我国公路与桥梁连接处设计的探讨
2010-12-06
1.公路与桥梁连接处“跳车”现象的原因分析
找出公路与桥梁连接处跳车现象的原因是解决跳车现象的关键。产生公路跳梁连接处跳车最主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等几个方面。其中以不均匀沉降为最主要原因，我国公路路况调查显示，产生公路与桥梁连接处跳车的最为主要的原因是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降，产生错台所致。找出原因，然后根据这一原因进行相关的调整，调整设计方案，施工方案等，才能最终解决这一影响公路行驶安全性的跳车现象。
2.针对公路与桥梁连接处跳车现象的施工设计
刚性结构的桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力，在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生沉降，但两者的沉降量有很大差异，道路的沉降量远大于桥梁的沉降量，形成错台，导致行车时发生桥头跳车。针对这样的情况，在施工前的设计阶段，要详细勘测路基情况，针对软土路基、冻土路基等不同路基进行不同的工程设计与施工设计，解决桥头跳车现象。
2.1针对桥台与路堤间的沉降差导致桥头“跳车”现象的原因分析与设计
传统公路与跳梁连接处的施工中，在桥台施工中其基础一般都作了加固处理，沉降量很小。建成后的桥台沉降可视为零。而路堤填土因其固有的压缩续变性质，即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降，需待通车较长一段时间后才能趋于稳定。台后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降两部分组成。在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下，路基填料逐渐被压缩，孔隙率降低，密实度逐渐增大，从而在一定期限内产生路堤填土沉降。针对这样的情况在设置桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题，选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程，尽量避免大河面小跨径桥涵。通过科学的设计减少桥头跳车的情况发生。
2.2针对排水不畅及填土流失，连接部路基沉陷导致桥头“跳车”现象的设计重点
在桥涵与路堤的连接部位存在的缝隙，雨水会沿缝隙渗透，下渗水对桥台对土类填料易产生浸蚀和软化，特别对填方体压实不够，易产生侵蚀和软化，降低强度，导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下，必然造成桥头路基沉陷。针对这样的情况，在工程设计初期，要详细勘察路堤情况，针对路堤情况进行公路排水设计，通过科学化的排水设计，减少填土流失，减少路堤沉降，减少桥头跳车情况的发生。
2.3采用新的施工设计方法，杜绝桥头跳车现象
试验表明搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，使车辆通过时跳跃现象大为减少。因此在施工中是要注意桥台搭板的设置。同时为了避免二次跳车现象的出现应在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板，其长度一般取3～5m，对于水泥混凝土路面，也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。当然影响影响路面桥涵连接质量还有许多不确定因素，这还需要根据工程实际施工地点的地质情况判断而定。通过对工程的设计改革，以及施工方式减少桥头跳车现象。
2.4公路与桥涵连接处的设计标准分析
目前我国路桥分别有各自的设计指标，这就导致两者之间的差异使得连接处容易出现“跳车”现象。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定高速公路、一级公路的容许工后沉降为：桥台与路堤相邻处≤10cm，一般路段≤30cm，两者不同。设计时对桥下地基地质研究比较仔细，往往是将桥台基础置于承载力较高的土层上，并对基础进行布桩或扩大基础等予以加固处理，故沉降量较小，而台后填方段地基未进行加固处理，碰到软土又难以处理彻底，引起土基固结压缩，产生沉降差。根据观察和对驾驶人员的调查表明，在高速公路上，当错台超过1.5cm时，就会出现跳车。因此，在对应两者的设计时必须考虑到这一点，针对两者的差异进行必要的分析，充分考虑到可能使连接处产生“跳车”的因素，在设计时将这个可能降至最低。
3.关于已经产生桥头跳车现象连接处的修复设计与施工重点
加强路基控制是解决桥头跳车主要控制措施之一，在进行施工前要对施工方式方法进行有效的设计，以减少路基沉降、、提高路基刚度，减少桥头跳车现象。通过对台背回填处理施工方式、台背回填压实方式、回填材料的选择与设计等方法，减少公路与桥梁连接处跳车现象。对于已经产生跳车现象的桥梁连接处，可以采用新的修复方法进行修复，但是在进行修复前还要对连接处的修复进行一定的施工设计，以保障修复效果。利用现代修复技术可以有效的修复“桥头跳车”，“混凝土注浆加固台背填土快速修复技术”是修复技术中比较成熟的一种修复方式。“混凝土注浆加固台背填土快速修复技术”是采用高分子聚合物加拌水泥而成的浆液，在跳车的桥头50米至70米处即开始打上间距为1.5米至2米的梅花桩式孔，每个孔直径约7.5厘米，深度从十几米至二十几米不等，再向孔里灌注这种新材料浆液，以增加土质强度，增强地基的承载力。针对路面沉降情况的不同，梅花桩式孔的深度、距离、孔径都不相同，要根据勘察结果进行设计，计算各阶段的应力，最终确定修复方案。
