云鳳華
(中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司,遼寧 遼陽 111000 )
我國近些年鐵路建設(shè)飛速發(fā)展,高速鐵路建設(shè)進(jìn)入了快車道,而鐵路的路橋建設(shè)必須本著安全、可靠為前提。它要求鐵路系統(tǒng)具有高品質(zhì)和高可靠性。鐵路的穩(wěn)定與平順是不可或缺的。一般我們在路基與橋梁連接處,由于剛度差別大,會增加列車與線路的振動,影響線路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,甚至危及行車安全。在路基與橋梁之間設(shè)置一定長度的過渡段,可減少路基與橋梁之間的沉降差,達(dá)到降低振動,減緩線路結(jié)構(gòu)的變形的效果,保證列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行。
路橋過渡段受到高速運(yùn)行車輛動荷載的作用時(shí),在橋頭處往往會出現(xiàn)振動較大的跳車現(xiàn)象,這種現(xiàn)象在鐵路或高速公路的路橋過渡區(qū)段都有可能出現(xiàn)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾個(gè)方面:
1.1 地基條件原因
在軟土地基上,路橋過渡段的路和橋的工后沉降量是不同的,因此在路橋過渡處必然有沉降差。地基土的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)不同,所產(chǎn)生的沉降和沉降達(dá)到穩(wěn)定所需要的時(shí)間也不同。所以,地基工后沉降是地基造成橋頭跳車的成因。
1.2 橋臺后路堤填料的原因
橋臺后路堤填料一般全是填土。由于施工的原因,往往作業(yè)面相對狹小,碾壓質(zhì)量不易控制,其壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。路橋過渡處常會產(chǎn)生細(xì)小的伸縮裂縫,經(jīng)過地表水或雨水的滲透后,會使路基填土出現(xiàn)病害,強(qiáng)度降低,產(chǎn)生沉降?;蛴捎谒臐B透流動帶走填料中的細(xì)顆粒土,使得路橋過渡處出現(xiàn)沉降變形。
1.3 設(shè)計(jì)及施工原因
設(shè)計(jì)時(shí)對路橋過渡區(qū)段的施工碾壓過程考慮不周,對填料的要求不嚴(yán)格,橋臺后的排水設(shè)計(jì)考慮不周,都將影響其施工質(zhì)量。施工時(shí)對工期或工序安排不當(dāng),不能夠很好地控制填土壓實(shí)質(zhì)量,使得填土本身出現(xiàn)沉降變形。
2.1 橋頭設(shè)搭板和枕梁
上置式鋼筋混凝土搭板是搭板立面布置的基本形式。它一端支撐在橋臺上,另一端簡支于枕梁上。搭板既可水平放置,也可傾斜放置。板厚可均勻,也可漸變。搭板的設(shè)計(jì)按簡支板進(jìn)行,枕梁按彈性地基梁計(jì)算。搭板的長度一般都小于10m,以5~6m最多,個(gè)別情況可達(dá)15m。
2.2 過渡段施工設(shè)備、配料配置
將級配粗粒料(如碎石、砂礫石、水泥石灰穩(wěn)定砂石土、低等級混凝土等)用于路橋過渡段的填筑,無論是鐵路系統(tǒng)還是公路系統(tǒng),都是一種最常用的減小路橋間沉降差的處理方法。
表1 過渡段施工設(shè)備配置表
2.3 施工過程控制
首先根據(jù)攤鋪面積計(jì)算過渡料、包邊土及橋臺錐坡填料的填筑用量,并用白石灰分格。過渡料與橋臺錐坡填料在級配料站拌和,采用自卸汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場;包邊土采用自卸汽車從已檢驗(yàn)合格的取土場運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。
2.4 過渡段實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及分析
在過渡段施工前,對原地面及橋臺基坑回填級配碎石壓實(shí)指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場檢測,數(shù)據(jù)如下表:
表2 回填級配碎石壓實(shí)指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)表
根據(jù)上表可知,原地面及橋臺基坑回填級配碎石壓實(shí)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,可進(jìn)行下一步的過渡段的施工。
3.1 使用加筋土路基結(jié)構(gòu)來處理橋臺跳車是能大大減小橋背路基的沉降,二是能將橋背土路基與橋臺交界處的臺階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降。一般認(rèn)為,只要是連續(xù)性斜坡式沉降,且總沉降在4-5cm之內(nèi),就能消除跳車現(xiàn)象。東、西兩橋臺處理跳車的工程費(fèi)用基本相同。經(jīng)過觀測路基表面沉降,未加土工網(wǎng)的東臺中線沉降1.9cm,最大沉降為8.3cm,且呈臺階式跳躍變化。西臺橋背填土中鋪加土工網(wǎng)后,中線沉降為0.2cm,最大沉降為0.4cm。由此不難看出,土工網(wǎng)不僅能減小總沉降,而且能使其沉降呈線性連續(xù)變化。
表3 橋背路基填土的基本物理性質(zhì)
3.2 橋頭路面結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
從理論上講,單純的路基沉降都可以通過施工方法和施工管理的改進(jìn),以及出現(xiàn)沉降后的路面養(yǎng)護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)等措施逐漸消除,但實(shí)際效果并不理想。因此,還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上去尋找原因,并采取必要的措施加以改進(jìn)。
4.1 施工工藝
通過試驗(yàn)段土方填筑的施工,依據(jù)現(xiàn)場檢驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)得出:
4.1.1 最合適松鋪厚度為35cm,松鋪系數(shù)為1.25;
4.1.2 最佳機(jī)械組合為:2臺壓路機(jī)、10臺20m3運(yùn)輸車、2臺推土機(jī)、1臺平地機(jī);
4.1.3 最適宜的碾壓遍數(shù):
靜壓1遍,弱振1遍,強(qiáng)振4遍,弱振1遍,靜壓1遍收面,壓實(shí)系數(shù)≥ 0.95,K30≥ 150Mpa、EVD ≥ 50Mpa、EV2≥80Mpa??梢詽M足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。
樹立“百年大計(jì),質(zhì)量第一”的思想,貫徹執(zhí)行IS09000系列標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對施工過程的控制和記錄。從料源開始嚴(yán)格控制填料,保證填料質(zhì)量,杜絕不合填料進(jìn)場。加強(qiáng)料源填料的檢測頻率,控制填料的穩(wěn)定性。明確人員的職責(zé)與分工,保證現(xiàn)場管理到位。根據(jù)《鐵路建設(shè)項(xiàng)目施工作業(yè)指導(dǎo)書編制暫行辦法》,編制路基試驗(yàn)段工藝試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書,下發(fā)到作業(yè)班組,組織參與試驗(yàn)段施工人員學(xué)習(xí)領(lǐng)會,指導(dǎo)現(xiàn)場施工。
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