路橋過渡段沉降因素分析與結構設計探索

文/孔德賀 科達集團股份有限公司 山東東營 257091

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路橋過渡段沉降因素分析與結構設計探索

文/孔德賀 科達集團股份有限公司 山東東營 257091

近年來各種路橋工程建設規模越來越大，路橋設計施工質量也成為社會各界人士關注的重點。路橋過渡段結構設計是現代路橋設計施工的重要內容，假如路橋過渡段設計存在不合理之處，極易導致路橋過渡段沉降，在很大程度上會影響行車舒適度以及安全性，因而這就要求廣大建設者需要在加強對其重視的前提下采取相應措施予以解決。對此，本文將基于筆者多年的路橋工程實踐經驗，首先對路橋過渡段沉降的原因展開分析，隨后根據于此探究其結構設計要點。

路橋過渡段；沉降；原因；結構設計

當前，在我國高速公路建設與使用過程中，路橋過渡段不均勻沉降現象越來越多，其不但限制了來往車輛的正常行駛速度，而且還對道路的安全性以及舒適性造成影響，導致車輛運營成本上升。不僅如此，該現象還導致跳車現象的出現，不但會對橋梁、路面以及車輛造成損害，而且還溶質致使車輛失控，從而引導嚴重交通事故。因此非常有必要對路橋過渡段沉降因素分析與結構設計進行深入研究。

1、路橋過渡段沉降主要原因

1.1路面沉陷

隨著我國公路建設以及設計要求的不斷提高，在部分路面設計中明確規定結構厚度不得小于60cm，并且在路面施工中也常常不允許出現碾壓機械超出橋臺或接觸碾壓機械等現象。而該類現象容易使得部分橋身范圍達不到相關壓實度的標準。在道路竣工通車后，也會受到長期荷載力以及車輛振動的影響而升高墊層以及基層壓實度，從而對路面結構進行壓縮，最后引發路面沉陷的現象。

1.2地基沉陷

路橋過渡段不均勻沉降現象的產生多數是由于地基自身重量以及過往荷載車輛作用力共同作用下而出現的地基沉陷所導致的。通常情況下地基類型較多，并且不同地基類型其土質構成情況也各不相同。加設作用于地基上的荷載力相同，但也會因為土體結構的不同而產生不同程度的地基沉陷。

1.3剛度區別

道路主要是由柔性路面與柔性路基組合而成，屬于柔性結構。而橋梁卻恰恰與之相反，屬于剛性結構。而這就容易在長期過往車輛作用下出現負荷作用。又因為橋跨結構不會發生較大變形，所以通常情況下橋梁變形較為不明顯。而路基地基則經常會由于自身重量或是外界作用力的影響而出現不可逆變形。

1.4結構設計不合理

如果搭板設計、壓實方法、橋臺類型等設計不合理的話也容易導致路橋過渡段出現沉降。假如已經壓實搭板后再鋪筑橋臺的話，非常不利于路橋過渡段壓實處理。其次，排水系統也比較重要，假如路基填料級配不合理，或者路基填料的含水量太高，都會降低土基承載力，造成土基一定程度下沉。

2、路橋過渡段結構設計內容

2.1路基、地基以及緩和過渡段設計

通常情況下，路基結構設計多是瀝青混凝土結構，而橋臺設計多是混凝土結構。前者剛度較小，后者剛度較大。也正是由于兩者的差異性決定了必須對橋臺直至路基這段緩和過渡段結構進行科學設計。如果遇到軟土地基的話，應該采用架設強度過渡段的方式，也可以采用這種的方式處理地面上路堤。一般情況下，橋臺一直到路堤這段可以設計一條大概50m的強度漸變帶，然后將不同級配填料填充到漸變帶中，從而使路堤更好的實現強度過渡。假如不能設置漸變帶在50m左右，至少保證漸變帶長度超過30m。填筑橋臺引道路堤的過程中，假如采用土工合成加筋路堤的方式并不能很好的提高地基承載能力，也很難確保不會導致地基沉降。只有有效提高地基承載能力才可以確保過渡段地基可以同時承受路面車輛荷載以及路堤填土自身重力等作用，不會出現明顯沉降，這樣才可以將土工合成材料自身的優勢充分體現出來。

2.2路橋過渡段結構型式的合理設計

2.2.1土工格柵技術

在進行路橋過渡段路基施工時，可優先選用土工格柵技術，以將土體自身抗剪強度充分發揮出來，從而提高對路面車輛的負載力以及承擔土體自身荷載的能力，并對路基填土側向位移進行有效控制，以避免土體發生過大的側向變形，從而在整體上提升路基的穩定性能。此外，路基填土會和土工格柵產出一定摩擦，

這將會大大削弱分橋臺臺背垂直應力，從而大幅提升路橋過渡段路基承載力，以達到降低路基沉降度的目的。

2.2.2合理設計搭板強度以及搭板長度

在設計搭板長度時，需做到以下幾方面內容：①如若在路面正常使用年限范圍內出現道路沉降而導致的路面縱坡現象，必須保證搭板傾角在1/200-1/300范圍內。②必須確保橋臺臺背低于搭板的長度，且在短時間內不會受到碾壓。③在選擇低級測量長度時應當結合搭板實際受力情況來進行，且必須具有較好的彈性。

在對搭板強度進行設計時應將搭板與橋臺臺背填土間的脫空現象考慮在內，并結合搭板等級來科學選擇搭板強度。例如，路橋過渡段沉降現象出現在不小于10mde臺背范圍內時，應當將路橋過渡段長度設置在10-12m范圍內為最佳。除此之外，還應將搭橋與橋臺臺背填土有可能出現的脫空狀況考慮在內，并根據枕梁的不同位置、搭板階段對搭板強度產生的影響進行綜合考慮。如若是楔形柔性搭板，則需加設合適的楔形加固區在路橋過渡段中，并將其兩端連接橋臺與路基，從而減少路基不均勻沉降的情況發生。

2.3橋頭搭板和路基之間的施工縫

通常情況下，在陰雨天氣下路基和橋頭搭板的施工縫很容易發生滲水，從而會降低路基結構剛度，致使路基不均勻沉降現象的發生，導致橋頭跳車現象出現。所以，在進行設計時，應當科學選用良好的臺背填料，并在橋臺5-10m左右的區域內選用強度高、易于壓實以及透水性好的填筑材料，或是選用橋頭打樁或臺后搭板的方法來進行雙重加固。

結語：

總的來說，路橋過渡段極易受到多方面因素的影響而出現沉降的現象，這對路橋使用的舒適性以及行車的安全性產生較大影響。因此，必須對路橋過渡段的結構設計予以充分重視，并采用科學合理的設計方法來降低過渡段的設計缺陷，從而為路橋過渡段施工質量的提升打下堅實基礎。

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