桥头搭板的设计与施工

桥头搭板的设计与施工摘要：本文针对桥头搭板设计进行了分析，详细介绍了设计步骤，并指出在施工中应当注意的一些问题。目的是使方法得当，施工合理。关键词：桥头搭板设计；施工合理Abstract:Thispaperanalyzesthedesignofbridgeplate,introducesindetailthedesignsteps,andpointedoutsomeproblemsthatshouldbepaidattentioninconstruction.Thepurposeistomakepropermethods,theconstructionisreasonable.Keywords:Bridgeplatedesign;constructionisreasonable中图分类号：U415.52文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）1.引言桥梁在设计和施工中，因桥台的基础埋置较深，所以可以作为刚性结构物，使用中可认为不下沉，但桥梁两端大多为填土，沉降较桥台大得多，为了减少沉降差和刚柔的过渡，并防止跳车，应在桥台背设置搭板，达到行车舒适的目的。2.桥头搭板的形式通常桥头搭板采用下列两种形式：一种是一端置于台后牛腿上，另一端置于枕梁上（如图1）；另一种是置于板体上（如图2）。下面分别对这两种搭板的设计和施工进行分析。3.搭板的设计3.1搭板的长度搭板的设计比较复杂，而且计算方法不统一，国内很多高等级公路是根据交通部规划设计院对搭板的推荐值，即采用：大桥810m、中桥68m、小桥等3m，这种只依据大、中、小桥来计算搭板的长度是不够全面的。日本道路工团认为搭板长度应为58m，美国和前苏联台后搭板长度都超过了10m，板厚一般不超过30cm1。对于图1所示搭板可认为是弹性简支过渡板，运用主动土压力理论，根据台背土体沉降计算搭板长度，并按照不同的公路等级进行调整，在计算枕梁压力可按照路基与土基容许承载力验算枕梁压力。由于桥台背土体的填筑高度和填土的力学性质直接影响着是否会产生跳车现象2，所以假设土体产生沉降，则桥台背土体形成滑裂面，按主动土压力理论，其计算公式为：式中：桥台背破坏棱体长度；：桥台背土体填筑高度；：路堤填土内摩擦角；：桥台背与填土间的外摩擦角；：桥台背与竖直面的夹角。搭板长度应大于桥台背土体破坏棱体长度，取桥台搭板长度。其中为公路等级增大系数，可根据公路等级高低选取，高速公路可取1.4，一级公路可取1.3，二级公路可取1.2，三级公路可取1.1，四级公路可取1.0。3.2搭板的宽度在确定桥头搭板的宽度时，考虑到车辆压于搭板纵向边缘时，搭板受力不利，故一般搭板宽度为行车道宽度与硬路肩宽度之和，但最小不应小于行车道宽度。3.3搭板的厚度根据有关文献，搭板厚可取，再从强度和变形两个方面来验算厚度是否满足要求。3.4搭板的配筋其计算步骤为：（1）根据3.1、3.2、3.3已确定出搭板的长度、宽度、厚度；（2）确定搭板混凝土强度及钢筋的等级；（3）计算搭板内力；（4）内力组合；（5）配筋设计。一般情况下搭板可采用C30混凝土，纵向配筋：板底25钢筋，板顶14钢筋；横向配筋：14钢筋，两方向间距可取为20cm或适当缩小。同时板底和板顶之间均匀配置14撑筋。3.5搭板枕梁的设计枕梁长度应等于搭板宽度，宽度应根据地基的承载力确定，厚度可取与宽度相等。在设计枕梁时应考虑基础底面岩土的承载力，可按下式计算3：式中：基底平均应力；：竖向力；：基础底面面积枕梁是将搭板传递下来的荷载分配给枕梁下的整个地基，使搭板在枕梁处的竖位移减小，并可调整纵向内力、增加搭板的横向抗弯刚度，减小搭板的横向弯曲变形。因此枕梁应设置在端部或正弯矩区内。当地基加强或压实较好时，枕梁的横向抗弯作用不显著，因此可不设枕梁。下图是作者设计的一搭板，通过长期观察收到了良好效果。设计时要将伸缩缝与桥头搭板联合设计，减少接缝数量。将伸缩装置设在主梁梁端与桥头搭板之间，变两条缝为一条缝。这样做使因搭板板端转角与主梁梁端转角产生的高差发生在伸缩装置的橡胶条之间，通过橡胶条的调整，从而使振动得到缓冲；同时，由于取消了台后背墙与搭板间的硬接缝，避免了地面水由该缝的渗入。将搭板直接搁置在台帽顶，为防搭板位移，需加强板端锚栓构造，在板底增设齿坎，同时搭板的长度与厚度应随桥梁长度和台厚填土高度的变化而变化。为避免搭板尾端沉降过，枕梁下路基宜采用粉体搅拌桩处理。搭板与桥面铺装刚性连接，该型式应用跨径较小，单孔跨径一般不于1.3，温度变化伸缩较小，板端转角产生的高差也很小，一般不设伸缩缝。轻型桥台时，要求行车道板端缝内以小石子混凝土填塞，故可将混凝土板面铺装与台后搭板连成整体。不设伸缩缝的小桥涵可参照此型式设计。桥台搭板与桥面铺装以连接杆型式连接，跨径16，桥台处不设伸缩缝时，桥面铺装与桥头搭板的连接宜采用连接杆的型式，以适应梁板端的转动。4.施工对于图2所示的搭板可采用下列的施工顺序：台后回填土垫层安装模板清理栓钉旁杂物搭板钢筋浇筑混凝土修整表面养护。在回填土过程中应首选碎石、砂土等透水性土，不宜选用粉土，不得选用含有泥草、腐烂植物多的土，且在填土前要作好地基处理工作。在施工垫层时，要注意应分层填筑和夯实，防止凸凹不平的垫层。搭板施工时应就地浇筑，并应尽量采用机械摊铺法，加快进度、提高质量。搭板的长度一般不小于6m，宽度一般为行车道加路缘带的宽度，厚度一般不小于25cm。搭板和枕梁均为钢筋混凝土就地浇筑，混凝土强度不小C25。搭板应设置一个较大的纵坡i2。若路线纵坡为il,则对搭板纵坡的要求为10%i2-il15%，以保证在台后长度方向上的沉降均匀分布，逐渐减小。搭板的末端顶面应与路基顶面齐平。桥台盖梁羊腿的设置应考虑布置搭板后留有路面面层的厚度。搭板以上的结构均按一般路面结构布置即可。以乌海某大桥施工为例，说明搭板施工方案，由于超限超载车辆通行重压导致桥头搭板断裂，决定采用间距1.5米、孔深3米的注浆施工方案处置。桥头搭板施工仅用了一个月时间全部完工。施工中，利用液压、气压将水泥浆注入路基，在粘性土路基内发生径向劈裂，浆液沿裂隙流入土体，并将土体切割成不规则的块体，在块体之间形成互相穿插的胶状水泥结石，粘性土又受到充填浆液时的压缩，形成一种复合型岩土，防止或减弱路基再下沉；在用碎石土、砂砾土填筑的路基内，浆液以渗流或紊流的方式渗入路基土孔隙，从而提高了路基强度和刚度，填实搭板脱空部分，让搭板不再松动。压密注浆形成的土能使路面搭板上抬，使桥头路面回升，是用浓浆置换和挤密土体的过程。通过注浆形成的水泥柱柱体也可做为半刚性基层的桩基础，有效地支承路面结构层，起到双重作用。该项工程的完成进一步提升了大桥的通行能力。5.结论本文是对实际工程的总结，希望有一定的参考价值。高等级的公路要求车速快，为了满足安全、舒适的要求，避免桥头出现跳车现象，设置桥头搭板是一个有利措施，但国内外的搭板的设计方法不一致，本文的设计方法是初步的，有待于进一步验证和完善。特别要注意的是当填土材料和施工压实度确定后，总沉降量只与填土高度有关，所以无论大小桥，搭板的设计是相同的。本文在计算桥头搭板时，虽然会增加一些费用，但其效果是良好的（如解决桥头跳车方面），在解决跳车方面搭板的作用是有限的，因为搭板的长度有限，因此可采用冲击压路机对压实后的路基再进行一次冲压效果会更好，或应尽可能采用重型压路机碾压。在桥台设计时切勿忘记桥头搭板的支撑而增加的桥台荷载。对搭板枕梁应采取“挖路槽”法施工，在达到