桥头引道工后沉降控制标准的研究-东南大学学报自然科学版

式( 2)
即是
以
搭板
远离
台
端下
土体容
许工后
沉降量
[
S
xห้องสมุดไป่ตู้r
]
为指标来控制差异沉降的表达式.
式
中的
S
b r
被称为桥台基础的预期工后沉降量.
由式(
2)
可见,
引道土体容许工后沉降量并不是一个常数(
例如常用的 10
cm)
,
而是
与
S
b r
、
[ i] 及 x 均有关系, 其中[ i] 对在设置搭板情况下能否消除桥头跳车现象起着重要作用.
S
x r
-
S
b r
=
ix
( 1)
式中, i 被称 为搭板纵坡变化 值, i
= i ′- i. 以搭板下土体容许 工后沉降量
[ S xr ] 和容许纵坡变化值[ i ] 分别取
代式( 1)
中的
S
x r
和
i , 整理后得
图 1 桥头差异沉降分析计算图式
[
S
x r
]
=
S
b r
+
[
i] x
( 2)
目前, 一般采用以容许工后沉降量为指标来控制引道土体工后沉降量的方法. 日本道路协 会建议[ 1] 连接桥梁的填土路堤中心处铺筑路面后 3 年内的容许剩余沉降量, 希望不超过 10 ～ 30 cm; 我国交通部重庆公路科学研究所在有关研究报告 中指出, 对于高级路面铺后 20 年 内, 邻近人工构造物路段容许工后沉降值定为 10 ～ 20 cm 较为适当. 我国已建和在建高速公 路桥头引道基本上以容许工后沉降量为指标, 控制标准为 10 cm.
一些已建高速公路仍存在桥头跳车现象, 有的还十分严重, 这就促使人们进一步研究防治 桥头跳车措施 和标准. 目前, 主 要是通过 对桥头行 车状况调 查提出 有关控制 标准的建 议. Daniel 等人[ 2] 根据美国、加拿大公路部门和研究所在 20 年间对 800 多个桥头现场调查研究资 料分析后认为, 对于设置长度为 20 至 30 英尺( 6. 1 m 至 9. 1 m ) 的桥头搭板, 引道与桥台沉降 差接近 1 英寸( 2. 54 cm ) 左右时, 不会造成桥头跳车. 文献[ 3] 根据对沪嘉高速公路 9 年的跟踪 调查取得的观察资料研究后, 建议由工后沉降量造成纵坡变化率控制在 0. 2% ～ 0. 3% 之内, 则会避免高速行车时有跳车感觉.
文献[ 4] 的建议, 本文取: 低压缩性饱和粘土时, 1 = 0. 40; 中压缩性饱和粘土时, 1 = 0. 70; 高
压缩性饱和粘土时, 1 = 0. 85.
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东 南 大 学 学 报
第 27 卷
式( 3)
中的基础总沉降量
S
b t
应按照我国现行设计规范规定的分层总和法计算得到. 根据
我国一些公路桥梁基础计算和试验资料的统计分析, 在正常设计和施工条件下的配筋混凝土
关键词 桥头引道; 沉降控制; 工后沉降; 桥头搭板 中图法分类号 U 443. 82
桥头跳车是影响公路正常使用的严重问题, 特别是在高速公路上, 桥头跳车现象不仅破坏 了乘车的舒适性及行车的平顺性, 而且使车辆无法快速过桥, 从而达不到高速公路“快速、安 全、舒适”的目的.
桥头跳车现象主要是由桥台基础与桥梁引道之间工后沉降差过大造成的. 为了尽量缓解 乃至完全避免桥头跳车现象的发生, 在实际工程中采用了加固路基、选择合适的路堤填料及夯 实 标准、设置桥头搭板等技术措施, 然而, 这些技术措施的适用性和有效性, 除了施工因素之 外, 关键问题是桥台基础与引道之间工后差异沉降量控制的指标与标准.
成果经 1994 年河北省科委组织的专家鉴定, 并获 1996 年交通部科技进步三等奖. 收稿日期: 1996- 10- 04; 修改稿收到日期: 1997- 02- 26. 交通部重庆公路科研所. 新港软基上修筑公路路堤的试验研究. 见: 疏港公路工程技术( 33-4-1) , 1985
第3期
叶见曙: 桥头引道工后沉降控制标准的研究
为获得可指导工程的使用标准,
必须进一步研究式( 2)
中的
S
b r
和[
i] .
2
桥台基础预期工后沉降值
S
b r
根据地基基础计算方法,
S
b r
应等于预期基础总垂直沉降值
S
b t
减去施工期间完成的沉降值
S
b c
,
即
S
b r
=
S
b t
-
S
b c
=
S
b t
(
1
-
S
b c
/
S
b t
)
=
1S
b t
( 3)
式中, 1 为桥台基础工后沉降值占基础总沉降值的比例系数, 主要与地基土类型有关. 由
1 桥头差异沉降分析计算图式
在高速公路上, 现在普遍使用钢筋混凝土搭板. 桥头搭板的一端搁置在桥台背上, 构造为
简支支承, 而板体在引道土体上. 通常, 桥台基础的沉降较小, 引道土体沉降较大, 当两者之间
发生了差异沉降后, 桥头搭板随之绕简支端转动. 由于搭板在顺桥向具有较大的刚度和强度, 故在桥台基础与引道土体发生差异沉降前后, 搭板都可被视为平直的刚体.
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综合上述, 目前在工程上采用的单一指标及标准, 并未能反映桥头行车现场调查揭示差异 沉降过大而造成桥头跳车的本质和限值; 其表达虽简单, 但难以适应条件多变的工程环境, 甚 至可能会出现失去其控制意义的情况.
本文研究了在设置桥头搭板时桥台基础与引道土体之间差异沉降的关系, 并结合有关桥 头调查资料和工程经验, 提出了以桥头搭板下土体容许工后沉降量为指标来控制差异沉降量 的标准和方法.
现取搭板面与引道路面纵坡一致的情况,
以
x
表示搭板长度;
S
b r
和
S
x r
分别表示桥台基础
和搭板远离台端下土体的工后沉降; i 和 i′分别表示竣工时和引道土体沉降趋于稳定时的搭板
纵坡, 可得到桥头差异沉降的分析图式( 图 1) . 由图 1 所示几何关系, 可得到桥
台基础和搭板远离台端下土体之间
的差异沉降为
第 27 卷第 3 期 1997 年 5 月
东 南 大 学 学 报
JO U RN A L OF SO U T HEA ST U N IV ERSIT Y
Vo l. 27 No. 3 M ay 1997
桥头引道工后沉降控制标准的研究
叶见曙
( 东南大学交通学院, 南京 210018)
摘 要 桥头引道沉降控制是防止桥头跳车现 象的关键问题. 本文在设置桥头搭板时 桥台基 础和 引道土 体之 间差异 沉降 分析 的基 础上, 讨论 并建 议桥 头容 许纵 坡变 化值 [ i] = 0. 4% , 提出了桥头引道容许工后沉降控制标准和 估算方法.