路橋過渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析研究

吳鐘騰,萬 華

(珠海市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,廣東 珠海 519001)

1 設(shè)計(jì)的現(xiàn)存問題及缺陷

1.1 總體結(jié)構(gòu)存在缺陷

路橋過渡段路基路面設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員會(huì)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面考察和評(píng)價(jià)。在此階段，設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)影響路基路面的客觀因素進(jìn)行分析，綜合設(shè)計(jì)規(guī)范，最終確定路基路面的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。普遍來講，會(huì)以體積及直徑較大的粗型物料為路基路面主體，并將填充材料加入其中。可是，當(dāng)前依然存在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在缺陷的問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、不夠科學(xué)，是導(dǎo)致橋頭跳車情況的主要原因，問題主要表現(xiàn)在：定型搭板的長(zhǎng)度、強(qiáng)度等規(guī)格和實(shí)際所需規(guī)格之間存在較大的偏差，達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。究其原因，是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員忽略了搭板設(shè)計(jì)的重要性，沒有重視這項(xiàng)工作，同時(shí)有的設(shè)計(jì)人員能力有限，無法切實(shí)做好搭板設(shè)計(jì)工作。

1.2 軟土地基的處理方式欠妥

在國(guó)內(nèi)橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)中，軟土地基是十分常見的一種地基類型，變化性強(qiáng)、穩(wěn)定性差、透水性低是該類地基的主要特點(diǎn)?；诖?，設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行充分地分析評(píng)價(jià)，選擇最為適宜的軟土地基處理方式，一旦有錯(cuò)，會(huì)直接影響后期橋梁工程的穩(wěn)定性，還會(huì)導(dǎo)致過往車輛出現(xiàn)橋頭跳車情況，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)路基坍塌事故，造成無法估量、不可挽回的損失?？墒?，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行軟土地基處理時(shí)，即便使用了不當(dāng)?shù)奶幚矸绞?，也沒有認(rèn)識(shí)到，還依舊在沿用。

另一方面，在路橋過渡段施工時(shí)，由于鉆孔的數(shù)量不夠，鉆孔的位置不準(zhǔn)確，鉆井深度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員的考察工作受到影響，無法準(zhǔn)確判斷出軟土地基的深度、范圍及性能，使路橋設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性受影響。

1.3 邊坡防護(hù)工作存在問題

通過查閱文獻(xiàn)和參考實(shí)際數(shù)據(jù)，我國(guó)沿海及南部地區(qū)的路橋工程比其他地區(qū)的路橋工程損害要大很多，因此要格外注意路橋工程邊坡防護(hù)工作。如果沒有采取有效的邊坡防護(hù)措施，就會(huì)造成路橋放水與排水達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)，在雨季積水太深，受到持續(xù)沖刷時(shí)橋臺(tái)背上的填土被雨水沖掉，導(dǎo)致工程材料的浪費(fèi)，還會(huì)引發(fā)安全隱患，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致路基路面坍塌。為避免在填筑施工過程中路基路面出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采取合適的邊坡防護(hù)措施。但是，目前邊坡防護(hù)工作還存在著諸多突出問題，存在著不合理性，在到了雨季時(shí)，很難阻擋雨水對(duì)于路基路面的沖刷。這種情況在東南及南部地區(qū)尤為嚴(yán)重，北方的道路橋梁工程則比較少見。

2 路橋過渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探究

2.1 有搭板的路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)搭板形式及埋置深度的設(shè)計(jì)

目前為止，公路橋梁過渡段路基路面的搭板結(jié)構(gòu)形式主要有3種，分別為：等厚型、變厚度型和臺(tái)階型。搭板埋置按照不同的埋置深度，還分為高置型、中置型、低置型。在決定搭板埋置深度時(shí)，要根據(jù)路面的具體結(jié)構(gòu)來確定，水泥混凝土路面可使用高置式鋼筋混凝土搭板，以直接承受外部負(fù)荷的作用；引橋?yàn)闉r青混凝土路面雖然也可使用高置式搭板，可是路面與搭板連接位置會(huì)存在錯(cuò)臺(tái)或不同程度的凹陷，行車的舒適性大大降低，因而當(dāng)路面是瀝青混凝土路面時(shí)，埋設(shè)方式選用低置式或中置式比較合適。

圖1 橋頭搭板示意圖

(2)搭板的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)時(shí)要考慮4個(gè)條件：①經(jīng)沉降后路橋搭板的縱坡變化值不能高于最大容許值。②搭板的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于臺(tái)后損壞棱體的長(zhǎng)度。③搭板的長(zhǎng)度要跨越填土之前預(yù)留缺口的上口長(zhǎng)度。④保證有效的搭板受力長(zhǎng)度。在上述4個(gè)條件中，設(shè)計(jì)者要高度重視第①和第③個(gè)條件，并嚴(yán)格執(zhí)行落實(shí)。另外，由于隨著板長(zhǎng)的增加，搭板的受力性會(huì)隨之增強(qiáng)，因此設(shè)計(jì)的搭板長(zhǎng)度最短不應(yīng)低于5m，大型路橋可以將長(zhǎng)度設(shè)定在8～12m，中小型路橋可設(shè)置在6～8m。

(3)搭板的厚度設(shè)計(jì)

分析路橋橋梁搭板的向應(yīng)力可知，搭板的厚度呈反比關(guān)系與位移，但兩方向板底最大彎拉應(yīng)力有增強(qiáng)。對(duì)此，在設(shè)計(jì)搭板厚度時(shí)，可以通過位移來計(jì)算。目前小型路橋橋梁搭板普遍設(shè)計(jì)的厚度為20～35 cm，大型路橋搭板厚度普遍設(shè)計(jì)為30～40 cm。設(shè)計(jì)時(shí)要格外注意，要使搭板的長(zhǎng)度與厚度保持協(xié)調(diào)。

(4)搭板寬度設(shè)計(jì)

當(dāng)搭板寬度增加時(shí)，位移也會(huì)隨之增加，兩者呈正比關(guān)系，但板低的最大彎拉應(yīng)力會(huì)降低?；诖耍O(shè)計(jì)人員應(yīng)將緣石與搭板之間的間距控制在0.5 m左右。筆者總結(jié)多年工作經(jīng)驗(yàn)，建議在搭板寬度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將橋面寬度作為主要參考數(shù)據(jù)，使橋面寬度與搭板寬度保持相等。

(5)搭板與橋臺(tái)的連接設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)搭板與橋臺(tái)的連接是路橋路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)要將搭板的近臺(tái)端放到橋臺(tái)上面，通過錨筋連接搭板與橋臺(tái)。為避免水分進(jìn)入，要用瀝青瑪蹄脂肪填充搭板與橋臺(tái)的接縫，還要在搭板與臺(tái)頂之間設(shè)置錨栓，使遠(yuǎn)端地基強(qiáng)度得到加強(qiáng)，防止出現(xiàn)過大沉降。為了方便后期維護(hù)，可以將灌漿孔及檢查孔合理設(shè)置到搭板近臺(tái)端。實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的搭板與橋臺(tái)連接設(shè)計(jì)。

圖2 橋頭與搭板的連接

2.2 無搭板的路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

公路橋梁過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，無搭板的路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是一種常見的設(shè)計(jì)形式。進(jìn)行無搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般使用后臺(tái)填筑的公路橋梁連接方式，并選用密實(shí)度高的填料。在部分設(shè)計(jì)中沒有使用粗砂，就需要使用無機(jī)材料進(jìn)行混合攪拌，如：石灰、水泥、細(xì)砂等，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比，以確保路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，要合理選用施工時(shí)的碾壓方式，為避免出現(xiàn)路基沉降問題，碾壓時(shí)的夯實(shí)度需符合路橋施工標(biāo)準(zhǔn)。鑒于我國(guó)的軟土地基分布廣泛，在軟土地基范圍內(nèi)施工時(shí)，需選用最佳的軟土地基處理方案，做到“因地制宜，合理處理及利用”，充分了解施工中的參數(shù)。如軟土地基的承載力不足，需要將攪拌樁插入至軟土地基中，以滿足工程需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，改革開放以來，我國(guó)的公路建設(shè)事業(yè)取得的成就是被充分肯定的，但我們也要認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，承認(rèn)設(shè)計(jì)與施工中存在的不足。國(guó)家與地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開公路工程，路橋的建設(shè)質(zhì)量是公路工程中的重要問題，科學(xué)、合理的進(jìn)行路橋過渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)社會(huì)的發(fā)展有著極為積極的意義。通過分析實(shí)踐可知，影響路橋過渡段路基路面質(zhì)量的因素眾多，面對(duì)有可能存在的問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，充分發(fā)揮自己的才智，確保路橋設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性、實(shí)用性，以提升使用舒適度、工程整體質(zhì)量為目的，保障施工工作的順利進(jìn)行，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。