橋頭搭板

橋頭搭板脫空導致的病害問題 橋頭搭板脫空是導致搭板斷裂、橋頭連續(xù)跳車,影響行車安全和舒適性的常見病害。橋涵建成通車后,季節(jié)性水位變化及多雨季節(jié)地表水入滲,直接導致錐坡或涵洞口擋墻后板下土體的強度軟化,進而土基逐漸沉降變形,出現(xiàn)局部弱支撐、裂縫、不均勻沉降,致使搭板支承面下形成局部脫空,重車通過時,搭板由均勻支承變?yōu)椴痪鶆蛑С?并在脫空區(qū)最大沉降值處的板下位置產(chǎn)生應力集中,逐漸產(chǎn)生的裂隙進一步使后部應力增大,當應力超過允許彎拉應力,搭板就開始斷裂。特別是搭板過長時,更易產(chǎn)生斷裂。早期不及時發(fā)現(xiàn),就會使板體斷裂、沉陷、翻漿,最后導致跳車甚至出現(xiàn)險情。

在行車荷載作用下,搭板沉陷與脫空區(qū)吻合,形成新的差異變形區(qū),導致更為嚴重的跳車。另外,搭板脫空區(qū)的擴展,將危及搭板下枕梁的穩(wěn)定性。這種現(xiàn)象在高等級公路上比較普遍,嚴重影響行車的速度、舒適性和安全性。例如保津高速跨線橋、112國道、102國道等橋梁橋頭跳車現(xiàn)象普遍,及時發(fā)現(xiàn)、采取措施是十分必要的。橋頭搭板很多病害都是因為臺背回填土施工質(zhì)量太差，在天津津濱高速公路改擴建工程中，為了避免臺背回填土施工質(zhì)量不好控制，采用了液態(tài)粉煤灰施工工藝，極大程度的提高了臺背回填土的質(zhì)量，是橋頭部位與回填土部位沉降盡量一致，避免了上述病害的出現(xiàn)。

橋頭搭板及明涵臺背板的設計現(xiàn)狀

為了防止橋頭工后沉降出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象引起的跳車,設置橋頭搭板是一項必要措施。然而,工程建成通車后不久,常會發(fā)生斷裂。作為過渡,它可使橋頭突變性跳車緩解并將產(chǎn)生的差異沉降分散在一定距離上。但實際情況是由于財力不足、前瞻性研究不夠等諸多原因,設計單位通常采用橋頭搭板和明涵臺背板下的習慣做法,即采用8%石灰土將橋臺背墻后8m長、2m厚范圍內(nèi)原狀土換填,在橋臺背墻后沒有石砌排水盲溝,剛性搭板直接均勻支承在橋臺和灰土上,而實際施工時碾壓機械無法靠近涵壁和臺背,以致壓實度

達不到標準,路面排水通過伸縮縫及搭板中縫滲進后不能排出,形成客觀存在的隱患。

板下封堵是對搭板板下脫空和基層中的細小空隙灌漿,以加固現(xiàn)有路面的工程技術,采用壓密灌漿方法使向外擴張的漿泡在土體中產(chǎn)生復雜的徑向和切向應力體系,從而漿液與土體產(chǎn)生具有膠結力的化學反應,把松散的土粒連接在一起,使土體的整體結構得到加強。

在搭板尚未發(fā)生嚴重裂縫時早期發(fā)現(xiàn),板下封堵是一種比較經(jīng)濟的修復方法,突出優(yōu)點在于提高路面板下基層的均勻支撐能力,提高強度,一般情況下基層與板體形成致密膠結,相當于增加了板厚,增加搭板間的傳荷能力,減少車輛荷載對板體產(chǎn)生的疲勞損傷,延長了具體施工工藝及步驟如下。

1 涵臺背及橋頭搭板下的封堵工藝流程

準備灌漿設備→注漿鉆孔施工→制漿→灌漿→養(yǎng)生→封堵效果檢測→封孔清場。

2 脫空檢測方法

由于橋頭搭板和明涵臺背厚度大(一般為0.35~0.60m)且板內(nèi)配筋較密、板下脫空尺寸大、脫空區(qū)大部分與錐坡連通,實踐證明,應用貝克曼式彎沉儀和黃河JN2150標準車(單軸載100kN)輪側彎沉法測定脫空狀況不適合。合適的方法是應用探地雷達進行檢測。

3 布孔

為了避免造成經(jīng)濟上的浪費和搭板的過度損害,橋頭搭板和明涵臺背的注漿孔的布置要均勻。二級及以上級別道路,由于道路中線處位置較高,搭板設有假縫,布孔應沿路線中心比較合理。數(shù)量根據(jù)搭板長度及影響范圍確定。實踐表明,根據(jù)脫空程度,每塊搭板上應布2~3孔,以利灌實。

4 鉆孔

橋頭搭板和明涵臺背注漿孔不適合用HZ2160型混凝土取芯機,該型號取芯機對配筋混凝土鉆進速度很慢,鉆頭遇到鋼筋磨損大,進尺慢,導致成本增加?？捎蔑L鎬成孔法,速度快,成本底,成孔質(zhì)量高,實踐證明切實可行。

5 漿液配合比

漿液配置的關鍵是如何確定漿液的配合比。配合比要求能保證漿液在注漿時有較好的流動度、較快的固結速度以及漿液在凝固后具有較高的彎拉強度和較小的體積收縮。可通過室內(nèi)試驗確定漿液的最佳配合比。由于橋頭搭板和明涵臺背板下脫空尺寸大,漿液凝固后的體積收縮較大由硬化過程中的物理化學反應以及混凝土的溫度變化引起,,將影響封堵效果。另外,路面板在灌漿加固時不能完全卸載,在加固施工過程中仍然承受一定的荷載(板自重、施工荷載、活載等),導致后填充結石體的應力和應變滯后,也會產(chǎn)生微小間隙。應用帶有膨脹性的氟石粉和膨脹劑UEA作為添加劑,有助于減少收縮。微膨脹混凝土是在混凝土和砂漿中摻入起膨脹作用的外加劑,依靠外加劑本身的化學反應或水泥其他成分的反應,在水化期產(chǎn)生一定的膨脹,補償混凝土的收縮。膨脹劑主要是為減少干燥收縮而配置的,目的是為了提高抗裂強度和抗裂縫承載能力。

針對橋頭跳車的各種成因，搭板也相應的做了許多改良設計。

改善搭板與橋梁之間的伸縮縫布置 取消普通橋臺的部分背墻，只在搭板和梁體間設置一道伸縮縫，這樣一來接縫由原來橋臺處的兩條(如圖2所示)，即梁體與背墻之間的、搭板與背墻之間的接縫減少為一條梁體與搭板之間的接縫。

改進后的搭板有以下優(yōu)點:(1)接縫減少后，更有利于行車的舒適。(2)原設計中的兩條接縫,在各種因素下常會產(chǎn)生裂縫,雨水滲入裂縫后會造成搭板下水土的流失,導致該處路基發(fā)生沉降,使搭板下產(chǎn)生空洞。而改進后的設計,即使該縫出現(xiàn)問題,由該縫所滲入的雨水也不會流到臺背后去,比較有效的解決了原設計的問題。(3)改進設計后，橋臺頂部的施工更為方便。

改進搭板的布設位置

搭板采用下置式，即布設在路面底基層下面，按單段式設計。在搭板下現(xiàn)澆一段厚為16cm或20cm水泥穩(wěn)定碎石或卵石礫石墊層，墊層橫向寬出搭板各50cm，搭板遠端長出50cm，以1:3(縱橫比)坡度與路面底基層銜接。在牛腿或臺背上墊一層1厚油毛氈，然后將近臺端搭板擱在上面

(1)在搭板上有70cm-80cm厚的路面結構層承受車輛荷載，搭板所受活載應力較小;在搭板下面設有墊層，使填土路堤承受活載更小，近臺端搭板下方不會出現(xiàn)脫空區(qū)。 (2)搭板區(qū)段內(nèi)的路面可與引道路面同時施工，操作方便。

(3)可解決橋臺與路堤銜接處的跳車和搭板遠端跳車的問題;同時可消除橋臺與路堤銜接處瀝青混凝土路面的隆起，使車輛能高速平穩(wěn)的行駛。

(4)克服了搭板遠端路面斷層的薄弱環(huán)節(jié)，不設枕梁也可獲得良好預防沉降效果。

隨著公路建設的逐步深入，公路建設也進入了建設的高潮。評價一條公路的使用質(zhì)量和服務質(zhì)量，有快速性、安全性、舒適性等指標，而是否舒適，橋頭是否有跳車現(xiàn)象是一個很重要的評價標準。在南方軟土地基地區(qū)，橋頭跳車現(xiàn)象是一個比較常見的現(xiàn)象。如何解決好橋頭跳車問題，是很多公路設計與建設者所關注的一個課題，其中在橋臺后設置有效的搭板，是一項重要的措施。

從基本成因上分析

臺后路堤的土體在荷載作用下除了彈性變形外，還伴有殘留變形(又稱永久性變形或俆變變形)，即使壓實度達到95%以上，臺后填料也會在自重和車輪荷載的作用下，產(chǎn)生壓縮沉降。設計中只能采取有效的技術措施加以改善。

結構物剛度的差異由于橋梁結構物的整體剛度大，與之相銜接的路堤屬柔性結構物，二者剛度不同，道路運營后沉降也不同，因此形成了橋梁與路堤之間的高差。

結構物剛度達不到要求

在臺背路堤施工中，由于施工時間短，工期緊張。有的為了趕進度，施工時沒有按照分層填筑、分層碾壓、分層檢測的"三分法"原則進行施工。臺背后的填料由于壓實機械作業(yè)面小，靠近臺墻這部分形狀不規(guī)則，大型壓實機械難以作業(yè)，有的施工單位對邊角未采用小型打夯機夯壓，這樣密實度達不到要求?？⒐ず笸ㄜ嚕瑯蚺_與路堤銜接處的路堤不時下沉，使臺與路形成高差。

橋頭軟基處理不好:橋涵結構一般

位于溝壑地段，橋臺與路堤由于軟臥層中的含水量一般較大，如果處治不當，兩者沉降時間不同，時間長了，就會出現(xiàn)過大的高差，導致跳車現(xiàn)象的發(fā)生。

橋頭搭板布設不當

我國橋頭搭板近臺端多數(shù)布設在瀝青混凝土表面層的下面或平路面基層頂面，車輛荷載很快傳壓在路床上，加上雨水從銜接處的伸縮縫下滲，造成填料水土流失而使路堤過大沉降，使搭板脫空，搭板變?yōu)閺澙Y構，脫空部分容易開裂。

伸縮縫處理不好

背墻與瀝青路面間接縫，往往由于該處瀝青路面難以碾壓密實而沉陷和出現(xiàn)擁包，這種破壞的結果是路面開裂，地表水沿接縫下滲直接沖刷臺背填土，導致臺背填土變形或流失，最終使該處路基發(fā)生沉降，搭板下出現(xiàn)空洞，使搭板在超載的情況下容易斷裂。同時，由于填縫材料的老化而損壞，經(jīng)雪、雨水入侵后，也會對路堤沉降產(chǎn)生影響。臺前和臺背的防護工程有的處理不當，使路堤填土產(chǎn)生側移而導致沉降。

設計深度達不到要求

有的勘察設計部門，因測設周期過短，任務重，設計人員生搬硬套傳統(tǒng)的設計方法，基底未作徹底處理，設計深度達不到要求，出現(xiàn)設計方案與實際不符，而施工單位又按圖施工，使得臺后填土出現(xiàn)沉降。

隨著我國公路建設的逐步深入，高速公路也進入了建設高潮。高速公路能否發(fā)揮其重要作用，其快速性、安全性、舒適性非常重要。但是橋頭路基填土往往很高，雖然采取一些加固措施，后臺路堤沉降仍遠遠超過橋臺本身沉降，車輛在通過橋頭時，往往出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，這樣不僅嚴重影響行車安全，給行車者帶來不適，而且對橋臺和路面也產(chǎn)生不良影響。為了防止橋頭跳車，在橋臺背后設置搭板是一項重要措施。 以往設計的搭板板面傾斜，雖然滿足路面結構層的剛度漸變要求，但給施工帶來諸多不便。而且在攤鋪及碾壓路面基層、底基層和土基時出現(xiàn)尖滅狀夾層，難于保證質(zhì)量。改進后的設計將搭板作成變厚度截面，板面與路基縱坡平行，其前端鋪裝與橋面一致，后端與路面結構相銜接，既方便了路面施工，又使后臺路面沉降后的標高逐漸過渡到引道路基沉降后標高。

以下簡述這兩種設計的特點。

1搭板的尺寸和設置

搭板分兩種類型，在填土高不足6m時，設5m長搭板，板厚26cm;填土高大于6m時，設8m長搭板，板厚32cm。搭板采用等厚度截面，橫向寬度與橋面凈寬相等。搭板板面向臺后以10%縱坡傾斜，板頂鋪裝逐漸加厚。為了防止路基沉降后搭板會產(chǎn)生縱向滑移，搭板與橋臺之間設置錨栓，并預埋在背墻的牛腿上。

2搭板的配筋

搭板用25號鋼筋混凝土，5m搭板和8m搭板配筋相同?？v向:板底為Φ25鋼筋，板頂為Φ14鋼筋;橫向為Φ14鋼筋，兩方向間距均為20cm。在板底與板頂之間均勻分布有Φ14撐筋。當板斜度大于20°時，為防止支點局部承壓過大而發(fā)生破壞，在鈍角部位設輔助鋼筋。

搭板采用變厚度截面，前段厚度同以往設計，板頂鋪裝與橋面相同;后段減薄，板頂鋪裝與路面結構相類似。搭板的縱向坡度與路基縱坡平行，方便了路面的攤鋪和碾壓，并使搭板更加適應臺后路基的沉降。

搭板內(nèi)力分析

參考高等級公路《設計要領》，以搭板順橋向(橋軸向)長度70%作簡支梁計算。恒載取搭板上路面面層重和搭板自重;活載取汽車-超20級，掛車-120。為提高搭板的抗彎和抗剪強度，搭板改用30號鋼筋混凝土。計算結果表明，以往的搭板配筋基本滿足應力要求，8m搭板縱向鋼筋稍嫌不足。

為了提高搭板的縱向抗彎強度，將8m搭板縱向鋼筋改為:板底用Φ28鋼筋，板頂用Φ14鋼筋，間距均為15cm。5m搭板縱向鋼筋不變。同時為了施工方便，將兩種搭板的橫向鋼筋統(tǒng)一為Φ14鋼筋，間距均為20cm。

其它撐筋和輔助鋼筋不變。

實際上搭板的長度畢竟有限，橋臺和路基的不均勻沉降通過搭板消減一部分，但在搭板尾端和路基之間仍有沉陷差存在，為此在商開高速公路建設中準備采取以下措施: ①用沖擊壓路機對壓實后的路基再進行一次沖壓;

②在路基填土高超過6m路段采用土工格柵加筋處理。

我們將對這兩項措施的效果進行測定和研究，為今后的高速公路設計提供借鑒。

定額中橋涵章小型構件預制中有搭板混凝土和鋼筋，搭板一般為二級鋼筋鋪裝為一級要套的話要定額抽換，首先要看搭板是預制的還是現(xiàn)澆的，若是預制的就套定額中的小型構件的，若是現(xiàn)澆的就套補充定額了。