關于如何解決高等級公路橋(涵)頭跳車的探討

于龍河,符 巍,鄭紅艷

(1.北京華路捷公路工程技術咨詢有限公司;2.中建六局有限公司基礎設施事業部)

隨著我國高等級公路迅速發展,各省、市、自治區從快速發展的眼光充實本地區的高等級公路建設,以滿足大噸位、高速度、快速發展的車流量要求。隨之而來的則出現橋(涵)兩側跳車現象。雖然從設計來考慮,已經增設 3～6m的搭板,降低了橋(涵)頭跳車的發生。但從各地區開通的高等級公路運營來看,橋(涵)頭跳車現象仍然存在,病害在增加,使路面結構產生不同程度的變形。再加上養護不到位,出現接頭處啃邊、塌陷,經過雨水的作用,橋(涵)頭變形加劇,不到設計使用年限,不得不進行大修。

從各地區高等級公路結構來看,不外乎兩種:一種水泥混凝土路面,屬于剛性結構,即所說的白色路面;另一種瀝青混凝土路面,屬柔性路面,即黑色路面。橋(涵)頂面基本上為水泥混凝土加鋼筋網。另外,還有在橋面系上再增設瀝青混凝土,以增加行車舒適感。從搭板結構來看,也基本同橋面相同結構形式。

目前橋(涵)頭搭板標高基本和橋面標高一致,搭板長為3～6m,從小型轎車車軸距來講在 2.45～3.75m之間,轎貨軸距在3m左右。搭板長度基本上滿足了小型車軸距要求。從搭板厚度來講,根據車流量不同,搭板的厚度也不同,從15～40cm不等。搭板和路面銜接來看有以下幾種形式,一種為搭板和路面直接對接,一種在兩者之間增加混凝土預制板或石塊,還有一種在兩者之間加一道纖維結構,以減少兩者之間出現縫隙,從而降低搭板同路面銜接處所出現的病害。

不管那種形式,雖然在設計上考慮了在一定范圍內用砂礫、撼砂或用小型壓實機具碾壓,均避免不了由于靠近橋(涵)頭處密實度在客觀上存在一定的不實和不同程度的不均勻下沉,致使在接頭處產生跳車。

怎樣解決跳車問題,下面談談我們的看法:目前設計均采用橋(涵)頭搭板形式解決臺背填土由于沉降不均勻所帶來的后果——跳車。搭板均采用鋼筋混凝土制作,安裝采用一端放在牛腿上。頂面同橋面標高,另一端放在枕梁上,頂面同路面標高,采用直接對接形式。搭板在橋(涵)一側不容易發生跳車,而放在枕梁處的搭板端部在行車作用下最容易發生跳車。追究其原因,在高速、重載、大流量、雨水等作用下,搭板同路面接頭處產生裂紋,雨水順著裂紋往下滲透,久而久之,浸泡路基,路基變軟。在高速、重載、大流量作用下,動搖枕梁,出現跳車。關鍵問題是怎樣解決搭板和路面銜接處不出現裂紋,成為一個整體。解決橋(涵)頭跳車。我們通過考察、研究,提出我們以下看法,供公路戰線上同仁榷商。

1 在設計上,搭板均采用鋼筋混凝土結構,幾何尺寸有長方形、平行四邊形等,平面為直線形,立面為直線形

我們認為在立面上應加以改變,將直線型改變為直線加折線型為合適。

根據路面結構厚度,搭板彎曲角度和埋入路面結構層深度見表 1。

表1 搭板彎曲角度和埋入路面結構層深度

在彎曲處及搭板端部各設一道枕梁,牛腿處設錨固鋼筋,其他同原設計。

一般來說,橋(涵)面及搭板分兩種形式。一種為鋼筋混凝土,另一種為橋面和搭板上再加鋪瀝青混凝土。搭板不管采用哪種結構形式,搭板折線端均應埋在路基內為宜,埋植深度最小不得小于10cm。

2 在施工上,也存在兩種形式,一種為搭板上無瀝青混凝土,另一種搭板上有瀝青混凝土

(1)搭板為水泥混凝土做面層。當填土到路基頂面后,正常碾壓,挖槽放入端部枕梁,按角度做好斜坡,安裝搭板,或現澆搭板。如有底基層、基層,搭板曲折端放入底基層內不小于10cm。

(2)搭板上鋪裝瀝青混凝土,應將搭板另一端放在底基層內不小于 10cm。先將搭板底下結構層鋪裝好,按角度做好斜坡,安裝搭板,再做道路結構層,搭板折曲端應植入底基層內不小于10cm。

兩種搭板型式對比:

直線形式:

(1)搭板同路面銜接處,由于臺背填土采用的原材料和路基采用的原材料不同,強度也不同,但是壓實度相同。由于路面長期受到行車沖擊力、應力、大的行車密度及重載等作用下,宜在銜接處出現裂紋,在雨水作用下裂縫變寬,滲水作用增大,危害基礎,出現跳車。

(2)油漆瀝青混凝土路面和橋(涵)銜接處,由于鋼性結構和柔性結構相接觸,原材料性質不同,在大的行車密度、高速、超重作用下,更易產生不同的沖擊和剪切,也是造成跳車的重要原因之一。

直線折曲形型式:

(1)搭板的折曲有一部分埋入基層中,行車的沖擊力呈遞增和遞減,起到一種緩沖作用,應力逐漸增大和縮小,減少了破壞。

(2)搭板折曲部分由于埋入基層中,起到了和路面結構融為一體減少了不同性質的材料在銜接處產生裂縫所帶來的破壞。

綜上所述,我們認為搭板采用直線折曲型比直線型搭板作用好,起到了延緩橋(涵)頭跳車的發生,也就是說延長了高等級公路使用壽命。所談不周之處,供廣大公路設計者、建設者同仁指正。