路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工控制技術(shù)研究

尚 羽

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

1 路橋過(guò)渡段存在的主要問(wèn)題

1.1 路基不均勻沉降的問(wèn)題

路橋過(guò)渡段的設(shè)計(jì)中，由于橋梁結(jié)構(gòu)和路面結(jié)構(gòu)的剛度不同，在車輛荷載和自身結(jié)構(gòu)體系的自重作用下，地基會(huì)產(chǎn)生不同程度的不均勻沉降，進(jìn)而使兩側(cè)的地基產(chǎn)生臺(tái)階，造成車輛橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生。這種現(xiàn)象是由于兩側(cè)結(jié)構(gòu)不同造成的，一方面由于路面在荷載的長(zhǎng)期反復(fù)作用下，使得地基土之間的縫隙逐漸減小，并且伴隨著土體的側(cè)向位移，使得路面結(jié)構(gòu)高度逐步下沉；另一方面也可能由于橋梁所處位置的樁基下的土層地質(zhì)條件不好，土體的天然空隙較大，在車輛荷載和其他荷載的反復(fù)作用下，地基出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象。首先我們要明確，路橋過(guò)渡段產(chǎn)生不均勻沉降是無(wú)可避免的，如果沉降在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，且不會(huì)對(duì)車輛行駛造成明顯的危害，這是可以接受的。但是如果車輛在行駛過(guò)程中能感覺(jué)到明顯的跳車現(xiàn)象或者不舒適的情況，這就要求設(shè)計(jì)和施工單位，盡可能實(shí)際的模擬現(xiàn)有道路路基狀況，采取一定的措施來(lái)減小地基之間的不均勻沉降的差值，進(jìn)而提高路橋結(jié)構(gòu)的使用壽命。

1.2 過(guò)渡段路面裂縫及路面不平整問(wèn)題

從路橋過(guò)渡段的現(xiàn)有病害情況來(lái)看，在伸縮縫兩側(cè)，無(wú)論橋面還是路面，都極易出現(xiàn)不同程度的裂縫，其中涵蓋了橫向裂縫和縱向裂縫，有的甚至出現(xiàn)了坑槽，這些都嚴(yán)重危害了行駛車輛的安全。另外在橋頭兩側(cè)出現(xiàn)裂縫的情況下，如果得不到及時(shí)的修復(fù)處理，在后期的雨水作用下，會(huì)導(dǎo)致橋面鋪裝層及結(jié)構(gòu)中的鋼筋發(fā)生不同程度的腐蝕和損壞，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的崩塌。

對(duì)于路橋過(guò)渡段路面不平整的問(wèn)題，很大的原因是由于施工方的原因，另外在加之自然環(huán)境的因素等，一是由于施工人員技術(shù)水平較低，在進(jìn)行路面攤鋪和壓實(shí)中不符合相應(yīng)的技術(shù)要求，進(jìn)而導(dǎo)致了路面不平整的現(xiàn)象；二是由于施工人員為了節(jié)省材料或者其他方面的物資，不按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行違規(guī)操作，導(dǎo)致了這類現(xiàn)象的發(fā)生。路橋過(guò)渡段的施工中，對(duì)于路面平整度的要求應(yīng)該是十分嚴(yán)格的，但在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際施工過(guò)程中，由于施工環(huán)境或者施工技術(shù)的影響，直接導(dǎo)致了過(guò)渡段路面的坑洼不平的狀況，這嚴(yán)重影響了道路的施工質(zhì)量，使得車輛在行駛過(guò)程中出現(xiàn)顛簸的現(xiàn)象，對(duì)于車輛輪胎的磨損也十分嚴(yán)重。

1.3 路橋過(guò)渡段施工和設(shè)計(jì)方案不合理的問(wèn)題

在對(duì)路橋過(guò)渡段進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)單位沒(méi)有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行具體的過(guò)渡路面的設(shè)計(jì)，或者在設(shè)計(jì)中只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)處理而沒(méi)有進(jìn)行綜合處理的方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體之間產(chǎn)生不均勻沉降而導(dǎo)致跳車現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于施工方來(lái)講，路橋過(guò)渡段的施工應(yīng)該先完成橋梁結(jié)構(gòu)物然后再進(jìn)行橋梁兩側(cè)的路基填筑，但在實(shí)際的施工中，由于施工人員的協(xié)同合作之間的問(wèn)題以及路橋分工的問(wèn)題，甚至合同段分工不同的問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致施工順序的錯(cuò)亂。另外，橋梁施工完成后，對(duì)于路基填筑來(lái)講，工作面相對(duì)比較狹窄，對(duì)于路基的壓實(shí)工作產(chǎn)生了一定的影響，這就導(dǎo)致會(huì)產(chǎn)生路基壓實(shí)不均勻的狀況。同時(shí)橋梁建成后就會(huì)產(chǎn)生微小的沉降，在后期的路基施工中往往會(huì)被忽略。這一系列的設(shè)計(jì)和施工方案的選擇，都會(huì)在很大程度上影響路橋過(guò)渡段的質(zhì)量，如果處理不當(dāng)，極易對(duì)道橋的使用產(chǎn)生危害。

2 路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工控制要點(diǎn)

2.1 合理設(shè)置過(guò)渡段，選用合適的結(jié)構(gòu)類型

橋梁橋臺(tái)部分的結(jié)構(gòu)層是由混凝土變?yōu)槁坊模虼嗽诼窐蜻^(guò)渡段一定要設(shè)置相應(yīng)的過(guò)渡結(jié)構(gòu)，進(jìn)而減小由橋面變?yōu)槁访娴臎_擊力，保障行車安全。對(duì)于過(guò)渡段結(jié)構(gòu)形式的選擇，現(xiàn)階段主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是設(shè)置土木格柵，一種是設(shè)置搭板。

土木格柵的設(shè)置是為了最大程度的發(fā)揮結(jié)構(gòu)的抗剪性能，使得結(jié)構(gòu)能夠在承受自身重力和外部車輛荷載的情況下，不產(chǎn)生大的側(cè)向位移，因而能在一定情況下減小路基土的側(cè)向作用，加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，縮小路基和橋臺(tái)的不均勻受力而產(chǎn)生的不同沉降。搭板則是現(xiàn)階段使用比較廣泛的一種路橋過(guò)渡段的緩沖結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行搭板的設(shè)計(jì)時(shí)，搭板的坡度和長(zhǎng)度要滿足規(guī)范和實(shí)際的受力要求，在很多情況，橋面和路面之間會(huì)有一定的高度差，在設(shè)計(jì)搭板時(shí)，要保證縱坡滿足實(shí)際要求；另外搭板的長(zhǎng)度要大于等于5 m，對(duì)于中小橋，可以設(shè)置在6～8 m，對(duì)于大橋，要根據(jù)實(shí)際情況增大搭板長(zhǎng)度，進(jìn)而保證過(guò)渡結(jié)構(gòu)的受力特性。

2.2 選用合適的填料，保證壓實(shí)度

路基及臺(tái)背填料的選擇對(duì)于路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)性能也具有很大的影響，在選擇過(guò)渡段結(jié)構(gòu)的調(diào)料時(shí)，要充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況以及結(jié)構(gòu)物的承載力情況，綜合分析填料的顆粒級(jí)配及材料的配比等問(wèn)題，多增加粗骨料的分量及比例，進(jìn)而促進(jìn)填筑結(jié)構(gòu)的剛度和安全性能。

結(jié)構(gòu)壓實(shí)度的控制是施工單位的一個(gè)重要方面，這對(duì)于結(jié)構(gòu)剛度的提高是十分必要的。在施工時(shí)，要保證每層土的填土厚度，使得壓實(shí)效果最佳，一般應(yīng)每層土的厚度都控制在15 cm左右，壓實(shí)一層鋪筑一層，在每層壓實(shí)完成之后要嚴(yán)格測(cè)量其壓實(shí)質(zhì)量，確保滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。另外在進(jìn)行壓實(shí)之前，施工單位應(yīng)該將混合好的材料涂到過(guò)渡段中，使其進(jìn)行充分的軟化，然后將周圍的熱料進(jìn)行一定的處理，最后將粘接層涂抹在路橋過(guò)渡段，促進(jìn)壓實(shí)工作的順利進(jìn)行。最后要嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行壓實(shí)處理，依次進(jìn)行卸土，攤鋪，灑水，晾干，碾壓，選用適宜大小的壓路機(jī)，根據(jù)實(shí)際情況確定碾壓次數(shù)，待每層碾壓檢驗(yàn)合格后進(jìn)行下一步工序，確保壓實(shí)質(zhì)量。

2.3 加強(qiáng)路橋過(guò)渡段的施工組織設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步控制路橋過(guò)渡段的施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)時(shí)施工單位的重要舉措。在進(jìn)行路橋過(guò)渡段的施工之前，要明確施工工序及施工順序，編寫(xiě)好施工組織方案，做好路基沉降的預(yù)防處理措施，嚴(yán)格控制橋臺(tái)和路基間的沉降差。根據(jù)施工和設(shè)計(jì)要求，通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)施工組織方案進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，并不斷優(yōu)化調(diào)整，最終在滿足技術(shù)要求的前提下，選用最經(jīng)濟(jì)的方案，進(jìn)而保證路橋過(guò)渡段的施工質(zhì)量，促進(jìn)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

2.4 案例分析

該橋位于二級(jí)路上，跨徑為3×13 m，預(yù)應(yīng)力混凝土橋，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，橋梁橋頭與道路過(guò)渡段處出現(xiàn)了不同程度的橫向裂縫和縱向裂縫，在一側(cè)還出現(xiàn)了小范圍的不均勻沉降。

由于該路段為大修，且在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，橋梁下部結(jié)構(gòu)完好，空心板無(wú)明顯的裂縫和鋼筋外露情況，因此，設(shè)計(jì)中采用更換橋面系的維修方案，在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，橋頭沒(méi)有設(shè)置搭板，因此針對(duì)路橋過(guò)渡段，設(shè)計(jì)中采用的措施為：將背墻更換為牛腿式，設(shè)置6 m搭板來(lái)作為過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，臺(tái)背填料采用10%的石灰土，壓實(shí)度為95以上，滿足規(guī)范要求，如表1。

表1 路堤壓實(shí)度

在施工中要嚴(yán)格控制壓實(shí)度，保證過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少裂縫的產(chǎn)生以及結(jié)構(gòu)的不均勻沉降。

3 結(jié)束語(yǔ)

路橋過(guò)渡段的問(wèn)題雖然在現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)和施工中已經(jīng)引起了足夠的重視，但這種現(xiàn)象依然存在，這就要求設(shè)計(jì)和施工單位要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及環(huán)境因素不斷優(yōu)化方案，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工工藝及材料性能方面不斷改進(jìn)和完善路橋過(guò)渡段的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)，提高施工質(zhì)量，減少路橋過(guò)渡段的裂縫及不均勻沉降，減輕甚至避免跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而提高路橋建設(shè)的質(zhì)量，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命，為人們的安全出航提供保障。