橋梁橋頭過渡段路基路面設(shè)計要點分析

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摘要:基于橋梁橋頭過渡段的重要作用，對橋頭過渡段的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計原則進行了簡要介紹，針對橋頭過渡段的路基路面設(shè)計的要點問題進行分析，以期為橋梁橋頭設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞:橋梁，橋頭過渡段，路基，路面

0引言

橋梁橋頭過渡段是橋梁與道路銜接的重要之處，是路況變化并影響行車的節(jié)點，如果處理不好，十分容易出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，為保證行車安全，提高行車舒適度，提高橋頭過渡段路基路面的設(shè)計水平是很有必要的。橋梁是整個道路路線設(shè)計中常見的構(gòu)造物，在工程設(shè)計中占據(jù)著重要地位，而橋梁的橋頭過渡段是連接橋梁和道路兩種不同的設(shè)計體系的關(guān)鍵節(jié)點，對于保證橋梁與道路完美結(jié)合起著重要的作用。

1橋梁橋頭過渡段研究概述

實現(xiàn)路與橋相接的“剛?cè)徇^度”是解決問題的關(guān)鍵，通過國內(nèi)外專家學(xué)者的不懈研究，對于解決橋頭過渡段跳車的問題已經(jīng)探討出了一些思路和方法。其中一種方法是在橋臺的臺背回填范圍內(nèi)，回填物質(zhì)的材料是變剛性材料，能夠很好的適應(yīng)道路與橋梁兩種不同剛度的過渡，但是此種方法實現(xiàn)難度較大。還有一種常見的方法，應(yīng)用某種材料，其性質(zhì)兼顧路基土與臺背回填土，并且采用橋臺附近遠薄近厚的回填方式實現(xiàn)過渡。另外，為了能夠使兩種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)抗變形能力上的過渡，設(shè)計中路面下的結(jié)構(gòu)形式由“對接”改為“搭接”，例如設(shè)置橋頭搭板，增加橋頭處的路面結(jié)構(gòu)強度。

2橋頭過渡段的結(jié)構(gòu)組成

橋頭過渡段即是橋梁與道路銜接的過渡部分，自下而上的結(jié)構(gòu)組成為土基部分，墊層部分，底基層部分，基層部分，橋頭搭板以及面層部分。堅固的基礎(chǔ)是保證上層建筑穩(wěn)固的重要因素，土基也是一樣的，必須緊密堅實，那么在設(shè)計中對于影響土基穩(wěn)定性的因素要加以處理，比如水對土基的危害。設(shè)計中要采用有效的防、排水措施，對地表水?dāng)r截，地下水引導(dǎo)以保證土基安全穩(wěn)固。另外，土基回填材料的性能要做好篩選，干濕情況是影響壓實度的最直接，亦是最關(guān)鍵的因素，對于壓實度的控制要做到嚴(yán)格要求，同時與上層的密實度實現(xiàn)統(tǒng)一。墊層不是橋頭路基過渡段必須設(shè)置的結(jié)構(gòu)層，但是對于處理位于地下水位過高時的路基有著良好的效果。一般采用砂礫、碎石、粗砂以及礦渣等孔利率較大的材料作為墊層的鋪筑材料，其原因就是材料的透水性較好，能夠及時排除地下滯留的自由水，以保證路基的干燥以及良好的結(jié)構(gòu)性能。底基層與基層同屬于基層部分，是主要的受力結(jié)構(gòu)層，因此要求其具備足夠的強度和穩(wěn)定性，以及抗沖刷能力，如果是在冰凍地區(qū)還應(yīng)有足夠的抗凍性。橋頭搭板位于橋梁與道路路面的連接處，搭板的設(shè)置與否以及設(shè)置形式根據(jù)公路等級和相關(guān)要求等視情況確定。當(dāng)有搭板時，其幾何尺寸以及埋置深度、搭接形式、是否配筋或加設(shè)枕梁等設(shè)計均應(yīng)貼合實際，做出最適合的設(shè)計成果。搭板以下部位要做好路基處理，通常加強層厚度不小于2m，范圍超過搭板長度至少1m，材料與基層相同。通過大量的試驗和實際施工證明，橋臺回填處理時的加固程度對于橋頭跳車有所影響，因此通常其壓實度要超過95%，才能最大限度的減小橋頭跳車情況。對于面層，沒有特殊之處，主要也是使道路更加平順，并且承受車輛磨耗，設(shè)計中采用與正常道路相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計。另外，橋頭引道的路基與路面設(shè)計也是值得注意的環(huán)節(jié)，做好相應(yīng)處理能夠在一定程度上規(guī)避路基沉陷，避免跳車。

3橋梁橋頭過渡段呈現(xiàn)不均勻沉降的原因

3．1回填材料壓實度不足

引起橋頭過渡段不均勻沉降最常見的原因就是臺背回填材料壓實不足，施工單位為趕工期，縮減成本或者為跳過檢測的繁瑣步驟，對路基的壓實度未滿足要求即進入下一道工序，為橋頭過渡段留下隱患。

3．2病害路基未做處理

當(dāng)橋頭過渡段地基存在病害時未及時作出正確的處理，直接鋪筑造成后期的明顯沉降。當(dāng)有軟土地基時，如果處理不當(dāng)，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低，這是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。

3．3過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷

設(shè)計勘察與地質(zhì)勘探過程中鉆探點過少或鉆進深度不足，導(dǎo)致誤判地基類型或?qū)τ谲浲恋鼗纳疃群头秶綔y錯誤等等均會致使采取的處理方法欠妥，影響設(shè)計結(jié)果。橋頭過渡段中采用橋頭搭板的形式來實現(xiàn)剛?cè)徇^渡的情況屢見不鮮，但是在設(shè)置搭板厚時并未減輕跳車現(xiàn)象、搭板出現(xiàn)斷板等情況也時有發(fā)生，究其原因設(shè)計的缺陷對此影響較大。通常情況下的搭板長度為6m～8m，若過渡段為高填方路堤，相對沉降量大，搭板長度不足則失去了其應(yīng)有的作用，仍然會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。搭板設(shè)計過程中遺漏臺后路基沉降因素，造成設(shè)計的搭板強度未滿足要求，出現(xiàn)斷板，引起橋頭線形突變，誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。

4橋梁橋頭過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計

4．1變形控制

橋頭過渡段的變形控制十分關(guān)鍵，需要注意兩項原則，首先是根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求，橋頭過渡段的工后最大沉降的允許范圍為10cm，當(dāng)滿足沉降曲線換算的工后沉降量低于容許值，同時在2個月～3個月的觀測期內(nèi)，平均沉降不超過6mm，方可進行后續(xù)施工工作。其次是當(dāng)路面局部縱坡達到0．5%時，車輛行駛會產(chǎn)生晃動或搖動現(xiàn)象，所以，通過分析不均勻沉降值對路面結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力的影響，建議路橋過渡段的沉降差值控制標(biāo)準(zhǔn)以5cm為宜，路橋之間形成的沉降坡差以不大于0．4%為標(biāo)準(zhǔn)。

4．2緩和過渡段的設(shè)置

根據(jù)規(guī)范要求以及實際經(jīng)驗所得，為降低橋梁與道路的差異沉降，緩和過渡段的設(shè)置也是設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意的部分。從道路到橋梁的結(jié)構(gòu)形式跨越很大，剛度變化也很明顯，當(dāng)遇到軟土地地基時，需要設(shè)置一定的強度過渡段，對應(yīng)的地上路基也應(yīng)如此。為保證路基強度能夠充分過渡，相關(guān)設(shè)計規(guī)定要求在剛?cè)徇^渡過程中應(yīng)用不同級配的填料鋪筑50m強度漸變的段落，如因條件限制，設(shè)置的過渡段無法達到規(guī)定長度，也應(yīng)不小于30m。若不是軟土地基的情況，并且沉降要求如上文中以5cm為標(biāo)準(zhǔn)，那么過渡段的長度還應(yīng)大于13m。

4．3地基、路基條件

土工合成材料的加筋路基產(chǎn)生作用的前提是地基具有足夠的承載力，而不是依靠材料來提供承載力，所以橋頭路基處理的關(guān)鍵還是在于地基的處理，堅實的地基才是防止沉降的根本所在，合成材料以及系列的加筋措施只是錦上添花，因此，橋梁橋頭過渡段應(yīng)確保工后沉降不大于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差不大于0．4%。

4．4橋梁橋頭過渡段的結(jié)構(gòu)型式

4．4．1加鋪土工格柵

橋頭過渡段填土路堤加鋪土工格柵能夠起到以下幾個方面的作用:1)土工格柵很大程度上提高了土體的抗剪強度，同時能夠有效的防止土體側(cè)向變形，增強整體穩(wěn)定性。2)加鋪土工格柵能夠減小路基沉降，當(dāng)土工格柵與路基土結(jié)合產(chǎn)生的摩擦力能夠臺背填土的垂直應(yīng)力，提高路基承載力。3)加入土工格柵使得土體具有一定的彈性，在荷載作用下的累積變形很小，因此是橋頭過渡段的常用結(jié)構(gòu)形式，其各項設(shè)計要素，如設(shè)置間距和長度等按照相關(guān)規(guī)范確定。

4．4．2搭板設(shè)計

雖然橋頭搭板的設(shè)計模式不是完全統(tǒng)一的，但其一般的設(shè)計原則是有跡可循的，一般情況下的搭板長度為6m～8m，具體原則為:當(dāng)路基發(fā)生沉降后，其允許傾斜角度在1/200～1/300內(nèi)，其長度超過臺背無法壓實的土體，結(jié)合受力狀態(tài)，按照規(guī)范提供的相關(guān)計算方法，計算出搭板長度。

5結(jié)語

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在我國發(fā)展中的地位不可動搖，橋梁工程在其中也是起到舉足輕重的作用，橋梁結(jié)構(gòu)的安全牽扯甚廣，必須基于足夠的重視，雖然橋頭過渡段在路橋工程中占據(jù)很小的部分，但是如果設(shè)計出現(xiàn)問題，造成的后果也是很嚴(yán)重的。為此，相關(guān)設(shè)計人員提升自身業(yè)務(wù)水平，提供高質(zhì)量的設(shè)計成果，才能讓行業(yè)的發(fā)展越來越好。

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作者：段琰楠 單位：山西長治公路勘察設(shè)計院