路橋過渡段常見問題探討

張同文

【摘 要】路橋過渡段作為剛性橋臺(tái)與柔性路堤的結(jié)合部位，在結(jié)構(gòu)上是塑性變形和剛度的突變體，一直是路基工程的薄弱環(huán)節(jié)。我國既有線提速后的軌檢測(cè)試結(jié)果表明：許多線路橋頭都存在嚴(yán)重的軌道動(dòng)態(tài)不平順，甚至有跳車現(xiàn)象。高速鐵路為保證高速列車的平穩(wěn)、舒適運(yùn)行，在路基和橋梁之間設(shè)置了一定長(zhǎng)度的過渡段，以實(shí)現(xiàn)路基與橋梁的平穩(wěn)連接過渡，從而使軌道的剛度逐漸變化，并最大限度地減少路橋間的沉降差。

為保證路橋過渡段的施工質(zhì)量，必須從過渡段的地基條件、軟基處理方法、填料選擇、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測(cè)上采取措施。本章通過參考京滬高速鐵路三標(biāo)段二工區(qū)的7個(gè)路橋過渡段的施工實(shí)踐，對(duì)路橋過渡段施工的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】過渡段;施工準(zhǔn)備;基地處理

一、施工準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。對(duì)過渡段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，了解道路情況，對(duì)不滿足運(yùn)輸條件的道路進(jìn)行整治。調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)的地形、地質(zhì)情況，是否有妨礙施工的障礙物，對(duì)過渡段范圍內(nèi)的地下管線、各類垃圾、軟基進(jìn)行妥善處理。

（2）技術(shù)準(zhǔn)備。收到施工圖后審核施工圖，核對(duì)施工圖中過渡段的尺寸、位置、高程，與其他結(jié)構(gòu)物的關(guān)系，理清前后工序的銜接。編制過渡段施工組織設(shè)計(jì)。針對(duì)每個(gè)過渡段編制技術(shù)交底書，對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行技術(shù)交底。

（3）物資準(zhǔn)備。水泥、石子、石粉的質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，攤鋪碾壓的工裝設(shè)備要齊全并保證狀態(tài)良好，以確保過渡段施工的連續(xù)性。試驗(yàn)檢測(cè)儀器要齊全，滿足試驗(yàn)檢測(cè)的要求。

二、基底處理

基底處理有兩種，橋臺(tái)基坑基底處理和原地面基底處理。橋臺(tái)基坑由于工作面小，在人工清理完基坑內(nèi)的雜物及松散料后采用BW75小型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓后的基底要達(dá)到K30≥60MPa/m，由試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，橋臺(tái)基坑可以采用級(jí)配碎石或C15混凝土回填，考慮到橋臺(tái)基坑回填作業(yè)面小，故采用C15混凝土回填。原地面在清表后，采用YZ26型振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓后的基底要達(dá)到K30≥60MPa/m，由試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。

三、注意事項(xiàng)

（1）橋臺(tái)后2.0m范圍內(nèi)采用小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備碾壓，橋臺(tái)后2.0m范圍外的區(qū)域采用大型壓路機(jī)械碾壓;

（2）水泥級(jí)配碎石混合料宜在2h內(nèi)使用;

（3）填筑時(shí)按照擬定的攤鋪厚度、壓實(shí)機(jī)械、碾壓組合進(jìn)行施工;

（4）當(dāng)個(gè)別點(diǎn)檢測(cè)指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，要分析其原因并及時(shí)進(jìn)行整改;

（5）涵洞兩側(cè)的過渡段填筑可采用路橋過渡段的參數(shù)進(jìn)行施工，但要注意涵洞兩側(cè)對(duì)稱施工;

（6）涵洞兩側(cè)過渡段施工應(yīng)盡量采用大型機(jī)械碾壓，在靠近涵洞的位置要注意不要讓機(jī)械破壞涵洞外的防水層。對(duì)于大型機(jī)械碾壓不到的部位，采用小型壓實(shí)機(jī)械碾壓。

（7）涵洞頂部填土小于1m時(shí)，不可采用大型機(jī)械碾壓。

四、速鐵路路橋過渡段變形原因分析

（1）地基條件原因?，F(xiàn)在許多既有線路是修筑在地基條件較差，并未經(jīng)很好處理的軟地基土上。在軟土基上路橋過渡段的路和橋的工后沉降量是不同的，在路基過渡處必然有沉降差。路橋過渡段由于結(jié)構(gòu)要求，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生的基礎(chǔ)應(yīng)力也較高，因此在路橋過渡段產(chǎn)生的沉降較其他路段大些。由于地基上的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的不同，產(chǎn)生的沉降和沉降達(dá)到的穩(wěn)定所需要的時(shí)間是不同的。對(duì)于粉質(zhì)土地基和中、低壓縮性的黏土地基，其令部完成沉降需要幾年的時(shí)間;對(duì)于高壓縮性黏土地基、飽和軟黏土地基，則其全部完成沉降需要卜幾年甚至幾十年的時(shí)間。所以地基工后沉降是地基造成橋頭跳車的成因。

（2）橋臺(tái)后填料的成因。橋臺(tái)后路堤填料一般全用的是填土。由于施工原因，往往作業(yè)面相對(duì)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。即使是施工時(shí)壓實(shí)度全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而叮在運(yùn)營(yíng)時(shí)路堤填土本身的自重和動(dòng)荷載的作用，都將使路堤填土進(jìn)一步壓縮變形。這種變形是填土高度的0.59/6～1，使得路橋過渡處出現(xiàn)沉降差。橋臺(tái)前的防護(hù)工程由于受到土壓力的水平作用，將產(chǎn)生一定的水平位移，會(huì)使路橋過渡處的路基出現(xiàn)一定的沉降變形。路橋過渡處常會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的伸縮裂縫，經(jīng)過地表水或是雨水的滲透后，會(huì)使路基填土出現(xiàn)病害，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生沉降;或由于水的滲透流動(dòng)帶走填料巾的細(xì)顆粒土，使得路橋過渡處出現(xiàn)沉降變形。

（3）設(shè)計(jì)及施工原因。以往在設(shè)計(jì)中沒有把路橋過渡段作為一種結(jié)構(gòu)物來考慮，沒有較為合理的設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)路橋過渡區(qū)段的施工碾壓過程考慮不周，對(duì)填料的要求不嚴(yán)格，橋臺(tái)后排水設(shè)計(jì)不周，這些素將影響其施質(zhì)量。施工時(shí)對(duì)工期和工序安排不當(dāng)，以致使路橋過渡區(qū)段的填土碾壓工作安排在施工工期的尾部，被迫趕工期，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。施工時(shí)對(duì)路橋過渡區(qū)段的回填料不按設(shè)計(jì)要求填筑，采用不良填料，或是碾壓厚度超過要求，或是壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，造成質(zhì)量缺憾。施工時(shí)碾壓機(jī)械配置欠佳，壓實(shí)功率不夠，又沒有進(jìn)行分層質(zhì)量檢查，使得壓實(shí)質(zhì)量控制達(dá)不到要求。

（4）重橋輕路意識(shí)的原因。沒計(jì)及施工中重橋輕路的意識(shí)是影響路橋過渡區(qū)段施工質(zhì)量的又一因素。以往在鐵路建設(shè)工程中，橋梁建設(shè)不僅工程建設(shè)巨大，投資多，而且有時(shí)還是保證線路正常通車的關(guān)鍵。從以往的施工過程看，往往是路橋分家，重橋輕路。橋梁施工集中了大量精干的工程技術(shù)人員，而路基施工未能投入必要的技術(shù)人員。在施工巾路橋過渡區(qū)段又是質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)：往往在鋪軌架橋時(shí)，或正常運(yùn)營(yíng)一段時(shí)問后路橋過渡區(qū)段的問題才顯現(xiàn)出現(xiàn)。

（5）路基與橋臺(tái)結(jié)構(gòu)差異的原因。橋臺(tái)一般是剛性的，而路基則是柔性的。由于這兩種結(jié)構(gòu)的差異，在路橋過渡區(qū)段內(nèi)，當(dāng)受到動(dòng)荷載作用時(shí)，在剛?cè)嶂g必然存在著沉降差。路橋過渡區(qū)段由于其剛性不同、自重不同、強(qiáng)度不同，在外力作用下又是應(yīng)力集中的區(qū)域，因此是影響線路運(yùn)營(yíng)的薄弱環(huán)節(jié)。路基與橋墩相比，路橋過渡區(qū)段橋臺(tái)的水平穩(wěn)定性更處于不利的位置。橋臺(tái)前后由于荷載條件不同，橋臺(tái)前沒有荷載，橋臺(tái)后有填土的水平土壓力的作用，使橋頭受到較大的水平推力。如設(shè)計(jì)和施工時(shí)沒有相應(yīng)的措施，則往往會(huì)造成事故，如軟基上出現(xiàn)的橋臺(tái)位移，樁基剪斷等。

（6）軌道技術(shù)狀態(tài)的因素。高速鐵路要求軌上豎向綜合剛度保持均勻一致，即橋上的豎向剛度與路基上的豎向剛度保持一致。橋上是有碴軌道還是無碴軌道，路橋過渡區(qū)段內(nèi)軌枕墊剛度匹配與否，都與傳遞到路基及橋頭上沖擊作用力的大小有關(guān)。

五、過渡段處理注意事項(xiàng)

（1）鐵路路橋過渡段的處理有兩方面的問題：一方面是受到列車荷載影響較大的范圍內(nèi)（基床以上部分）線路結(jié)構(gòu)抵抗變形能力差異的問題，即軌道綜合模量（剛度）平順過渡的問題;另一方面是人工結(jié)構(gòu)的剛性橋臺(tái)與土工結(jié)構(gòu)的柔性路基間工后沉降差引起軌面彎折限值問題。這兩個(gè)方面的問題都會(huì)對(duì)列車的高速運(yùn)行產(chǎn)生影響，但產(chǎn)生的原因各不相同的，影響程度也不一樣。在制定過渡段處理方案時(shí)，必須針對(duì)不同的影響因素和產(chǎn)生的原因，采取不同的加固方法，有的放矢地進(jìn)行處理。

（2）根據(jù)鐵道線路的構(gòu)造特點(diǎn)，路橋過渡段的處理措施可分為三大類

①在過渡點(diǎn)較軟一側(cè)，增大路基基床的豎向剛度，減小路基基床的沉降;②在過渡點(diǎn)較軟一側(cè)，增大軌道結(jié)構(gòu)的豎向剛度;③在過渡點(diǎn)較硬一側(cè)，減小軌道結(jié)構(gòu)的豎向剛度。

六、結(jié)語

我國鐵路建設(shè)往往是先橋臺(tái)施工后填筑路基，橋臺(tái)背過渡段的填土則放在最后。在這種情況下，路橋間常出現(xiàn)較大的沉降差，不利于線路的穩(wěn)定。因此，在安排施工計(jì)劃時(shí)，建議在橋臺(tái)結(jié)構(gòu)完工后，安排過渡段路堤與一般路堤同時(shí)施工，使用同等壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械將過渡段與一般路堤的碾壓面按大致相同的高度進(jìn)行填筑碾壓。在橋臺(tái)附近，使用大型機(jī)械碾壓有困難時(shí)，可改用小型震動(dòng)壓實(shí)機(jī)械充分壓實(shí)。另外，對(duì)于一些地基工后沉降可能較大的工點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先安排施工進(jìn)行靜置預(yù)壓處理，以達(dá)到降低工程費(fèi)用和減小工后沉降量的目的。

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