浅谈路桥过渡段柔性搭板的设计方法

浅谈路桥过渡段柔性搭板的设计方法

李季

北京市市政工程设计研究总院有限公司佛山分院528200

摘要：公路工程中经常发生病害的地段之一就是路桥过渡段。通过土工格室柔性搭板能够使得路桥过渡段路基不均匀的沉降得到有效解决。对土工格室柔性搭板处理原理进行阐述，介绍了柔性搭板布置方式。就高速公路路桥过渡段柔性搭板的应用进行详细探讨。

关键词：路桥过渡段；柔性搭板；土工格室

近年来，随着技术的不断进步，路桥过渡段路基不均匀沉降利用土工格室柔性搭板的方法进行处理引起人们的高度重视。土工格室是新型的土工合成材料，具有三维网状结构，能够在格室内添加碎石、砂、黏土等原材料，从而构成具有较大侧向限制与刚度的柔性结构层。土工格室的工程特性良好，在工程建设中的应用比较普遍。

1土工格室柔性搭板处理原理

通过土工格室作为载体，柔性搭板具有对路基填料侧向位于起到制约的作用，使得路基的应力分散，从而使得路基压缩变形的作用降低。另外，土工格室的侧壁对于填料而言，具有向上的摩擦支撑力，构成一个弯拉刚度和抗剪强度比较大的复合体，具有和筏板基础相类似的作用，从而能够使得荷载的分布均匀，使得地基由于附加应力而造成的沉降量得到有效降低。柔性搭板的结构层具有良好的整体性，具有较大刚度，其一端被固定在桥台，另外一端被固定和路基连接，从而形成了平缓的沉降过渡段，使得桥头跳车的问题得到有效的解决。

2柔性搭板布置方式

柔性搭板理想的布置方式使用的是上长下短的楔形方式，楔形方式的作用是节省材料，并且可以满足刚柔过渡的要求。就路桥过渡段加固而言，当具有一定的加固面积，自下而上楔形加固题以缓于1∶1的斜率进行布置最优，另外，楔形结构对路桥过渡段模量逐渐过渡有利。柔性搭板的限制土体侧向变形的能力比较强，可以使得路堤的变形减少，基于分层铺设的结构方式，使得路堤对地基附加的荷载有效降低，从而使得地基因为附加荷载而造成的压缩变形得到有效预防。土工格室发生变形具有“网兜支撑效应”，特别是对于路基层面的几层来说，能够使得汽车荷载作用力得到有效的分散，从而均匀的分布荷载；基于此，对路桥过渡段车辆平稳行驶与经济性进行全面综合的考虑，如果地基条件比较差，那么柔性搭板设置的形式可以采用自下而上的方式，斜率采用1∶1，顶层长度采用10～12m，底层的长度至少为4m。

柔性搭板采用特制构件锚固于桥台上，锚固方式如图1所示。

图1柔性搭板锚固方式

3某速公路路桥过渡段中柔性搭板的应用

某高速公路的沿线中存在的桥头高填路堤，存在明显的工后不均匀沉降，必须给予解决。为了降低工后不均匀沉降，基于该高速公路中某高填方地基，利用土工格室柔性搭板处理，使得路桥过渡段桥头跳车问题得到有效解决。

3.1计算柔性搭板

该高速公路中某高填方路段填土重度是18kN•m3，土工格室和填料构成的复合材料模量是70MPa，设计过渡段的长度是12m，设计路堤工后沉降量是10cm，采用0.29的有效长度系数。进行柔性搭板各层设计值的计算，如表1所示。

表1柔性搭板不同层设计参数值表

基于表1所示，在第5层与第6层之间，其间距计算结果是4.92m，超过了2.5m，因此，停止计算，结果取2.5m。当计算结果比2.5m小时，则取计算结果，第六层的长度是l6=l5－ΔH5，计算结果为3.37m，下一层间距计算得到2.1m，长度得到3.4m，各层间距实际结果的计算值保留一位小数，通过计算得到结果为0.8m，1.2m，1.6m，1.6m，2.1m。另外，对设计长度进行计算得到分别是12.0m，10.4m，9m，7.2m，5.4m以及3m。工程设计基于计算结果，其布置形式如图1所示。

图1土工格室柔性搭板处理方案布置图

由图1所示，设置7层楔形柔性搭板，其中第1层楔形搭板与第2层楔形搭板采用双层结构，布置的间距采用由密到疏的方式，顶面两层柔性搭板基于膨胀螺栓进行固定，底部的第5层进入到桥台1～2m的深度，楔形柔性搭板使用的土工格室的规格是15cm×40cm，压实度要满足国家相关的设计规范的要求。

3.2土工格室柔性搭板施工流程

土工格室柔性搭板处治方式成功实施的前提是施工保障。施工单位为了确保台背填料能够充分压实，处理准备一般路堤填筑的压实机械，同时，需要准备充足的小型振动压实设备与打夯设备，并且确保设备性能的优良，这样可以使得边角压实度满足设计规范的要求。台后填料和路基填料要求一致。在施工的过程中，因为填料具有较低的含水量，因此应该进行撒水操作。通过计算严格控制撒水量，在撒水过程中注意撒水的均匀性。撒水之后，经过一段时间的放置，通常是一个晚上，才可以进行压实与填充格室。对填料中的直径超过5cm的颗粒进行筛检，同时去除树根、杂草等。施工之前检查验收土工格室材料，检查结果满足设计要求才能进行应用。

图2土工格室柔性搭板施工流程示意图

4结语

基于本文的研究，路桥过渡段，通过楔形柔性搭板处治措施，能够使得桥头段地基附加应力减少，同时，使得地基由于附加荷载造成的固结沉降得到有效减少。柔性搭板布置基于由上到下的顺序，搭板间距采用由密到疏的变化方式。土工格室复合体的压拉强度、刚度以及抗剪强度比较大，因此，当其一端在桥台固定时，能够使得上层土体向下沉降得到有效解决，在复合层下面出现松动区。另外，因为土工格室多层连续布置，能够有效消减路堤每一层沉降，从而确保桥台和路堤沉降差在较长范围的过渡都比较平稳。

参考文献：

［1］王新征．土工格室柔性搭板在青银高速公路的应用试验．路基工程．2010（2）：68－70．

［2］屈战辉，杨晓华，谢永利．路桥过渡段柔性搭板的设计方法．中国公路学报．2007（1）：19－23．

［3］崔毓善，刘亚娟，杨晓华．桩筏体系在处治桥头跳车病害中的应用．筑路机械与施工机械化．2009（9：）38－40．