浅析柔性搭板技术在路桥工程中的设计与应用

浅析柔性搭板技术在路桥工程中的设计与应用

普洱公路规划勘察设计院有限公司云南普洱665000

摘要:当前路桥过渡段的处理通常采用钢筋混凝土搭板,搭板下方设置垫层与远端控制枕梁等方式,以解决桥头跳车等公路安全问题。但实际应用成效来看并未起到应有的效果,产生跳车的原因,主要因为路、桥的刚度结构不同而在荷载作用下产生沉降化的差异。近年来对柔性搭板技术的研究相对已有了大幅度的上升,其实际应用中可有效减少路桥过渡段在荷载作用下产生的不均匀沉降,消除路堤与桥台的承接处沥青混凝土路面的凸起或龟裂下陷。对柔性搭板技术的不断优化,从根本上提高交通安全率与行车舒适性。

关键词:路桥工程;柔性搭板技术;设计应用

柔性搭板技术可有效的提升道路桥梁的安全、稳定性,使其更安全、稳定地为人们服务。本文首先对柔性搭板技术的工作机理进行分析,其次关于柔性搭板的布置方式进行一定的总结,然后对柔性搭板技术的设计参数做相关表述,最后对实际工程中的施工工艺与注意事项做重点阐述。本文旨在引起行业内专业人士对于柔性搭板技术应用于路桥工程中的持续关注与深入研究,以提升公路桥梁建设的综合水平,尤其是偏远地区,切实保障公路桥梁建设的工程质量。

一、柔性搭板技术工作机理分析

实际工程中,柔性搭板技术主要以土工格室作为加筋材料,能够分散台后填料的应力,可有效消减填料的压缩变形以及限制填料侧向的位移,同时增加了台后填料的抗拉、抗剪切强度[1]。通过对土工格室布置形式的精确设计,逐层消减行车荷载与固结应力,以达到有效降低桥梁、台后填料的沉降差异化的目的。土工格室复合体模量与填料模量之间的线性关系通常是正比呈现,所以,在实际工作中进行填筑材料的选取时,最好选取模量较大的填筑材料。

二、柔性搭板的布置形式

科学合理的布置,不仅仅能够节约材料,还可高效利用格室限制填料的侧向形变。基于分层铺设的结构形式,最大限度的选取上长下短的楔形柔性搭板布置,建议顶层长度在10~12m,底层长度在4m以上。对路桥过渡段中的加固体进行拓扑优化是柔性搭板布置的重要环节之一,在所加固范围内,由下而上,倾斜比例达到1:1的加固体楔形布置是较为理想的形式。此布置形式有利于路桥过渡段中结构模型的简化。此外,柔性搭板不仅仅可以控制侧面形态,还可对路堤桥台的安全性起到一定的保障,在很大程度上可缓解路堤的压力,降低路基负荷,继而减小由荷载过大而引起的地基变形。另一方面,土工格室变形后,台后填料在荷载压力下会产生相应的网兜支撑效应,公路在投入实际运营中,汽车荷载对路面的作用力是以持续性的增大,网兜支撑效应可有效分散汽车荷载作用力,从而均匀的分布荷载。基于建设工程的整体经济性,柔性搭板的布置形式应遵循路桥过渡段设计的科学合理性,保证实际投入后有较稳定的耐久持久性与行车舒适度。

三、柔性搭板技术设计参数分析

(一)摊铺的长度、宽度

若路桥过渡段处治长度教长,那么经济投入、技术难度即越发增大。据对各省市高速公路调查报告显示,桥台台背大概10m长度范围内通常是路桥过渡段产生沉降不均匀的主要部位,因此选择10~12m为最佳过渡段处治长度,建议实际摊铺长度大约为10~12m,而其摊铺宽度与路基宽度一致。

(二)布设间距的计算

相较于摊铺的长宽计算,布设间距则更为复杂。具体分为以下几步:(1)假设一定环境下柔性搭板的下部土体发生变化,此时柔性搭板受到自重荷载力的作用只有上部土。(2)基于第一点,柔性搭板在竖向已产生相对明显的位移,但垂直相对来说不受影响,总体变动数值小于1。(3)正常工况下,柔性搭板具有一定弹性。(4)前提条件已就绪,即可进行布设间距的计算,对施工过程的简化、搭板受力强化产生一定促进积极的作用。(5)施工人员,需先对柔性搭板的一侧做好固定,再将柔性搭板插入土中,以平衡受力值。当搭板受到外部作用力时,会自然产生弯曲状态,形成曲线形态。(6)锚固长度的确定,应在正常使用状态下,柔性搭板处于线性弹性状态,按照锚固终端处沿路线前进方向变形量为0,而计算出单位宽度土工格室的拉力值,继而得出锚固长度。最后布设间距的确定,根据柔性搭板上部荷载为填料的压实湿重度,可计算出各层间的布设间距。

四、施工工艺分析

柔性搭板具体施工工艺流程分为:土工格室材料的检测验收—地面整平压实—安装土工格室—安装台背固定件—张拉铺设土工格室—用装载机或汽车填料—推土机进行初步填料—人工挂线整体填料—压路机进行初步碾压测验—完工测验。

具体施工方法分为:(1)路面平铺并振压。实施中主要通过对台背的压力,使其达到一定标准的平整,同时振压使其达到一定的密度与稳固性。施工过程中,进行振压施工的前提必须在桥台周围建立高于路基填土的标高设计,避免格室过高而被固定在桥台后。在标高的设计中,若未达到标高标准时可进行填土增高,确保不影响土工格室。(2)固定件的安装,此过程对柔性搭板产生的实际效果具有十分明显的影响。固定件安装前,需对各个部位参数进行精准的计算、定位,完善描点与安装。(3)张拉铺设。土工格室铺设之前需做好张拉,根据不同的规格尺寸做好配置优化,再用钢钎等等做好张拉与固定。此流程必须有专人同步监督,避免发生工作失误,影响后续一系列工作。

五、施工过程中需注意事项

柔性搭板的质量品控、耐久性的设计应综合分析、考量工程的特点,施工质量可直接影响柔性搭板的工作效用[2]。因此设计时应在图纸中详细标注柔性搭板的施工注意事项,以及检查验收标准的备注:(1)土工格室材料在进场前必须进行一定的抽查,各项参数指标达到标准要求后方可开展实际工作。(2)土工格室铺设之前,对路面平整度进行测量,其必须达到完全符合标准范围内方可进行后续工作。(3)土工格室铺设必须用人工进行,使格室尽可能的铺张,充分发挥其抗拉程度。(4)在土工格室内进行填料时,必须先让人工填筑后再铺设20~30公分厚度的土,其必须保证密度均匀,可有效承受重型施工机器的碾压。(5)对每一层的填料压实度严格检验,达标后再施工上层。对每一阶段加强其监督控制力度,保证柔性搭板的施工质量符合工程标准甚至超出预期。

结语

作为路桥工程相关专业人员及设计人员,应当基于更高层次发展、创新的理念对路桥工程的设计方法、施工工艺进行不断的钻研、试验,以更为经济化、安全性、稳定性为发展导向,全面提高施工效率、质量以及整个行业标准。此技术的实际应用,一方面可有效提高工程的设计水平,减少工程后期的维护成本,一方面可促进路桥建设行业提高质量标准、保证行业的健康、快速发展。因此,无论是施工单位还是工程设计单位,均应主动对柔性搭板技术进行不断深入的研究与潜在问题的挖掘。

参考文献:

[1]左连华,王建,韩兵.浅谈柔性搭板技术在路桥工程中的设计与应用[J].科学技术创新,2019(05):125-126.

[2]范永.路桥工程设计中柔性搭板技术的应用[J].智能城市,2017,3(04):102.

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