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Scientific Reports volume 12, numero articolo: 19327 (2022) Citare questo articolo

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Per risolvere il problema degli "sbalzi della testa di ponte" nella sezione di transizione tra la strada e il ponte di una superstrada in un'area collassabile di loess, viene utilizzata per la prima volta una fondazione composita su pali di compattazione calce-terreno nella sezione di transizione tra la strada e il ponte di una superstrada in Cina; il sottofondo in loess viene migliorato con l'aggiunta di calce e il sottofondo è disposto in una geogriglia multistrato per il trattamento congiunto di vari interventi ingegneristici. Allo stesso tempo, un nuovo tipo di misuratore di assestamento della pressione differenziale di precisione viene utilizzato per monitorare l'assestamento a lungo termine di una sezione di transizione ponte-sottofondo con una piccola entità di assestamento dopo il trattamento del giunto, nonché le caratteristiche di distribuzione e le leggi di variazione dell'assestamento si ottengono lungo la direzione longitudinale della linea. I risultati mostrano che l’effetto è migliore e il cedimento differenziale è minore quando si utilizza una fondazione composita su pali con compattazione di calce e terreno; la calce migliora il riempimento del sottofondo con loess e la geogriglia multistrato affronta la transizione ponte-sottofondo nell’area collassabile del sottofondo. Il cedimento differenziale e il tasso di cedimento del sottofondo e della spalla aumentano con l'aumentare del tempo di monitoraggio, e il cedimento differenziale aumenta gradualmente, mentre il tasso di crescita diminuisce gradualmente e infine tende ad essere stabile. L'assestamento differenziale della sezione di transizione viene previsto e analizzato utilizzando una curva iperbolica, una curva esponenziale e la loro combinazione in un modello di previsione, e l'analisi di previsione mostra che il modello di previsione combinato ha il miglior effetto di previsione. Questi risultati della ricerca possono fornire indicazioni e riferimenti per la progettazione e la costruzione di strutture di sottofondo simili alla sezione di transizione bagnata tra strade e ponti.

La sezione di transizione ponte-sottofondo è l'area di connessione tra un ponte e il suo sottofondo. Se il processo di trattamento e il controllo della costruzione della sezione di transizione ponte-sottofondo non sono efficaci nel progetto, possono facilmente verificarsi cedimenti differenziali della testa del ponte e del giunto di dilatazione (approccio della testa di ponte), che possono creare gradini nella pendenza longitudinale della pavimentazione e causare veicoli saltare quando passano sopra l'articolazione, fenomeno noto come "urto della testa di ponte".

Studiosi nazionali ed esteri hanno condotto ricerche approfondite sugli assestamenti differenziali delle sezioni di transizione di accesso al ponte. True1 ha osservato che il cambiamento irregolare della rigidezza longitudinale della sezione di transizione lungo la linea può portare a gravi deformazioni e danni alla sezione di transizione, e la differenza di rigidezza e l'irregolarità geometrica della strada e del ponte possono inevitabilmente influenzare la qualità operativa della superstrada . Li et al.2 hanno studiato i fattori che influenzano la deformazione e il danno di una sezione di transizione ponte-sottofondo e hanno proposto un metodo di valutazione della qualità per la sezione di transizione e misure di trattamento per ridurre il danno. Martin et al.3 hanno utilizzato un software per studiare le caratteristiche di deformazione degli assestamenti di una sezione di transizione ponte-sottofondo sottoposta a carico ciclico dei veicoli. Sorasak et al.4 hanno scoperto, attraverso il monitoraggio a lungo termine di una sezione di transizione di un ponte vicino a Bangkok, che la ragione principale dell'assestamento differenziale di una sezione di transizione ponte-sottofondo è che le fondamenta del ponte e la sua struttura di accesso si trovano su strati di terreno diversi. . Allo stesso tempo, osservazioni a lungo termine hanno dimostrato che gli assestamenti differenziali possono portare a cambiamenti improvvisi della pendenza longitudinale e al disagio del conducente. Studiosi come Jens5 hanno scoperto che i carichi di traffico ciclico a lungo termine possono causare una deformazione plastica cumulativa del binario, che porta a una geometria irregolare del binario, aggrava le irregolarità del binario e influenza il normale funzionamento del transito ferroviario. Yang et al.6, per affrontare l'assestamento irregolare di una sezione di transizione tra la strada e il ponte di una ferrovia ad alta velocità, hanno adottato in modo completo un metodo di riempimento mescolando pietra rotta con ceneri volanti, cemento e calcestruzzo compattato a rulli nella sezione di transizione e ottenuto buoni risultati. Liu et al.7 hanno scoperto che il cedimento cumulativo di una sezione di transizione ponte-sottofondo può essere significativamente ridotto riempiendo di gomma la sezione di transizione in calcestruzzo. Zhang et al.8 hanno scoperto che l'assestamento irregolare di una sezione di transizione strada-ponte può causare danni alla struttura della pavimentazione della sezione di transizione, che può compromettere seriamente il funzionamento e la manutenzione di una superstrada. Questo fenomeno può essere alleviato impostando la sezione di transizione rigido-flessibile. Leng et al.9 hanno studiato la rigidezza equivalente delle strutture su entrambi i lati di una sezione di transizione ponte-sottofondo e hanno notato che il valore della rigidezza equivalente sul lato con una rigidità minore della sezione di transizione non è legato solo alle proprietà del materiale ma anche in relazione alle proprietà del materiale sul lato con maggiore rigidità. Jia et al.10 hanno studiato l'influenza della soletta di avvicinamento, della velocità di marcia del veicolo e della rigidità del sottofondo sulla corsa della carrozzeria di un veicolo attraverso un'analisi delle caratteristiche dinamiche di una sezione di transizione ponte-sottofondo. Hu et al.11 hanno proposto due metodi per ridurre i cedimenti degli argini delle teste di ponte, vale a dire mescolare il loess con la sabbia e rinforzarli con una geogriglia. Shen et al.12 hanno analizzato l'influenza del rinforzo della geogriglia sull'assestamento delle sezioni di transizione ponte-sottofondo in aree loess attraverso simulazioni numeriche.