橋梁橋頭過渡段路基路面設計要點分析

段 琰 楠

(山西長治公路勘察設計院，山西 長治 046000)

0 引言

1 橋梁橋頭過渡段研究概述

實現路與橋相接的“剛柔過度”是解決問題的關鍵，通過國內外專家學者的不懈研究，對于解決橋頭過渡段跳車的問題已經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，回填物質的材料是變剛性材料，能夠很好的適應道路與橋梁兩種不同剛度的過渡，但是此種方法實現難度較大。還有一種常見的方法，應用某種材料，其性質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過渡。另外，為了能夠使兩種結構實現抗變形能力上的過渡，設計中路面下的結構形式由“對接”改為“搭接”，例如設置橋頭搭板，增加橋頭處的路面結構強度。

2 橋頭過渡段的結構組成

橋頭過渡段即是橋梁與道路銜接的過渡部分，自下而上的結構組成為土基部分,墊層部分,底基層部分,基層部分,橋頭搭板以及面層部分。橋頭搭板及路基處理范圍如圖1所示。

堅固的基礎是保證上層建筑穩固的重要因素，橋頭過渡段的土基也是一樣的，必須緊密堅實，那么在設計中對于影響土基穩定性的因素要加以處理，比如水對土基的危害。設計中要采用有效的防、排水措施，對地表水攔截，地下水引導以保證土基安全穩固。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，亦是最關鍵的因素，對于壓實度的控制要做到嚴格要求，同時與上層的密實度實現統一。

墊層不是橋頭路基過渡段必須設置的結構層，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構性能。

底基層與基層同屬于基層部分，是主要的受力結構層，因此要求其具備足夠的強度和穩定性，以及抗沖刷能力，如果是在冰凍地區還應有足夠的抗凍性。

橋頭搭板位于橋梁與道路路面的連接處，搭板的設置與否以及設置形式根據公路等級和相關要求等視情況確定。當有搭板時，其幾何尺寸以及埋置深度、搭接形式、是否配筋或加設枕梁等設計均應貼合實際，做出最適合的設計成果。搭板以下部位要做好路基處理，通常加強層厚度不小于2 m，范圍超過搭板長度至少1 m，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，設計中采用與正常道路相同的結構設計。另外，橋頭引道的路基與路面設計也是值得注意的環節，做好相應處理能夠在一定程度上規避路基沉陷，避免跳車。

3 橋梁橋頭過渡段呈現不均勻沉降的原因

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。

在整個除雜工序結束后，要適當調整鉛液中含銻量，因為陽極板中Sb含量低時，在鉛電解過程中容易掉落陽極泥，陽極泥落入電解液中隨電解液的循環流動容易附著在析出鉛表面，產生污染，影響析出鉛中Ag、Sb、Bi、Cu等雜質含量。如果Sb含量過高，陽極泥附著強度增大，難于洗刷殘極上面的陽極泥，同時陽極板變脆，還會出現電解生產過程中因斷耳而掉極的現象，同時也會加大錫的溶解，降低析出鉛的質量。

3.2 病害路基未做處理

當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。當有軟土地基時，如果處理不當，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 過渡段結構設計存在缺陷

設計勘察與地質勘探過程中鉆探點過少或鉆進深度不足，導致誤判地基類型或對于軟土地基的深度和范圍探測錯誤等等均會致使采取的處理方法欠妥，影響設計結果。

橋頭過渡段中采用橋頭搭板的形式來實現剛柔過渡的情況屢見不鮮，但是在設置搭板厚時并未減輕跳車現象、搭板出現斷板等情況也時有發生，究其原因設計的缺陷對此影響較大。通常情況下的搭板長度為6 m～8 m，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有的作用，仍然會產生跳車現象。

搭板設計過程中遺漏臺后路基沉降因素，造成設計的搭板強度未滿足要求，出現斷板，引起橋頭線形突變，誘發車輛跳車現象。

4 橋梁橋頭過渡段結構設計

4.1 變形控制

橋頭過渡段的變形控制十分關鍵，需要注意兩項原則，首先是根據相關設計規范要求，橋頭過渡段的工后最大沉降的允許范圍為10 cm，當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，平均沉降不超過6 mm，方可進行后續施工工作。其次是當路面局部縱坡達到0.5%時，車輛行駛會產生晃動或搖動現象，所以，通過分析不均勻沉降值對路面結構附加應力的影響，建議路橋過渡段的沉降差值控制標準以5 cm為宜，路橋之間形成的沉降坡差以不大于0.4%為標準。

4.2 緩和過渡段的設置

根據規范要求以及實際經驗所得，為降低橋梁與道路的差異沉降，緩和過渡段的設置也是設計中應當注意的部分。從道路到橋梁的結構形式跨越很大，剛度變化也很明顯，當遇到軟土地地基時，需要設置一定的強度過渡段，對應的地上路基也應如此。為保證路基強度能夠充分過渡，相關設計規定要求在剛柔過渡過程中應用不同級配的填料鋪筑50 m強度漸變的段落，如因條件限制，設置的過渡段無法達到規定長度，也應不小于30 m。若不是軟土地基的情況，并且沉降要求如上文中以5 cm為標準，那么過渡段的長度還應大于13 m。

4.3 地基、路基條件

土工合成材料的加筋路基產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，橋梁橋頭過渡段應確保工后沉降不大于10 cm，沉降差小于5 cm，沉降坡差不大于0.4%。

4.4 橋梁橋頭過渡段的結構型式

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向變形，增強整體穩定性。

2)加鋪土工格柵能夠減小路基沉降，當土工格柵與路基土結合產生的摩擦力能夠臺背填土的垂直應力，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構形式，其各項設計要素，如設置間距和長度等按照相關規范確定。

4.4.2搭板設計

雖然橋頭搭板的設計模式不是完全統一的，但其一般的設計原則是有跡可循的，一般情況下的搭板長度為6 m～8 m，具體原則為：當路基發生沉降后，其允許傾斜角度在1/200～1/300內，其長度超過臺背無法壓實的土體，結合受力狀態，按照規范提供的相關計算方法，計算出搭板長度。

5 結語

基礎設施建設在我國發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，橋梁結構的安全牽扯甚廣，必須基于足夠的重視，雖然橋頭過渡段在路橋工程中占據很小的部分，但是如果設計出現問題，造成的后果也是很嚴重的。為此，相關設計人員提升自身業務水平，提供高質量的設計成果，才能讓行業的發展越來越好。