拓宽工程论文范文

关键词：桥梁拓宽，桥面铺装层，收缩徐变，基础不均匀沉降，受力分析

中图分类号：TU997文献标识码：A

随着现代经济的发展，交通量迅速增大，部分桥梁桥面宽度已不符合实际公路等级和交通流量的要求。为了适应路线拓宽改建后的公路等级要求，提高桥梁的通行能力，将宽度较窄的旧桥加以拓宽扩建是主要途径。桥梁加宽工程是新旧结构的重新组合，受混凝土收缩、徐变、基础不均匀沉降等引起的附加应力作用，拓宽后桥梁结构的受力情况较原结构有较大变化，如处理不当，会造成构件的损坏，影响结构安全。本文主要介绍桥梁拓宽对桥面铺装层的受力影响，找出其受到影响较大的不利位置，为旧桥拓宽的施工、运营养护和成桥检测起到指导作用。

1、分析模型建立

以采用“上部结构连接，下部结构不连接”形式拓宽改造的某混凝土简支板梁桥为例，使用桥梁有限元分析软件对其拓宽施工后桥面铺装层的受力情况进行分析，容包括新建上部结构混凝土收缩作用对结构受力的影响、新建上部结构混凝土徐变作用对结构受力的影响、新建基础沉降对结构受力的影响。桥梁拓宽后上部结构状况如图1.1所示。

图1.1新、旧桥连接后板梁编号示意

图5.2、3结构有限元分析模型

2混凝土收缩徐变作用下铺装层受力分析

混凝土铺装层纵向正应力处在-2.05MPa～3.49MPa；横向正应力处在-2.19MPa～4.39MPa。其中旧桥LB1板梁支点附近铺装层的横向拉应力达到5.7MPa，超过了混凝土的抗拉设计强度1.83MPa的限值，易造成此处开裂。板梁的收缩徐变对新、旧桥连接处局部铺装层应力的影响较大。

3基础沉降差作用下铺装层受力分析

4小结

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【关键词】高速公路;路基拓宽;施工工艺;注意要点

引言

自1988年我国大陆第一条高速公路建成通车以来，高速交通体系成为了我国优化公路网络，提高社会发展水平的根本途径。截止到2014年年底，我国已建成通车的高速公路总里程接近11.2万公里，居世界首位。而由于受到施工工艺、技术以及资金的影响，部分使用年限较长的高速公路存在路基较为狭窄，车道宽度不足等现象，如连霍高速西安――宝鸡段，沈吉高速沈阳――抚顺段等均属于单向两车道布局。此种现象的存在主要表现为如下两个方面缺点与限制：一方面不符合现阶段车流量的要求，随着经济的发展，私家车已经从奢侈品变为千家万户的代步商品，因此包括高速公路在内的交通压力与日俱增，甚至在节假日时段出现了大范围堵车的现象;另一方面，高速公路宽度较为狭窄也不利于分道体系的划分，大车与小车混行，高速与低速混行的现象十分普遍，这对于高速公路的安全运行以及驾驶员的人身财产安全提出了挑战;基于上述的背景，针对高通车年限的高速公路拓宽改造势在必行，而在具体的拓宽改造过程中地基的拓宽又是决定后续高速公路施工遵从度与质量的关键要素，因此本文针对高速公路路基拓宽施工工艺进行研究，分析具体施工的注意事项与要点，旨在为后续的类似施工提供必要的理论依据与实践指导。

1.路基拓宽施工工艺与方法

按照不同的施工阶段，路基拓宽主要可以分为施工前准备、施工期间以及施工后的验收，按照施工过程中的环节与技术分类进行探讨则可以分为如下几个方面：

1.1加宽路基基底及老路边坡清表;施工中采用挖掘机和推土机相配合，对加宽路基基底及老路边坡清表30cm。老路边坡清表不可一次性完成，要随路基填筑进度和开挖台阶进度进行，以防老路边坡受到雨水冲刷，影响老路行车安全。

1.2老路路基边坡开挖台阶;高速加宽以两侧直接拼接加宽的方式：对于老路填料为粘土、亚粘土和卵砾石土时，拼接处的台阶高度为1.0m，宽为1.5m;对于老路填料为砂土、粉土时，拼接处的台阶高为0.4m，宽为0.6m;台阶底面向路中心倾斜3%，开挖台阶要与路基填筑同步进行。

1.3路基填料与压实度;对于原路基采用砂砾、砂砾土、碎石土、卵石土等透水性材料填筑路基的路段，在不进行路基加装（如PTC桩等）处理的路段，在条件允许的情况下，尽量采用与原路基相同的路基填料进行加宽路基的填筑，以减少新老路基的沉降差异，并且从原路基开挖出的粘土和腐殖土不能应用于新路基填筑。

1.4一般施工及材料更新;高速路基加宽施工中，路基底和路床底分别铺设一层钢塑土工格栅，采用U型钢钉固定，以改善新老路基的协调变形。铺设土工格栅前，必须控制前一层土的填料粒径和碾压后的平整度，以利于土工格栅的顺利铺设;一般路段加宽路基基底清表30cm后，进行原地面填前压实处理，压实度不小于90%，然后回填素土至原地表以上20cm处，使用25KJ冲击碾冲压20遍，冲击碾压平整压实后，铺设一层钢塑土工格栅;分层填筑路基至路床底面后，再次使用25KJ冲击碾冲压20遍，然后铺设一层钢塑土工格栅，钢塑土工格栅深入至台阶内缘并用U型钢钉固定。路基填筑前要根据不同的路基填料、压实度要求，进行路基填筑试验段，在路基填料含水量接近最佳含水量时，自路基外缘向路基内缘逐层进行碾压，新老路基结合部位要比其他部位多碾压4-6遍，以增加新旧路基的整体性。

2.路基拓宽施工工艺过程与技术要点

在路基拓宽的施工过程中对于一般的公路均可以采用上述的施工环节以及施工步骤来进行。但是，由于路基拓宽属于老旧高速公路的改建工程范畴，受到原有施工质量以及工程使用现状的影响较为严重，在这样的背景下，时常会出现对于特殊路段进行施工的情况，当此种情况与现象存在时，我们需要对如下的问题进行注意。

2.1洼地积水路基的施工要点;在原始高速公路施工的过程中会存在周边取土的现象，另外，由于高速公路路基显著高于周边地基水平，更容易造成存水等现象，此种现象会客观上增加周边区域的土壤含水量，进而形成次生积水路基地貌。在这样的路基拓宽处置过程中我们需要采用排水，加固等方式来进行前期处置，具体可以分为如下三个步骤：首先，对积水区域实行排水沟修建，降低土壤含水量以及降低土壤水层;其次，通过清淤的方式对洼地土壤进行客土，并采用建筑石料或者周边土壤进行回填;最后，采用夯实或者混凝土多层加固的方式对路基的积水区域进行加固。

2.2软弱土路基的施工要点;对于地基区域土壤地质条件属于软弱土的路基，我们需要采用压桩的方式来进行处置，具体可以采用粉喷桩以及PTC管桩等具体工艺模式来进行实现，在施工的过程中桩间距以及桩径与长度等方面的参数设定应该根据施工现场的实际测量来予以确定，以笔者参与的相关工程为例，其桩间距采用方形布桩，间隔2.2m;桩径为0.4m，且桩长为1m。上述的参数设定可以适宜大部分软弱土地基的加固需求，同时为其提供必要的应力水平，以保障桩体能够有效的进行施工。

2.3物台背后路基的施工要点;除了上述的加固位点之外，在部分分体结构的连接处中，如路桥接头、立交桥等位点，容易由于不同重力应力而产生沉降不均匀的现象，进而形成跳车等危险情况，为了规避这个问题还需要对该部分路基进行特殊加固处置。具体的工艺可以选择与软弱土路基施工技术相同的工艺来进行，并对其进行加密处理，通过降低桩间距，增加桩长以及内径的方式来提高加固效果，在具体的施工过程中我们应该考虑混凝土桩柱的应力需求应该与其实际相符，进而对施工的有效性与遵从性提供必要保障。

3.总结

高速公路由于受到施工时间以及当时的资金投入与技术水平的限制，存在路面过于狭窄等问题，严重的限制了地方经济的发展与高速道路的行驶安全，在这样的背景下，我们有必要对老旧高速公路进行改造与拓宽，在整体的施工过程中路基的拓宽是施工的重点。本文针对这个问题对高速公路拓宽路基施工的一般环节与施工技术进行总结，按照不同的施工位点对其工艺进行细致的讨论，为后续的同类施工建设提供必要的理论依据与实践指导;同时在高速公路路基拓宽的过程中会需要其对特殊路段进行处置，在该类区域的处置过程中应该按照地基类型进行必要的注意，进而为后续的施工技术优化提供理论支撑。

参考文献

[1]赵刘会.高速公路改扩建新老路基差异变形影响因素及拓宽路基施工技术研究[D].长安大学，2008.

[2]刘观仕.高速公路软土路基拓宽变形性状与时间效应分析[D].中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所），2009.

拓宽工程论文范文篇3

关键词:公路拓宽;软土地基;变形;差异沉降

中图分类号:TV

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)08-0321-01

1拓宽工程软基处理方法的选择

加宽路基软土地基处理要根据不同路段的地质情况、路基填筑高度、结构物类型等因素,确定合理的处理形式。加宽路基的软基处理最好以复合地基法为首选,可以通过合理布置桩长与桩距来协调不同路段的沉降差异。适合高速公路加宽工程的主要软基处理方法见表1。

表1高速公路扩建工程软基处理方法

软土地基路段特点加宽部分可能的处理方法

水塘、河沟等小范围浅表淤泥清淤换土(砂),地表夯击、压实等

软土较薄,路堤填土工后沉降会超标的路段强夯置换、换填砂、复合地基

软土深厚,填土较高,或桥头路基或小构造物基础处复合地基法,如CFG桩、粉喷桩、大直径管桩

地基硬壳层较厚的软土路段预压法

硬壳层较薄、软土层较厚的软土路段塑料排水板+预压、复合地基

软土路基拼接段超载预压、粉喷桩、分隔墙等

高速公路拓宽工程通常工期紧、施工场地狭窄,同时还要维持正常的交通运输,因而必须进行多方论证、比较,根据工程地质勘察资料,结合老路基软基处理的评价结果,选择经济、快速、可靠的软基处理方法,以确保现有高速公路营运安全,本文最终选择采用粉喷桩加固的软基处理方法。

2工程实例分析

2.1有限元计算几何模型

有限元计算模型(图1)说明:

1本文分别对拓宽路基未处理、粉喷桩处理,按平面应变问题进行仿真分析。

2粉喷桩采用板单元和点对点锚杆来模拟。

2.2材料计算参数

具体地基和路堤土层计算参数见表2,板、点对点锚杆材料特性见表3,表4.

2.3结果分析

2.3.1粉喷桩地基处理对新老路基总沉降的影响

图2地基未处理、地基处理新老路基总沉降的图

由图2可以看出,地基未处理、粉喷桩地基处理两种情况下,新老路基表面最大沉降量都发生在新拓宽路堤中部,由于地基处理的影响,最大沉降量由0.3m降到0.28m,最大沉降向老路堤中部转移。由此可见,粉喷桩地基处理对于减小新老路基最大沉降量、新老路基差异沉降有一定的效果。

2.3.2粉喷桩地基处理对新老路基竖向变形的影响

由图3可以看出,在地基未处理、粉喷桩地基处理两种情况下,新老路基最大竖向变形都发生在新拓宽路堤中部,由于地基处理的影响,最大变形量由地基未处理的0.32m降到0.26m,最大竖向变形向老路堤中部转移。由此可见,粉喷桩地基处理对于减小新路基最大竖向变形具有一定的效果。

3结论

粉喷桩地基处理对于减小新老路基最大沉降量、新老路基差异沉降、最大竖向变形都具有一定的效果。

参考文献