公路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)探究

冀永安

摘 要：車輛在通行公路和橋梁連接處時發(fā)生的“跳車”現(xiàn)象是公路交通中的常見問題，對于交通安全和行車體驗(yàn)有著嚴(yán)重影響。文章針對公路與橋梁連接處發(fā)生的跳車現(xiàn)象進(jìn)行探討，分析了形成跳車現(xiàn)象的內(nèi)在原因，闡述了在設(shè)計(jì)角度對跳車問題進(jìn)行防范和修復(fù)的方法。

關(guān)鍵詞：公路與橋梁；連接處設(shè)計(jì)；橋頭跳車

引言

我國是水利資源豐富的陸地大國。公路和橋梁設(shè)施是國家交通體系中十分主要的基礎(chǔ)組成部分，路網(wǎng)和橋梁建設(shè)情況對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防安全、民生保障、社會和文化的發(fā)展具有不可替代的保障作用。在路網(wǎng)工程建設(shè)實(shí)施過程中，受到河流、山谷等地形阻隔的道路兩段需要建設(shè)橋梁予以連接。由于橋梁和公路屬于兩種類型的交通設(shè)施，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和施工要求都不一樣，從而使得橋梁和道路連接部分的建設(shè)情況就成為整個工程中的重要節(jié)點(diǎn)。在實(shí)際工作中，橋梁和道路連接處經(jīng)常會發(fā)生“跳車”現(xiàn)象，給路網(wǎng)通行質(zhì)量和行車安全造成了負(fù)面影響。為妥善解決這個問題，我國道橋建設(shè)工作者們投入了大量精力進(jìn)行研究，特別是在工程設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了深入的探索，取得了一定成果，效果較好。

1 做好公路與橋梁連接處設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐中積極作用

安全通暢的交通基礎(chǔ)設(shè)施是一個國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保障民生的重要支撐。我國幅員遼闊，國土面積廣袤，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會活動的開展離不開發(fā)達(dá)的路網(wǎng)建設(shè)。公路建設(shè)質(zhì)量對于交通安全、通行效率和乘車體驗(yàn)有著直接的影響。公路和橋梁連接部位作為公路和橋梁兩個體系間的過渡環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)變化劇烈，稍有不當(dāng)，就會產(chǎn)生“跳車”現(xiàn)象，給交通安全和乘車舒適度造成負(fù)面影響。要避免這個問題發(fā)生，就要從工程設(shè)計(jì)、施工方面著手，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)水平，針對導(dǎo)致跳車現(xiàn)象的原因開展科學(xué)的設(shè)計(jì)，降低“跳車”現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

2 導(dǎo)致公路與橋梁連接處發(fā)生“跳車”現(xiàn)象的主要因素

要妥善解決公路和橋梁連接處發(fā)生“跳車”現(xiàn)象問題，首先要找到導(dǎo)致這個現(xiàn)象發(fā)生的根本原因。經(jīng)過長期研究分析，導(dǎo)致公路和橋梁練級部分發(fā)生“跳車”現(xiàn)象的原因包括不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等幾個方面。大量研究數(shù)據(jù)顯示，不均勻沉降是導(dǎo)致公路和橋梁連接部分發(fā)生“跳車”現(xiàn)象的最主要原因。公路和橋梁設(shè)施間連接部分發(fā)生不均勻沉降是因?yàn)楣泛蜆蛄航Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度不同，分屬柔性結(jié)構(gòu)和剛性結(jié)構(gòu)兩類，各自沉降的程度也就不同。橋梁和道路連接處兩種結(jié)構(gòu)沉降不同，形成錯臺，從而導(dǎo)致“跳車”現(xiàn)象發(fā)生。明確了 “跳車”現(xiàn)象發(fā)生的主要原因，有針對性地調(diào)整施工設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和施工方法，是解決“跳車”的基本途徑。

3 針對公路與橋梁連接處發(fā)生跳車現(xiàn)象的施工設(shè)計(jì)優(yōu)化

橋梁屬于剛性結(jié)構(gòu)，和道路的各組成部分的物理性質(zhì)之間存在很大區(qū)別，由于結(jié)構(gòu)和材料性質(zhì)上的原因，使得大量應(yīng)力在橋頭位置集中，受來往通行車輛載荷、結(jié)構(gòu)自身重量和自然環(huán)境的影響，橋梁和公路結(jié)構(gòu)在長期使用過程中會發(fā)生沉降，但由于種種客觀原因，二者在沉降上存在較大差異，橋梁結(jié)構(gòu)的沉降要比道路結(jié)構(gòu)的沉降小得多，形成錯臺，從而引發(fā)車輛通過該處時產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。為解決這個問題，必須從工程設(shè)計(jì)階段著手，首先對施工位置路基情況進(jìn)行深入勘測調(diào)查，掌握全面、具體情況，在此基礎(chǔ)上針對不同類型的路基進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，消除跳車隱患。

3.1 基于橋臺與路堤間的沉降差引發(fā)橋頭“跳車”現(xiàn)象的設(shè)計(jì)優(yōu)化

按照傳統(tǒng)的施工方法，在進(jìn)行橋梁和公路連接位置施工時，都要對橋臺基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。這種方法能夠極大減小該處沉降量，基本可以認(rèn)為橋臺建成后沉降為零。與之相連接的路基部分，由于路堤填土自身性質(zhì)原因，無論怎么壓實(shí)，施工完成后也會產(chǎn)生一定程度的沉降，必須經(jīng)過相當(dāng)長一段時間的使用后方可趨于穩(wěn)定。其沉降量主要來源于天然路基沉降和填土沉降兩部分。路基填土在路堤重量、來往車輛碾壓作用下，不斷壓縮，密實(shí)度增加，孔隙率下降，所以在實(shí)際施工中對路堤填土沉降都有時限要求。鑒于這個原因，在進(jìn)行橋涵設(shè)計(jì)時，必須對臺背填方路基的地質(zhì)情況、填方高度、路堤長度、填料來源及路堤沉降等內(nèi)容予以全面分析，選擇合適的位置安置橋涵，合理設(shè)計(jì)橋徑計(jì)橋臺候補(bǔ)防護(hù)工程，防止河面過大、橋梁跨徑偏小問題的發(fā)生，從而降低橋梁和公路連接處發(fā)生跳車現(xiàn)象的幾率

3.2 基于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)優(yōu)化

在長期使用過程中，作為露天的橋梁和公路設(shè)施不斷受到降水侵蝕。尤其是橋涵和路堤連接的地方，降水會從縫隙處逐漸滲透深入，浸潤下方填土使之變軟。如果填土壓實(shí)程度不夠，在降水浸蝕作用下就會發(fā)生變形，材料強(qiáng)度大幅下降。在這種情況下，一旦受到來往車輛的沉重載荷，就會發(fā)生橋頭路基沉陷問題。對于這種情況，在設(shè)計(jì)階段要注意做好公路排水設(shè)施的設(shè)計(jì)，保持排水通暢高效，及時將降水排除，減少降水對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的浸蝕，保證路堤沉降在允許范圍內(nèi)，從而減少橋頭跳車情況的發(fā)生。

3.3 創(chuàng)新施工設(shè)計(jì)，防止橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生

上面兩種方法是盡可能地控制沉降程度，但實(shí)際施工中由于客觀因素限制，往往還是會產(chǎn)生一定程度的沉降。新的施工設(shè)計(jì)方法是通過設(shè)置搭板將柔性結(jié)構(gòu)上的沉降轉(zhuǎn)移到剛性結(jié)構(gòu)上，即由路堤轉(zhuǎn)移到橋臺上，從而從根本上減少車輛通過橋頭時跳車情況的產(chǎn)生。采用這個方法，科學(xué)合理進(jìn)行橋臺搭板的設(shè)置十分關(guān)鍵。搭板的末端要設(shè)計(jì)成3到5米變厚式埋板并采用淺埋的方式施工，以防止二次跳車現(xiàn)象發(fā)生。如果是水泥混凝土路面，還可以采取將與搭板連接處的路面板改為變厚式板的方法。需要注意的是，影響路面橋涵連接質(zhì)量的因素有很多，上面討論的僅僅是最常見最主要的。在實(shí)際施工過程中要根據(jù)施工地點(diǎn)具體情況采取針對性的措施予以改善，從而最大限度消除橋涵和公路連接處跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

4 對存在“跳車”現(xiàn)象的橋梁與公路連接部分的修復(fù)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)要點(diǎn)

從前文分析可知，較大的公路路基沉降導(dǎo)致“跳車”現(xiàn)象的主要原因，因此，做好路基工程，強(qiáng)化路基剛度，控制路基沉降是減少“跳車”現(xiàn)象發(fā)生的根本途徑。具體操作方法上一般是對臺背回填土料進(jìn)行處理，以提高壓實(shí)質(zhì)量。對于存在“跳車”現(xiàn)象的橋梁與公路連接部分進(jìn)行修理的方法一般采用專用方法予以修復(fù)處理，為保證修復(fù)效果，需對修復(fù)部分工程進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。“混凝土注漿加固臺背填土快速修復(fù)技術(shù)”是當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的橋臺跳車修復(fù)技術(shù)。施工時，首先在距離跳車的橋頭50米至70米處開始打上間距為1.5米至2米的梅花樁式孔，孔徑75毫米，深度20米左右。打好孔后灌入伴有水泥的高分子聚合物漿液，其固化后可以大幅提高地基承載力，減少沉降。在施工前，要詳細(xì)勘測施工現(xiàn)場情況，根據(jù)具體沉降情況設(shè)計(jì)梅花樁式孔的幾何參數(shù)，確保修復(fù)方案可行有效。

5 結(jié)束語

當(dāng)前，我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要硬件設(shè)施，公路路網(wǎng)運(yùn)營情況受到社會各界的普遍關(guān)注。對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響巨大。公路與橋梁連接處的“跳車”現(xiàn)象是我國公路常見病害之一，是公路日常維護(hù)、維修工作的重要內(nèi)容。相關(guān)單位要堅(jiān)持具體問題具體分析的原則，做好前期勘測，根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況科學(xué)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格管控施工質(zhì)量，提高路基、橋臺的抗壓能力，從而減少公路與橋梁連接處的“跳車”現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

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