路桥过渡段差异沉降分析及处理

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1、路桥过渡段差异沉降分析及处理公路是国民经济的重要命脉，从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看，常见的道路病害是：路面在台背回填处出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。文章对路桥过渡段的差异沉降进行了分析，并初步提出一些处理措施。　　一、前言　　公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的优越性和灵活性，发挥着其他运输方式所不可替代的作用。公路建设又是国家最主要的基础产业之一，公路交通事业的迅速发展，为经济的持续发展注入了强大的活力。　　但是，从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看，存在着不少问题，其中比较常见的道路病害是：路面在台背回填处

2、出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。而且随着高速公路的迅速发展，车辆快速、安全、经济和舒适的要求越来越高，这个问题越来越突出，影响公路使用性能和运输效益的发挥。因此如何解决台背回填处的跳车问题，已引起公路建设行业的重视，但并未获得满意的解决办法。汽车驶过桥头时，由于沉降差异的台阶会激起汽车的振动，使司乘人员处于振动环境之中。车辆振动会影响着人的舒适性、工作效能和身体健康。因此本文对路桥过渡段的差异沉降进行了分析，并提出一些处理措施。　　二、过渡段沉降差异产生的原因分析　　目前的路桥过渡段常采用设钢筋混凝土搭板和不设搭板两种情况。本文就这两

3、种情况下过渡段的沉降机理进行分析。　　　　设搭板时的沉降分析　　对于使用钢筋混凝土搭板的桥头过渡段，桥头搭板的一端搁置在桥台背上，另一端通过枕梁设在引道土体上。为了便于分析沉降差产生的过程，我们做出如下假设：　　竣工时桥面和搭板面的纵坡相等，均为i1；　　桥头沉降过程中，搭板绕简支端转动，且可以被视为平直的刚体；　　搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同，不产生沉降差。　　1、桥头过渡段沉降差产生的过程　　由于影响因素较多，为了便于分析问题，假设在沉降过程中存在桥面纵坡i2b等于搭板面纵坡i2a的情况，这样可以将桥头沉降过程分为以下两个阶段。　　

4、第一阶段是竣工后至桥面纵坡i2b等于搭板面纵坡i2a时这一过程，主要是桥面由于墩台产生沉降凡造成纵坡变化(Δ1=i2a－i1)控制，其值不能过大，否则将造成桥面破坏，伸缩缝挤坏及支座条件变差。因此，各国的桥梁设计规范均有限制。　　第二阶段是桥台沉降趋于稳定后至整个引道土体趋于稳定。此时的主要特点是桥面纵坡i2b与搭板纵坡i3不相等，两者之间称为纵坡差△2，即△2=i3一i2b其大小对过渡段的行车舒适性影响很大。　　2、沉降差异的表示　　为了进一步分析差异沉降的危害，需对沉降差异用某一数学表达式来表示。通过对沉降差异的形成过程的分析，我们可以将

5、搭板远台端部沉降趋于稳定时的总工后沉降量Sa分成两个部分，即Sa＝Sb+△S　　式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；　　　　　△S一桥台与搭板远离台端下土体之间的差异沉降量。　　桥台基础预期工后沉降量可以用如下公式计算，即Sb=α1α2L　　式中，α1一桥台基础工后沉降值占基础总沉降值的比例系数，主要与地基土类型有关。对于低压缩性饱和粘土，α1＝；对于中压缩性饱和粘土，α1＝；对于高压缩性饱和粘土，α1＝。　　α2一考虑桥台基础形式的系数，一般地，对于摩擦桩基础，α2=1/500；对于扩大基础，α2=1/300。　　L一桥梁边跨跨径(m)　

6、　以L表示搭板长度，以△S表示桥台基础与搭板远离台端下土体的工后沉降差，α2表示桥面纵坡和搭板面纵坡的差异值。如图1所示，得到以下关系式　　△S＝×L　　由此可见，桥台与引道土体容许沉降差并不是一个常数，而是与纵坡差和搭板长度均有关系。　　　　未设桥头搭板时的沉降分析　　未设置桥头搭板的水泥混凝土路面、沥青混凝土路面，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶。从行车安全和舒适性来看，台阶对行车的影响比设置搭板时的影响要大。　　未设置桥头搭板时，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶。为了便于分析，也将工后引道土体沉降趋于

7、稳定时的总沉降量Sa分成两个部分，即　　Sa＝Sb+△S　　式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；　　　　△S一桥台与引道土体之间的差异沉降值；　　　　△S就是台背产生的台阶高度，对行车舒适性的影响很大。　　三、路桥过渡段沉降病害处治的措施　　台背过渡段的差异沉降是众多因素的影响而形成的。要解决这个问题，就必须从多个方面入手，对于不同的影响因素采用相应的方法解决。　　台背地基处理　　地基可以分为天然地基与人工地基。直接放置基础的天然土层称为天然地基。如果天然地基土质过于软弱或有不良的工程地质情况，需要进行人工加固或处理后才能修筑基础，这种处理

8、过的地基称为人工地基。　　对于软土地基处理，目前国内已有换土法、超载预压法、排水固结法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法、深层搅拌桩、挤密砂桩等方法，下面介绍采用深层搅