橋樑橋頭過渡段路基路面設計要點分析論文
橋樑橋頭過渡段路基路面設計要點分析論文
摘要:基於橋樑橋頭過渡段的重要作用，對橋頭過渡段的結構組成及設計原則進行了簡要介紹，針對橋頭過渡段的路基路面設計的要點問題進行分析，以期為橋樑橋頭設計提供參考。
關鍵詞:橋樑，橋頭過渡段，路基，路面
0引言
橋樑橋頭過渡段是橋樑與道路銜接的重要之處，是路況變化並影響行車的節點，如果處理不好，十分容易出現跳車現象，為保證行車安全，提高行車舒適度，提高橋頭過渡段路基路面的設計水平是很有必要的。橋樑是整個道路路線設計中常見的構造物，在工程設計中佔據著重要地位，而橋樑的橋頭過渡段是連線橋樑和道路兩種不同的設計體系的關鍵節點，對於保證橋樑與道路完美結合起著重要的作用。
1橋樑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，透過國內外專家學者的不懈研究，對於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揹回填範圍內，回填物質的材料是變剛性材料，能夠很好的適應道路與橋樑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揹回填土，並且採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”，例如設定橋頭搭板，增加橋頭處的路面結構強度。
2橋頭過渡段的結構組成
橋頭過渡段即是橋樑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。堅固的基礎是保證上層建築穩固的重要因素，土基也是一樣的，必須緊密堅實，那麼在設計中對於影響土基穩定性的因素要加以處理，比如水對土基的危害。設計中要採用有效的防、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，土基回填材料的效能要做好篩選，乾溼情況是影響壓實度的最直接，亦是最關鍵的因素，對於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定的結構層，但是對於處理位於地下水位過高時的路基有著良好的效果。一般採用砂礫、碎石、粗砂以及礦渣等孔利率較大的材料作為墊層的鋪築材料，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，以保證路基的乾燥以及良好的結構效能。底基層與基層同屬於基層部分，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。橋頭搭板位於橋樑與道路路面的連線處，搭板的設定與否以及設定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於2m，範圍超過搭板長度至少1m，材料與基層相同。透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於橋頭跳車有所影響，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。對於面層，沒有特殊之處，主要也是使道路更加平順，並且承受車輛磨耗，設計中採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橋樑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揹回填材料壓實不足，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。
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，直接鋪築造成後期的明顯沉降。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鑽探點過少或鑽進深度不足，導致誤判地基型別或對於軟土地基的深度和範圍探測錯誤等等均會致使採取的處理方法欠妥，影響設計結果。橋頭過渡段中採用橋頭搭板的形式來實現剛柔過渡的情況屢見不鮮，但是在設定搭板厚時並未減輕跳車現象、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6m～8m，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後路基沉降因素，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橋樑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範要求，橋頭過渡段的工後最大沉降的允許範圍為10cm，當滿足沉降曲線換算的工後沉降量低於容許值，同時在2個月～3個月的觀測期內，平均沉降不超過6mm，方可進行後續施工工作。其次是當路面區域性縱坡達到0．5%時，車輛行駛會產生晃動或搖動現象，所以，透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5cm為宜，路橋之間形成的沉降坡差以不大於0．4%為標準。
4．2緩和過渡段的設定
根據規範要求以及實際經驗所得，為降低橋樑與道路的差異沉降，緩和過渡段的設定也是設計中應當注意的部分。從道路到橋樑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，需要設定一定的強度過渡段，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築50m強度漸變的段落，如因條件限制，設定的過渡段無法達到規定長度，也應不小於30m。若不是軟土地基的情況，並且沉降要求如上文中以5cm為標準，那麼過渡段的長度還應大於13m。
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於地基的處理，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，橋樑橋頭過渡段應確保工後沉降不大於10cm，沉降差小於5cm，沉降坡差不大於0．4%。
4．4橋樑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，如設定間距和長度等按照相關規範確定。
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6m～8m，具體原則為:當路基發生沉降後，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，按照規範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，橋樑工程在其中也是起到舉足輕重的作用，橋樑結構的安全牽扯甚廣，必須基於足夠的重視，雖然橋頭過渡段在路橋工程中佔據很小的部分，但是如果設計出現問題，造成的後果也是很嚴重的。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。
參考文獻:
［1］王利國．路橋工程中橋頭過渡段防沉降設計的最佳化［J］．科技經濟導刊，2017(14):54．
［2］陳超．橋頭兩側過渡段路基路面設計及施工技術的研究［J］．建築知識，2017，37(1):51．
［3］秦曉原，畢仲微．軟土地區橋頭路基過渡段變剛度設計方法研究［J］．建設科技，2015(21):85-87．