桥头搭板受力特性及适应性

民营科技　２——ｏｌｏ￣　建筑・规划・设计　桥头搭板设计和施工中的几个问题分析　沈炳生　（龙岩市高速公路建设管理处，福建龙岩３６４０００）　摘要：在总结工程实践经验的基础上，对桥头搭板设计和施工中的几个问题进行分析探讨。　关键词：搭板设计；搭板施工；分析探讨　公路工程桥头跳车是指桥梁或涵洞等构造物两侧与路堤填土衔接　处产生较大的差异沉降和刚度差异，使得路面上出现显著的坡度变化和　刚度变化，从而导致行驶的车辆在此处产生跳车的现象。为了防治桥头　跳车，人们对控制沉降采取了很多种方法，主要是加固桥台后填土来控　制沉降，诸如堆载预压法，袋装砂井法，塑料排水板法，填土压实控制法，　土工格栅法，加筋土法，水撼砂法等，都取得了一定效果。此外，为使车辆　平稳过度，设置桥头搭板是解决桥头跳车的一项有效措施。　１　桥头搭板防治桥头跳车存在的主要问题　１．１桥头搭板脱空　在设置桥头搭板初始时，搭板与台背填土接触良好，此时若在搭板　远台端承受汽车荷载的作用，则地基土会有反作用力。对于低填方良好　的地基，工后沉降很小；而对于高填方、填土性质不良或压实度未达到要　求的台背而言，工后沉降往往较大，并可能出现搭板底面脱空现象，搭板　脱空会导致搭板所受拉力的大幅度上升，引起搭板折角、断裂。　１．２搭板远台端的错台或过大沉陷　在搭板与路基接头处，不仅存在刚度的差异，而且板块受力条件也　不相同。因此，在搭板远台端具有产生错台与过大沉陷的基本条件，这正　是造成搭板跳车位置转移而在板端再次跳车的一个主要原因。　搭板的近台端置于桥台上，而搭板的远台端搁置在土基或枕梁上，　基层或枕梁的沉陷会引起桥台上搭板的转动，同时还会引起搭板的纵向　滑动，若滑移量超过一定限度，则搭板可能滑落，故必须设置锚栓。但在　某些软土地区搭板用锚栓固定后，搭板的滑移趋势依然存在，导致板内　产生拉应力，若板端的沉降量较大，锚栓孑Ｌ内的应力集中，拉应力超过其　极限值，则锚栓孔会开裂并可能造成牛腿损坏和搭板滑落。　２桥头搭板的设计　２．１搭板类型选择　根据桥梁基本情况及路基与桥梁结构物之间差异沉降的容许值　选　择合适的搭板类型。　１）单段式搭板。单段式搭板是指台背只设置一段搭板，板的近台端　搁置在背墙顶面或从它外伸的牛腿上，板的远台端则分成两类。一是设　置枕粱，枕梁用来传递搭板上的部分荷载于地基之上，同时又能增加搭　板的横向抗弯刚度。二是不设置枕梁，通常是将搭板的远台端增厚。　２）多段式搭板。当搭板的没计长度超过８～］Ｏｍ时，宜将搭板设计成　多段式的，并在板段问的接头下面设置拉杆和枕梁，这样可以使板厚减　小，沉降平顺。　３）可抬升式搭板。可抬升式搭板的构造比较简单，只须在枕梁下采　用预制板做预留工作井。井底设３０ｅｍ厚的混凝土基础。工作井的空间　应充分考虑安放千斤顶进行操作的需要，平时用砂填充。需要抬升搭板　时，将工作井里的砂掏出，安放台座式千斤顶抬升枕梁和搭板，然后从预　留孔或板侧将水泥浆压人板下。　４）桩板结构。在软土地段，可加大桥头搭板的长度，并将搭板支承于　桩上。美国某公路采用一块长度为４５．７ｍ的桥头搭板，并支承于桩上。桩　长自台后向远端逐渐减小，以使到远端搭板与路面板达到同步沉降。　２．２搭板的埋置方式　１）平置式。搭板的纵坡与路面设计纵坡平行，搭板的近台端搁置在　台帽背墙的牛腿上或桥台前墙顶面，远台端则搁置在枕粱上，这种方式　适用于引道是刚性路面的情况。　２）斜置式。搭板的纵坡一般不大于５％，和上述的不同点的是远离台　背端深埋在路面基层以下或者置于路面面层与基层之间。这种埋置方式　适用于引道是柔性路面，有利于行车从刚性桥面到柔性路堤过度。　３）加设变厚式埋板。为避免二次跳车，常在搭板的尾端加设一段浅　埋的变厚式埋板，其长度一般取３Ｎ６ｍ，对于水泥混凝土路面，也可将与　搭板连接处的路面板改为变厚式板。　２．３桥头搭板的长度及截面尺寸　高等级公路中桥头搭板长度的选择一般采用：大桥８－ｌＯｍ，中桥６～　８ｍ，小桥及明涵４ｍ。合理确定桥头搭板长度要根据实际工程具体情况，　从以下几个方面考虑：１）搭板的长度应与填土高度或桥头路基容许沉　降成正比。２）桥头引道的容许纵向沉降坡度与搭板的长度有直接的关　系。工程中容许的纵向坡度一般为４％一６％。。３）搭板的长度应能跨越桥　台台背难以压实的土体，或跨越按计划在台背预留的土方缺口长度，或　跨越台背后破坏棱体的长度，或跨越填土前预留缺１２１的上１：３宽度；４）以　汽车荷载作为板的计算荷载，并在布置荷载时考虑对纵横板条产生最大　内力时的最不利荷载位置。用文克尔弹性地基梁的计算方法计算搭板内　力，在确保搭板受力有效长度的情况下，合理确定搭板长度。　桥头搭板宽度的确定，主要是考虑车辆压于搭板纵向边缘时，对搭　板受力状况的不利影响。根据搭板受力状况，将搭板做得宽些较为合理。　许多工程的搭板边缘在缘石内约０．５ｍ。国外一些工程的搭板宽度做到　两侧与缘石边缘相齐，并用柔性材料隔离。　桥头搭板厚度是影响搭板强度和刚度的主要因素。搭板厚度的确定　应充分考虑到板长、板宽、脱空长度、斜搭板的斜度、荷载等级以及支承　条件等。其中的力学要求，分为强度要求和变形要求。搭板的配筋量既要　满足强度要求，又要满足变形要求，变形要求直接影响到行车的舒适性。　２．４桥头搭板的计算　桥头搭板一般采用简化的计算方法，即将板分割成相互垂直的单位　宽板条，以汽车荷载作为板的计算荷载，并在布置荷载时考虑对纵横板　条产生最大内力时的最不利荷载位置。每一条块分别按文克尔弹性地基　梁方法进行计算，为考虑相邻板条间的剪力传递影响，在计算结果中乘　以影响系数加以修正。内力计算中所使用的基床反力系数Ｋ可由承压　板边长为３０ｃｍ的平板载荷试验确定。按文克尔弹性地基梁的方法计算　搭板弯矩分布后，再确定搭板的配筋。值得指出，上述方法是以假设搭板　下路基均匀沉降为前提的。计算配筋时也要考虑搭板底部脱空的影响，　此时应提高搭板的抗弯强度，加强配筋，确保搭板在使用过程中不发生　断裂。　３桥头搭板的施工　一般搭板为整体浇筑而不设纵缝，只是在桥面较宽时再设纵缝，这　样整体性好。为防止裂缝，在搭板与混凝土路面相接处设胀缝，并在邻近　搭板２－３块混凝土路面的板缝也连续设胀缝。　３．１选材与施工　桥台台背填料填筑处理质量的好坏对台背沉降起着举足轻重的作　用。材料选择上，应选择渗水性好、强度高、压实快的材料。另外，在北方　冰冻地区还应选择抗冻胀强的材料，如砂砾、碎石砂、工业废渣、碎石土　等。在填筑方法上，要分层填筑，分层碾压，分层检测，分层厚度要小于　３０ｅｍ。斜坡或台阶填筑至搭板底面。　台背填筑的时间是一个很关键的问题。大多数施工是构造物和路基　土方同时进行的台背填筑及桥头很长一段距离内都是先空下，待桥台完　工后再填筑桥头部分。这样，一般是台背与路面在同一时期完成，所以台　背部分的地基和路堤没有充足的时间固结下沉，工后沉降比较明显。因　此，在施工安排时，最好先安排构造物施工，路基和台背同时填筑，并进　行超载预压处理，路面施工则等到路基沉降稳定后进行。　搭板垫层材料采用石屑、砂砾、水泥或石灰等混合材料。这些材料凝　固后在搭板下形成刚度和强度较大的稳定层。垫层施工要分层填筑，碾　压，压实密实度要达到９５％，其平整度在５ｒａｍ以内。　枕粱的施工在垫层后进行，依据设计图进行放线，然后支模板，复核　枕梁高度，在此同时，将在钢筋加工区加工好枕梁的钢筋笼放在模板之　内，预留好保护层并固定钢筋笼，浇筑混凝土振捣密实，并梳平枕梁顶部　混凝土，枕梁施工完后再施工搭板，同样支模，绑扎钢筋，浇筑混凝土，并　进行养护等等。若搭板需设置纵缝或横缝，应及时用切割机切割，并用填　缝材料填塞。　枕梁和搭板浇筑完毕后，混凝土需进行养护。在夏季高温期，混凝土　一旦终凝便要进行湿水养护，保证混凝土始终处在浸　（下转２５３页）

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A 桥头搭板施工工法

1 工法特点

1.1

随着公路建设的逐步深入，公路建设也进入了建设的高潮。评价一条公路的使用质量和服务质量，有快速性、安全性、舒适性等指标，而是否舒适，桥头是否有跳车现象是一个很重要的评价标准。在个别软土地基地区，桥头跳车现象是一个比较常见的现象。如何解决好桥头跳车问题，是很多公路设计与建设者所关注的一个课题，其中在桥台后设置有效的搭板，是一项重要的措施

1.2 施工简单，便于操作成本低。

1.3 施工速度快效率高

1.4 机具设备简单，挪移方便，使用效率高

2 适用范围

本工法适用于我国各类桥头搭板施工。

3 工艺原理

该项施工用于防止桥段连接部分的沉降而采取的措施。它搁置在桥台或悬臂梁板端部和填土之间，随着填土的沉降而能够转动。从而车辆行驶时可以起到缓冲的作用，即使台背填土沉降也不至于凹凸不平。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程如下图所示。

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A 测 量 放 样

钢筋安装

模板安装

混凝土入模与初平 ← 混泥土拌合运输

混凝土振捣与平整

混凝土表面处理

混凝土养护

4.2 操作要点

4.2.1 由测量人员对搭板平面位置及标高进行全面放样。

4.2.2 桥头搭板下必须分层夯实，搭板底标高以下应做砂浆垫层，垫层厚度应根据设计规范确定。

4.2.3绑扎钢筋

钢筋尺寸按照图纸下料，在绑扎钢筋的同时安装预埋件，台背牛腿底部垫1CM厚油毛毡，牛腿以上台背部分设置油浸纤维板，搭板顶与油浸纤维板之间用沥青马蹄脂添实。钢筋在绑扎前应除锈，钢筋便面应洁净，钢筋接头采用对接焊和搭接焊，焊接接头与钢筋弯曲处不应小于10d，也不得出现在最大弯矩处同一截面主筋搭接数量超过主筋数量的50%。施工时首先在垫层上按图纸弹线，标注出下层钢筋的位置，按位置摆放钢筋，并绑扎固定，放置混凝土垫块。绑扎点焊架立钢筋，然后绑扎上层钢筋，组成钢筋网片。

关于道路桥梁桥头搭板的结构设计方法

摘要：随着人们生活水平的不断提高，我国的道路建设迎来的新的高潮，参照国内外工程实例以及相关施工经验，认为设置搭板能够使桥头跳车现象得以有效减少，并对道路桥梁的桥头搭板设计进行了分析与探讨。

关键词：道路桥梁；桥头搭板；结构设计方法

一、桥头搭板结构设计的基本原则

1、土基

在桥头过渡部分，应保证土基稳定、密实且均匀；应及时将地下水或地面水拦截、排出，以免对土基稳定性和强度产生不利影响。正常情况下的填土应保证为干燥或中湿；过于湿润的土同样也会对土基强度或稳定性产生负面影响；另外，压实度建议为95%。

2、地基承载力的深度要求

桥头部分路基的填土高度相对要高一些，填充作业速度要快，在此模式下，地基水的排出过程就不太顺利，甚至地基承载能力也可能不符合规范要求，为工程主体的投人使用留下后患。基于此，应采取换填土或粉喷桩等特殊的地基处理措施。

3、垫层

垫层用材宜就地取之，应注意地基自身可能出现的缺陷对其他部分的影响，例如若地基软弱性可能会使基层或者垫层出现污染，进而隔断地下水等等。垫层最小厚度为15cm为宜，宽度应与路基同宽，或以基层为参照，超出其两侧25cm。

4、搭板

在路面与桥梁连接处，应从实际的建造经验出发，参照相关公路等级，最终决定是否设置搭板。通常来说，设置于搭板下部的加强层厚度应>2m，加强层长度应比搭板长度超出lm左右，加强层选材应同于底基层。笔者建议土基与基层间的压实度以95%为宜。若决定不设置搭板，则可铺筑临时性的混凝土预制块或沥青路面。

二、设计搭板

1、搭板埋置深度和搭板型式对搭板进行分类管理，它有如下三种主要的类型：台阶型、变厚度和等厚。按照搭板埋置的深浅不一，可以将其划分为低、中、高置三种。一般来讲，高置式的搭板在顶面上是与桥台齐平的；低置式，其搭板远台端的顶面位于路面基层的下方，对于路面铺设来说非常的有利；如果为中置式，则远台端搭板的顶面介于基层和面层之间。

1 搭板设计要点

高速公路、一级公路和二级公路桥头宜设置搭板。三级和四级公路当桥头填方路堤较高、交通量较大或重载车辆较多时，也宜设置搭板。

根据国内近十年桥头搭板使用的经验教训和某些研究成果，提出搭板的设计要点，供参考。

1、搭板体系的基本组成

为了克服桥头跳车的弊病，采用桥头搭板是目前国内常用的有效的措施之一。但搭板不能独立地工作，它必须与其周围的结构、土工体和填料进行优化组合，才能获得最佳的效果。以搭板为中心，联合其周围的物体，可称为搭板体系。

⑴搭板

搭板采用钢筋混凝土结构。一般情况下尽量采用就地整体现浇的施工方案，以确保其与基础的紧密连结。

搭板尾端是否布置枕梁，从理论分析和使用效果看，还没有明确的结论。设置或不设置枕梁各有利弊。目前工程界认识不一致。从降低造价和简化施工考虑，暂按不设置枕梁进行设计。但将搭板尾端1m～1.5m长度适当加厚，以减小搭板所受的最大拉应力。即图1上的l2=100cm～150cm。

搭板的长度及厚度h，见表1及表2。搭板尾端的厚度一般可取h+20cm。

⑵搭板的埋置深度

搭板宜埋置在桥面铺装层（A）和过渡层（B）之下（参阅图1）。根据过渡层的不同，可以分为以下三种型式：

①高置式 2

3 搭板顶面与桥台背墙顶同高。此时过渡层厚度（B）=0。对于三、四级公路，且采用水泥混凝土刚性桥面铺装时，可以采用高置式。当桥面有向台尾方向的上坡时，搭板可用平坡，桥面铺装向台尾方向逐渐变厚；当桥面有向台尾方向的下坡时，搭板可取与桥面相同的纵坡，桥面铺装为等厚度。

②中置式

搭板尾端（即远台端）的顶面置于路面面层与基层之间。当桥面为沥青混凝土时，国内采用较多。此时，过渡层（B）包括路面的面层和基层。

③低置式

搭板尾端的顶面在路面基层之下。当路面为沥青混凝土时，可选用低置式。这种型式的桥头路面与一般路面相同，可以一次连续施工。此时，过渡层（B）的厚度为路面厚度。

⑶铺装层（A）