公路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)分析

楊帆

（黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

公路運(yùn)輸作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要運(yùn)輸形式，其建設(shè)質(zhì)量對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的影響。行車安全性及舒適性是驗(yàn)收公路施工質(zhì)量的重要指標(biāo)，行車安全性及舒適性主要由施工中瀝青路面的平整度及橋梁連接處施工質(zhì)量所決定。橋頭跳車現(xiàn)象是我國(guó)省級(jí)以下公路常見問題之一，其產(chǎn)生的原因主要是由于公路路基沉降與橋梁地基沉降系數(shù)不同所造成。針對(duì)這樣的問題，我國(guó)公路橋梁建設(shè)施工單位及研究人員不斷對(duì)公路橋梁連接處的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行研究，找出了橋頭跳車現(xiàn)象的解決辦法。為了更好的分析公路與跳梁連接處的設(shè)計(jì)與施工，首先要對(duì)橋頭跳車現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，找出解決辦法。

1 公路與橋梁連接處“跳車”現(xiàn)象的原因分析

找出公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的原因是解決跳車現(xiàn)象的關(guān)鍵。產(chǎn)生公路跳梁連接處跳車最主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等幾個(gè)方面。其中以不均勻沉降為最主要原因，我國(guó)公路路況調(diào)查顯示，產(chǎn)生公路與橋梁連接處跳車的最為主要的原因是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降,產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)所致。找出原因，然后根據(jù)這一原因進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，調(diào)整設(shè)計(jì)方案，施工方案等，才能最終解決這一影響公路行駛安全性的跳車現(xiàn)象。

2 針對(duì)公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象的施工設(shè)計(jì)

剛性結(jié)構(gòu)的橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異,且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力，在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下,橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降,但兩者的沉降量有很大差異,道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量,形成錯(cuò)臺(tái),導(dǎo)致行車時(shí)發(fā)生橋頭跳車。針對(duì)這樣的情況，在施工前的設(shè)計(jì)階段，要詳細(xì)勘測(cè)路基情況，針對(duì)軟土路基、凍土路基等不同路基進(jìn)行不同的工程設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)，解決橋頭跳車現(xiàn)象。

2.1 針對(duì)橋臺(tái)與路堤間的沉降差導(dǎo)致橋頭“跳車”現(xiàn)象的原因分析與設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)公路與跳梁連接處的施工中，在橋臺(tái)施工中其基礎(chǔ)一般都作了加固處理,沉降量很小。建成后的橋臺(tái)沉降可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮續(xù)變性質(zhì),即使經(jīng)充分壓實(shí)也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降,需待通車較長(zhǎng)一段時(shí)間后才能趨于穩(wěn)定。臺(tái)后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降兩部分組成。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動(dòng)荷載作用下,路基填料逐漸被壓縮,孔隙率降低,密實(shí)度逐漸增大,從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。針對(duì)這樣的情況在設(shè)置橋涵構(gòu)造物應(yīng)允分考慮臺(tái)背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長(zhǎng)度、填料來源及路堤沉降等問題,選擇恰當(dāng)?shù)臉蚝恢?、跨徑及橋臺(tái)后部防護(hù)工程,盡量避免大河面小跨徑橋涵。通過科學(xué)的設(shè)計(jì)減少橋頭跳車的情況發(fā)生。

2.2 針對(duì)排水不暢及填土流失，連接部路基沉陷導(dǎo)致橋頭“跳車”現(xiàn)象的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

在橋涵與路堤的連接部位存在的縫隙,雨水會(huì)沿縫隙滲透,下滲水對(duì)橋臺(tái)對(duì)土類填料易產(chǎn)生浸蝕和軟化,特別對(duì)填方體壓實(shí)不夠,易產(chǎn)生侵蝕和軟化,降低強(qiáng)度,導(dǎo)致填方體變形。在外部車輛荷載沖擊作用下,必然造成橋頭路基沉陷。針對(duì)這樣的情況，在工程設(shè)計(jì)初期，要詳細(xì)勘察路堤情況，針對(duì)路堤情況進(jìn)行公路排水設(shè)計(jì)，通過科學(xué)化的排水設(shè)計(jì)，減少填土流失，減少路堤沉降，減少橋頭跳車情況的發(fā)生。

2.3 采用新的施工設(shè)計(jì)方法，杜絕橋頭跳車現(xiàn)象

試驗(yàn)表明搭板設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺(tái)上，使車輛通過時(shí)跳躍現(xiàn)象大為減少。因此在施工中是要注意橋臺(tái)搭板的設(shè)置。同時(shí)為了避免二次跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)應(yīng)在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3～5m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。當(dāng)然影響影響路面橋涵連接質(zhì)量還有許多不確定因素，這還需要根據(jù)工程實(shí)際施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況判斷而定。通過對(duì)工程的設(shè)計(jì)改革，以及施工方式減少橋頭跳車現(xiàn)象。

2.4 公路與橋涵連接處的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分析

目前我國(guó)路橋分別有各自的設(shè)計(jì)指標(biāo)，這就導(dǎo)致兩者之間的差異使得連接處容易出現(xiàn)“跳車”現(xiàn)象。根據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定高速公路、一級(jí)公路的容許工后沉降為：橋臺(tái)與路堤相鄰處≤10cm，一般路段≤30cm，兩者不同。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)橋下地基地質(zhì)研究比較仔細(xì)，往往是將橋臺(tái)基礎(chǔ)置于承載力較高的土層上，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行布樁或擴(kuò)大基礎(chǔ)等予以加固處理，故沉降量較小，而臺(tái)后填方段地基未進(jìn)行加固處理，碰到軟土又難以處理徹底，引起土基固結(jié)壓縮，產(chǎn)生沉降差。根據(jù)觀察和對(duì)駕駛?cè)藛T的調(diào)查表明，在高速公路上，當(dāng)錯(cuò)臺(tái)超過1.5cm時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)跳車。 因此，在對(duì)應(yīng)兩者的設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)，針對(duì)兩者的差異進(jìn)行必要的分析，充分考慮到可能使連接處產(chǎn)生“跳車”的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)將這個(gè)可能降至最低。

3 關(guān)于已經(jīng)產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象連接處的修復(fù)設(shè)計(jì)與施工重點(diǎn)

加強(qiáng)路基控制是解決橋頭跳車主要控制措施之一，在進(jìn)行施工前要對(duì)施工方式方法進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，以減少路基沉降、、提高路基剛度，減少橋頭跳車現(xiàn)象。通過對(duì)臺(tái)背回填處理施工方式、臺(tái)背回填壓實(shí)方式、回填材料的選擇與設(shè)計(jì)等方法，減少公路與橋梁連接處跳車現(xiàn)象。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生跳車現(xiàn)象的橋梁連接處，可以采用新的修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)，但是在進(jìn)行修復(fù)前還要對(duì)連接處的修復(fù)進(jìn)行一定的施工設(shè)計(jì)，以保障修復(fù)效果。利用現(xiàn)代修復(fù)技術(shù)可以有效的修復(fù)“橋頭跳車”，“混凝土注漿加固臺(tái)背填土快速修復(fù)技術(shù)”是修復(fù)技術(shù)中比較成熟的一種修復(fù)方式。“混凝土注漿加固臺(tái)背填土快速修復(fù)技術(shù)”是采用高分子聚合物加拌水泥而成的漿液，在跳車的橋頭50米至70米處即開始打上間距為1.5米至2米的梅花樁式孔，每個(gè)孔直徑約7.5厘米，深度從十幾米至二十幾米不等，再向孔里灌注這種新材料漿液，以增加土質(zhì)強(qiáng)度，增強(qiáng)地基的承載力。針對(duì)路面沉降情況的不同，梅花樁式孔的深度、距離、孔徑都不相同，要根據(jù)勘察結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算各階段的應(yīng)力，最終確定修復(fù)方案。

4 結(jié)論

公路與橋梁連接處的跳車現(xiàn)象是我國(guó)公路常見病害之一，對(duì)于跳車現(xiàn)象的防治，一方面要從設(shè)計(jì)著手，通過對(duì)勘察數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，確定最佳施工設(shè)計(jì)方案，減少路基沉降，減少跳車現(xiàn)象。另一方面要從施工著手，通過對(duì)施工過程中各個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)的控制與加強(qiáng)，確保施工質(zhì)量，提高路基、橋臺(tái)的抗壓能力。同時(shí)還要對(duì)施工各個(gè)階段的施工方式方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過合理的施工設(shè)計(jì)，確保施工質(zhì)量。通過多方面的有效結(jié)合，減少公路與橋梁連接處的跳車現(xiàn)象。

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[2]江波.公路與橋梁工程病害防治及檢測(cè)修復(fù)實(shí)用技術(shù)大全.1999.7長(zhǎng)春出版社.

[3]王輝.公路與橋梁連接處的施工設(shè)計(jì).橋梁工程，2007.9.

[4]白欣.公路施工設(shè)計(jì)與施工新技術(shù).交通科技信息，2006.