浅谈桥头路基的设计

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　　摘要：桥头路基的设计对于汽车行驶的舒适度是有重要关系的，特别在软土路基地带修建公路，其工后效果更为明显。本文结合工作经验就桥头路基设计在软土路基施工中遇到的问题提出了自己的看法以及相应的解决措施。
　　关键词：软土路基；桥头路基设计；伸缩缝技术
　　前言：
　　桥头路基，包括通道、明涵两端的填方路基，由于受排洪或通车净高的影响，填方都比较高，另外一个特别是施工作业面狭窄，大型填筑和碾压机械难以开展，加之桥头填土又往往在桥梁施工后才能进行，稳定时间短。因此，桥头路基容易出现质量问题。而实际工程中，对桥头路基填筑质量又要求特别严格，这是因为构筑物与路堤是性质不同的结构物，路基路面是柔性结构，它在施工中和使用后会不断地发生变形并产生较大的沉降；而构筑物一般整体刚度很大，可以认为是不可压缩的，尤其是桩基础沉降非常之小。这样必然在搭接处产生不同的竖向沉降；过大的沉降差，造成汽车行驶减速、颠簸、震动、跳车等问题，对桥头搭接处受力也不利。因此，规范对桥头路堤提出了更高的要求：沉降控制在10cm以内，压实度提高2个百分点以上。
　　一、桥头路基设计应考虑的技术措施
　　桥头路基设计时，必须从解决变形协调问题入手，采取相应的技术措施：
　　（1）布置钢筋混泥土搭板或设置过渡段
　　设置桥头搭板或过渡段是目前解决差异沉降的一种常用方法。它的基本原理是通过刚度的逐渐变化，对路堤填土和桥台构筑物衔接部分较大的纵坡变化缓和过渡，从而消除跳车现象。高等级公路的桥涵，特别是大中桥两端均应加设钢筋混凝土搭板。在地震地区，搭板对于保持路面的连续性是非常有效的。对于不设搭板的路堤，必须设置粗颗粒材料过渡段。
　　（2）选择好台背填料
　　台背回填材料直接影响到台背填土的刚度、变形、二次固结、压缩沉降、压实度等技术指标的控制。选择刚度较大的回填材料，则台背填土区的刚度大，稳定性高，易于压实，就能保证台背填土具有较大的刚度和较小的差异沉降。
　　（3）保证桥头路基有足够的压实度
　　为了减少沉降，通常提高台背的压实标准。路基顶面0~80cm土层，高速公路、一级公路可由95%提高至98%，其它公路由93%提高至95%。路堤其它各层压实度也相应提高。
　　（4）加强桥头路基的排水设计
　　排水对桥头路基的稳定十分重要，特别是靠近构造背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此，设计及施工时，应保证施工中的排水坡度，设置必要的地下排水设施。
　　（5）对地基进行适当的处理
　　为减少地基工后沉降量，缩小桥路之间的沉降差异，需对地基加固，一般地基可采用加固土（水泥土、石灰土等），或采用桥台背钻孔灌浆法加固。对软土、湿陷性黄土等特殊地基，需采用适用于各自特点的特殊地基处理方法，如换土、强夯、轻质路堤、粉喷桩等方法，择优选用。
　　二、桥头跳车的处治方法
　　现在，国内外还采用新工艺、新材料、新技术解决桥头跳车问题，如：
　　（1）用土工合成材料处理桥台涵背的填方
　　采用带孔的土工格栅和土工网，分层铺设对台背填土进行加筋，可有效的改善路堤的整体特性，使台背局部土体的垂直应力和水平应力明显减少，剪应力明显提高，同时有利于填土的压实，减少填土本身的沉降。采用土工合成材料加筋构造物台背的回填土，主要是利用土工材料与构造物之间锚固力和与回填土之间的嵌锁力及界面摩阻力，将构造物与回填土连为一体，以增强其整体性，减少两者之间的不均匀沉降。具体做法如下：①先开挖基坑砌筑构造物（桥台、通道、涵洞），至高于地面线以上时，分层填筑碎砾石或其它材料，充分碾压，直到齐平构造物的砌筑标高。②在构筑物两端5~10m范围内，铺一层土工格栅，将格栅伸入构造物内30~80cm，接着砌筑构造物，把格栅的一端压入构造物中，压入长度自下而上逐渐减少。③砌筑时，压入层的砂浆要饱满，背包石压紧格栅末端，不能留缝，以免影响层与层之间的粘结力，其余土工格栅用U型钉固定在压实好的填方上。钉子间距根据实际情况而定。④按上述步骤，砌筑一层块石，压一层土工格栅，然后填土并压实。
　　（2）加筋土整体式桥台
　　加筋体是由筋带与填料成层交替铺设并紧密压实而成的一种复合材料，它的内部稳定性是通过筋带与填料之间的摩擦作用实现的。加筋土整体式桥台起到了普通桥台的作用，梁通过垫梁直接架在筋体上，加筋体整体承受梁作用荷载，由于加筋体下部没有普通结构具有的桩基础，加筋体的高度和对地基的压力与路堤相同，因此加筋体的沉降与路堤相同，最终由加筋体整体式桥台构成的结构物也就不存在与路堤之间的沉降差了。
　　（3）减少或取消伸缩缝技术
　　对于大、中桥，尽可能增加连续跨长，减少伸缩缝数量，使行车桥面平顺。对于中小桥，可以采用无缝桥技术，万全取消伸缩缝。例如修建整体式（半整体式）无缝桥梁，即在进行中小桥梁设计时，将梁与桥台练成整体，梁的伸缩靠桥台及台后的特殊处理予以吸收，桥梁任何位置都不需要设置伸缩缝。该项技术在美国已有三十多个州采用，其中马里兰州应用最广泛。我国已在广东、河南、湖南成功应用。
　　（4）采用增大台背机械施工作业面得工艺
　　台背回填尽管大型机械作业效率低，但必须坚持用大型压路机。为了保证大型机械的运转和台背回填的压实效果，在施工过程中可改变常规做法，而采用台背回填密度，顺路线方向底部距基础内缘长度为15m，顶部距翼墙尾端H+15m（H是桥台背墙的高度），并在桥台背墙或明显地方标明高度，逐层填筑、逐层碾压检测。
　　（5）桥头回填材料部分以浆砌片石代替其它普通回填材料
　　在梁桥桥台塔板以下1m内，拱桥距路面以下1～2m内，从前墙背部至翼墙尾端伸入到路基1m外，均用2.5号浆砌片石代替其它回填材料，从而使上部回填区域初步板块化，路基和桥梁间初步形成整体结构。
　　三、结束语
　　综上所述，公路工程是一项系统工程，形成桥头跳车的原因不是单一的，而是多种因素综合作用的结果。若仅从某一方面着手，只能取得局部效果。为此，必须采取“综合治理”的方法，才能使路线工后效果有比较令人满意的结果。

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