土工合成材料处理桥头跳车时加固段长度的确定方法.docVIP

土工合成材料处理桥头跳车时加固段长度的确定方法 //.paper.edu （1． 西安建筑科技大学 土木工程学院，西安 710055； 2．山东交通学院，济南 250023； 3．北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044） 摘 要：在利用《公路土工合成材料应用技术规范》计算桥头跳车中的加固段长度时，常出现较 大的偏差，原因是规范只考虑土工合成材料对台后填土的加筋作用，而未考虑到加固段在道路正 常使用时还起到了对正常路基与桥台差异沉降的过渡作用。通过实例可以看出在考虑了加固段在 道路正常使用时对正常路基与桥台差异沉降的过渡作用所得的结果更为合理。故在设计中应综合 考虑土工合成材料对台后填土的加筋和加固段对差异沉降的过渡这两方面的作用，更为合理的进 行设计。 关键词：土工合成材料；桥头跳车；差异沉降 随着高速公路的迅速发展，在公路建设中，桥头出现的跳车现象，已成为高速公路的多发 常见病害，严重影响行车的平稳性和安全性。桥头产生跳车的主要原因是桥头与路基的沉降差所 致。国内外的科研院所就该问题提出了很多的解决办法，其中利用土工合成材料解决桥头跳车是 一种较新的方法。由于土工格栅具有抗拉强度的特点，而无纺针刺类土工布具有排水效果较好的 特点。因此，桥接坡处都普遍使用土工布和土工格栅。合理设置土工合成材料，既可以减少路堤 填筑后的地基不均匀沉降，又可以提高地基承载能力，同时也不影响排水 。我国 1999 年 2 月 开始实施的《公路土工合成材料应用技术规范》中给出了设计方法，但该设计方法只着眼与土工 合成材料对于台后填土的加筋作用，即通过加筋来提高该处路基的回弹模量，改善桥（涵）台台 背填土扩散荷载和降低沉降的能力。而实际上，台后加固段还有对正常路基与桥台差异沉降的过 ]1[ 渡作用，所以在设计中应综合考虑土工合成材料对台后填土的加筋和加固段对差异沉降的过渡这 两方面的作用，更为合理的进行设计。 1 《公路土工合成材料应用技术规范》利用土工合成材料处理桥头跳车 中路基填土加筋纵向铺设长度的确定方法 《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T 019—98）中规定用土工合成材料加固台背路基 填土时，土工合成材料的纵向铺设宜上长下短，如图 1，可采用缓于或等于 1∶1 的坡度自下而上 逐层增大纵向铺设长度，最下一层的铺设长度应不小于最小纵向铺设长度Lmin，且最下一层宜铺设 于构造物基础的顶面。Lmin按式（1）计算。 1：1 图1 土工合成材料的竖向布置示意图 Fig1 The diagram of geosynthetics#039;location earth structure ge os yn th et ic s -1- //.paper.edu φγ GSmmGS GC tgHc TL ++= 5.02min （1） 式中，Lmin 为土工合成材料的最小铺设长度（m）；cGS 为土工合成材料与土体交界面上的界面粘 聚力（Pa）；φGS 为土工合成材料与土体交界面上的界面摩擦角（°），cGS 和φGS 可由土工实验测得；Hm 为路基顶面与构造物基础顶面之间的高差（m），γm 为填料压实后的重度 （N/m3）。 从《公路土工合成材料应用技术规范》土工合成材料纵向铺设长度的确定方法可以看出，它 是采用了经验方式来进行了处理，而并没有充分考虑在路基使用过程中加固段还起到了对正常路 基与桥（涵）台差异沉降的过渡作用。 2 考虑加固段对正常路基与桥台差异沉降的过渡作用时土工合成材料 纵向铺设长度的确定方法 通常在桥（涵）台后填土设计过程中只考虑由于台后填土的压实度不够或该处出现软土地基 等原因而造成的路基下沉的加固设计，对台后易产生沉降的路基进行加固，从而提高其承载能力， 减小该处路基的沉降量。而实际上，正常路基在运营后也将产生沉降，而该沉降是由于土的逐渐 固结而逐渐产生，整个过程会延续许多年。由于桥（涵）台的承重大，所以在设计中常常采用桩 等这些承载能力大的基础，因而其沉降量较小，如将桩打到基岩上，则其沉降量几乎为零，这样 便造成桥（涵）台和正常路基产生了较大的差异沉降，所以桥头的加固段也起到了从桥（涵）台 到正常路基的过渡作用，因而在设计加固段的长度时必须考虑过渡段需要的最短长度 为了研究方便，通常做如下规定：假设桥端部刚度为 k,加固段刚度为 k’,当 k／k’＜0.1 时，则可不考虑桥台沉