摘要：为促进全国各地经济的健康快速发展，我国逐渐加大了对交通设施的建设力度，道路桥梁的建设数量在不断增多。随着使用时间的延长，道路桥梁所暴露出的质量问题逐渐引起社会各界的广泛关注。因此必须从提高设计水平来不断强化工程质量意识，确保我国的公路桥梁建设事业实现良性循环。桥梁作为公路建设中重要的组成部分，如何实现桥梁桥头与道路的有效衔接，降低不均匀沉降带来的不利影响，是桥梁桥头过渡段设计的关键环节，对于提升整个道路桥梁的整体质量具有重要作用。
关键词:桥梁桥头；过渡段；路基路面；设计要点
引言
桥梁桥头过渡段是连接桥梁与道路的重要部分，其设计水平的高低直接关系到过渡段路基路面的质量和使用功能的发挥，一旦设计不合理，极易引发路基路面质量缺陷，因不均匀沉降造成桥头跳车现象，影响到车辆及行人的生命财产安全。因此提高桥梁桥头过渡段路基路面建设质量，为人们的安全通行创造一个舒适、健康的通行环境，提高桥头过渡段路基路面的设计水平是实现过渡段路基路面质量的有效保证。
1桥梁桥头过渡段研究概述
为实现道路与桥梁的有效衔接和顺利过渡，在设计和建设阶段，必须以整个道路工程的结构类型、设计理念为指导，结合影响桥梁桥头过渡段质量的因素进行分析，进而根据影响因素成因制定出相应的解决措施，设计出科学合理的施工方案。在长时间的实践发展中，国内外道路桥梁设计人士总结出了许多避免桥梁桥头过渡段质量缺陷的经验和方法，并取得了一定的效果。其中主要思路是解决好道路桥梁过渡段的刚柔性匹配问题，实现刚柔过渡的有效衔接，从而减少不均匀沉降问题。如在进行过渡段路基台背回填时，通过科学选取刚性回填材料，来提升路基的稳定性和承重能力。目前桥梁桥头过渡段路基路面设计中常见的方法 是，用性能和成分结构同时能满足路基土和回填土的基本性能的施工材料，通过对桥台采取分层、分段回填的方式来实现平稳过渡。
2桥梁桥头过渡段呈现不均匀沉降的原因
2.1地基沉陷
随着私家车拥有数量的增多，道路桥梁所承担的外部荷载在逐步加大，一些承载力较弱的地段就容易引发地基沉陷，尤其是桥梁桥头过渡段。由于过渡段路基位置的特殊性，它承载着来自路面的外部负荷和来自路面本身的重量，过渡段路基地基与道路自身地基土质结构具有明显差异，所以在发生沉降时沉降程度也会明显不同。如果两者地基土质结构相同，但所承载的外部重力有所不同，其沉陷程度也会不同，从而引发不均匀沉降。
2.2路面沉陷
在桥梁桥头过渡段这个特殊地段，由于桥台之后的部分范围碾压机会出现碾压盲区或碾压不实之处。当道路桥梁竣工正式通车后，车辆在经过桥梁桥头过渡路段时，来自车辆及路面自身的荷载力会导致路基的垫层一步步被压实，路面结构会承受着来自上面的外应力，当外应力大于路面结构的承受能力时，就会引发路面沉陷。如果路面沉陷没有及时得到处理，就会因长时间的车辆通行造成路面沉陷加剧，严重威胁到车辆及行人的通行安全。
2.3桥头路堤边坡防护措施不妥
从目前大多数桥梁桥头过渡段路堤施工来看，台背路堤填筑材料通常采用的是渗水性图、砂类等材料，在防水和排水方面的设计还有有所不足。一般情况下，设计人员将排水设计重点放在了道路桥梁易发生积水路段，对于道路桥梁过渡段整体排水防水设计缺乏全面性、综合性考虑。但是通过众多的公路改建、水毁工程等实例中发现，造成桥梁桥头过渡段发生不均匀沉降的原因经常由于过渡段路面排水不畅，或者由于路堤路面长期经受雨水等自然条件的侵蚀，因路堤放措施不到位未能真正发挥出对路堤的防护作用，继而使路堤遭受积水的破坏而引发路堤强度和稳定性下降，发生不均匀沉降。
2.4设计方面的原因
造成桥梁桥头过渡段产生沉降的原因有很多，除地基沉陷、路面沉陷造成的沉降外，还包括过渡段引道软土地基处理不当、回填材料压实度不足、病害路基未及时处理、搭板设计不合理等。这些因素都是因为过渡段设计方面存在的不足，才会导致在后期出现的沉降问题。如在进行台背回填时，回填材料的含水量、粒径、分层厚度等达不到标准，或施工单位在压实度未满足施工要求的情况下即进入下步施工操作，此种情况在道路桥梁投入使用时，极易因路基压实度不足及受力不均引发不均匀沉降。
3桥梁桥头过渡段路基路面设计要点
3.1地基与路基设计
一般桥台建设类型为钢筋混凝土结构，其刚度值远远大于路基刚度，为降低因桥梁地基与道路路基刚度差异造成的过渡段质量缺陷需从缩小两者之间的刚度差入手。在进行设计时，可通过对过渡段路基、地基同时实施加固处理的方式，来促使二者之间的刚度差相匹配。通常情况下在路堤和桥台中间设置长度为50m的渐变带，并对渐变带进行加固处理为缩小刚度差创造条件。另外填筑引道处的路堤时，根据路堤实际受力情况合理计算其工后沉降值，依据沉降值通过对地基进行加固处理使其满足实际路面承重能力，进一步发挥土工填充材料增强荷载力效果。
3.2合理选择路堤填料
路堤填料的材料类型对于提高路堤的稳定性和荷载力具有直接的关系，因此合理选择路堤填料可有效提高路堤质量。在进行填料选择时，设计人员要结合路堤填筑的施工工艺，对路堤土壤进行成分分析，在充分了解土壤各项组成指标的基础上，为其选择与之相匹配的填充材料。只有这样，才能确保填料与路堤土壤结构各组成成分相适应，为进一步增强路堤的强度创造条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在现阶段桥梁桥头过渡段路堤的填料选用中，渗水性的土、砂类因具有较稳定的含水量和优良的极配比，且具有优质的压实性能在众多道路桥梁工程中被广泛采用，且在提高路堤强度和稳定性方面效果显著。
3.3过渡段路基路面结构设计
3.3.1加铺土工格栅
当过渡段路基承受路面车辆荷载和自重重量的时候，长时间的超负荷运转，容易引发路基土体位移变形。土工格栅作为提高桥梁桥头过渡段路基强度的一种常用方法，能够促进土体抗剪能力的发挥，对预防和控制土体侧向变形、路基土体位移变形等具有一定作用，进一步提高了地基的稳定性。土工格栅主要采用水平摊铺的方式，其自身特有的弹性可降低因车辆长时间通行带来的压力变形。同时土工隔栅与路基填土会产生摩擦，此种摩擦力可将来自路面上的重量进行分散，从而降低了桥台台背局部范围的外部应力，使得路基的承载能力加强，减小了因受力不均造成的沉降问题。
3.3.2合理设计搭板强度及长度
在进行桥头搭板设计时，应首先对道路桥梁整体工程的结构类型、设置情况、桥台和填土高度、地质勘查资料、地基处理措施等进行分析，根据分析结果合理设计搭板的长度和强度。进行搭板长度设计时，搭板两端要实现桥台台背两端的有效连接，因此其长度要大于台背填土高度，以免对台背的棱角造成损坏。为确保桥台连接处与搭板的标高处在同一水平面，通过预留反降坡设置来保障。在确定反向坡度值时，要将道路桥梁沉降差充分考虑进来。另外要充分考虑过渡段内的外部荷载和自身路面重量情况，根据其实际受力大小计算出正常弹性范围内的长度值。对于软基等不良地基的搭板长度，要结合地基处理方案适当增大搭板长度。从提高桥头搭板材料强度、合理选择搭板类型来提高搭板强度。搭板材料通常采用混凝土现浇的方式，通过精确计算配筋率来提升搭板自身强度；另外在进行搭板设置时，尽量降低台背填土与搭板之间的脱空状况，通过在过渡段增设加固区域，降低桥台与路基的刚度差，从而实现平稳过渡。
3.3.3不进行搭板设置的设计方法
目前在我国众多的桥梁桥头过渡段路基路面设计中，采用搭版设计的方式较为普遍。但是搭板设计在长期的使用过程中，常常由于路面超负荷通行，造成搭板破损或者断裂，从而给行驶车辆带来重大安全隐患，同时也进一步增加了维修几率和维修费用，给企业造成经济损失和不良的社会影响。随着科技的不断进步和长期的实践研究，在过渡段路基路面设计中开始尝试无搭板设计。根据造成过渡段发生错台、跳车现象的原因分析发现，通过降低桥台路基和引道之间的刚度差可实现有效降低桥台跳车现象的目的。因此在进行设计时，设计人员通过改变桥台路基的整体刚度，使其与引道刚度逐渐适应，来实现两者之间的平稳过渡。在过渡路基未设置搭板的情况下，对引道材料进行换填时，通常采用刚性、半刚性填筑材料来提升引道的刚度值，以此来实现引道柔性向刚性过渡的目的。同时对桥头路基采取科学合理的排水设计，来降低积水、雨水等对路基的损害，增强路堤的强度和稳定性，确保桥头路基具有优良的压实度。对于桥头引道来说要充分结合路基沉降原因做好相应的防范设计，尽量提高素土压缩性模量。在桥头高填方的路面结构设计中，应尽量选用复合材料，确保素土和底基层的压缩度大于96%，并且底基层厚度要满足路面外部应力需求。
3.4采用注浆法加固路桥过渡段
注浆法工作原理就是将浆液以分层注入的方式注入工作层面，浆液渗透到土壤颗粒中一方面会减小土壤孔隙比，提高地基的强度；另一方面浆液凝固后会与土壤形成一个胶结体，这样的复合地基其稳定性和承重能力都明显增强，从而满足了工程建设的使用需求。注浆法根据注浆机理的不同分为渗入式、压密式、劈裂式注浆三种。在桥梁桥头过渡段加固处理中常用渗入式注浆，此种注浆方法可有效降低因桥台台背位置带来的施工不便，利用注浆泵将水泥浆液通过注浆管实现对台背填料的全方位施工，不易留下施工死角。浆液在压力的作用下迅速扩散到土壤空隙中，经过化学反应后与土粒骨架固化成一个复合体，使桥台台背整体密实度明显增强，实现了与填土之间的刚度适应，降低了因不均匀沉降造成的桥头跳车现象。
3.5施工排水方面
合理科学的排水设计是确保桥梁桥头过渡段路基路面不受积水干扰的有效措施。长时间的路面积水会使路基中原有的土壤结构受到破坏，导致土体结构变形，位移，使道路桥梁失去原有的稳定性和承重能力，增大了过渡段桥头跳车、错台现象的发生几率。因此在进行过渡段路基路面结构设计时，要结合道路桥梁建设地的降水情况、地下水位情况、台背填料类型、渗水能力大小等进行综合考虑，根据过渡段路基路面的具体状况合理设置排水方式。过渡段路基路面排水设施大多数情况下采用合理布置排水沟、引流、截留沟、急流槽以及边沟和地表排水管等方式来实现积水的处理问题，同时还可通过加固沟渠的方式，例如对沟渠内部采用浆砌片进行加固处理，从而提高排水沟的排水能力，来确保路基始终处于干燥、稳定状态。
结语
道路和桥梁作为我国重要的交通纽带之一，在促进经济发展、方便人们日常出行方面发挥着重要作用。为满足现代人们生产生活出行的需要，越来越多的道路桥梁建设工程出现在我们周围。做好桥梁桥头过渡段路基路面设计成为人们关注的焦点，过渡段作为道路桥梁的关键地段，应从解决地基路基刚度差异，通过铺设土工隔栅、合理设计搭板强度及长度等方面来保证过渡段的平稳度满足现代化的交通使用需求，为提升道路桥梁的整体质量打好基础。
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论文作者:索勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/21
标签：路基论文; 桥梁论文; 路面论文; 桥头论文; 路堤论文; 桥台论文; 道路论文; 《防护工程》2018年第31期论文;