板支座(9)、牛腿(13)与桥台(14)，所述牛腿(13)设于桥台(14)顶部，所述搭板支座(9)设于牛腿(13)左侧位置上，所述桥头搭板(4)的一端延伸到路基(20)内，所述桥头搭板(4)的另一端放置于搭板支座(9)上。
7.根据权利要求6所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述桥台(14)的右侧设有锥坡(17)，所述牛腿(13)右侧位置上设有梁板(18)，所述梁板(18)与牛腿(13)之间设有伸缩缝(19)。
8.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述防水结构包括防水层(10)、横向排水管(11)与土工反滤布(12)，所述土工反滤布(12)设于级配碎石垫层(7)底部，所述土工反滤布(12)由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料构成，宽度为4-6米，长度为30-50米，施工连接处搭接设置，并设置固定装置防止其发生偏移，所述横向排水管(11)设置于土工反滤布(12)和防水层(10)中间，垂直于行车方向间隔设置，间距一般为20-40米，管径为60-100mm，横向排水管周围设置20-40mm单一粒径碎石支撑，所述防水层(10)由2cm水泥砂浆与防渗乳化沥青涂层构成。
9.根据权利要求1所述的一种防治桥头跳车的道路桥梁衔接过渡结构，其特征在于：所述台背特别填筑区(15)与路基(20)之间设有坡率为1:1的换填土边缘线(16)。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112442943A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-05 | 河南省第一公路工程有限公司 | 一种防止桥头跳车的路桥伸缩结构 |
| CN112458883A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-09 | 中电建路桥集团有限公司 | 公路软土路基与桥涵构造物的衔接段结构及施工方法 |
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