柔性搭板技术在路桥工程中设计和应用

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1、柔性搭板技术在路桥工程中设计和应用摘要：柔性搭板技术利用土工格室独特的加固机理，通过将土工格室复合体一端锚固于桥台，另一端伸入路基中在路桥过渡段设置楔形加固区，从而实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡。本文对路桥过渡段柔性搭板相关处理方法的原理进行分析，以供参考。关键字：路桥工程；柔性搭板；设计应用中图分类号：TB21上世纪八十年代，世界上推出了一种新型的土工合成材料，即土工格室，由于该材料的结构是三维网状，可以在格室中添加黏土、碎石以及砂等原材料，进而形成具有较大侧向限制以及刚度的柔性结构层。因为该格室具有很好的工程特性，所以该材料在建筑及路桥工程中的使用极为广泛。1•关于柔性搭板的处理

2、原理在柔性搭板中，以土工格室作为载体，能够发挥分散路基应力、降低路基压缩变形以及对路基填料侧向的位移进行限制等作用，并且还具备极强的抗剪强度以及抗拉强度。依据倒梯形的分层安排，可以将路基对地基的附加应力起到逐层消退的作用，进而使得地基由于附加应力所带来的固结沉降量降低，且对路堤和过渡桥台中的沉降差起到柔性作用，最终实现桥头跳车现象被消除的目标。土工格室和填料所构成的复合体模量与柔性搭板中的处理情况之间存在极大的关联。通常情况下，填料的模量与复合体的模量之间是呈正比关系，所以，在对填筑的填料进行选择时，应该尽可能的选取一些模量比较大的。2•关于柔性搭板的布置方式为了使搭板不但能发挥刚柔过渡的

3、效果，还能节约原材料，应该尽量选取上长下短的楔形柔性搭板布置方式，这种方式相对而言比较的理想。对路桥过渡段中加固体拓扑优化进行研究发现，当加固面积处在某种状况下时，最佳的布置为从下向上且斜率缓于1:1的楔形加固体布置，并且该结构对于路桥过渡段模量的逐步过渡有一定的积极影响。此外，由于柔性搭板拥有极强的限制土体侧向变形作用，可以有效的减轻路堤的变形程度。通过分层铺设的结构方式，可以使路堤对地基所造成的附加荷载得到有效的降低，最终使得地基由于附加荷载所造成的压缩变形情况得到有效的减轻。并且，土工格室在变形之后，将会形成一种网兜支撑效应，特别是在路基顶面中的几层上，它能够将汽车所带来的荷载作用力

4、进行有效地分散，从而均匀的分布荷载。所以，在对路桥过渡段经济性以及车辆稳定行驶进行全方位的考虑之后，在地基条件处在比较恶劣的情况下，应该建议其柔性的搭板采取从下而上的方式，其斜率是1：1,底层长度在4m以上，顶层长度在10〜12m。使用特定的构件将柔性搭板锚固在桥台，具体见图1所示。3.关于柔性搭板的参数3.1摊铺的长、宽假使所处治的路桥过渡段比较长，那么将会造成经济上的损失，且技术难度比较大。笔者对我国各省市的高速公路进行调查发现，大约在桥台台背10m处是路桥过渡段出现沉降不均匀的主要部位，可见，10〜12m是最佳的路桥过渡段长度。对于顶层的土工格室，其摊铺的长度应该比路桥过渡段的处治长

5、度要长，笔者认为实际的摊铺长度应该为10〜12m,而其摊铺宽度应该和路基的设计宽度相一致。3.2关于布设间距的计算公式在对布设间距进行计算之前，先进行假设，具体为：第一，当处在一定的处理范中，柔性搭板的下部土体出现的松动现象，而柔性搭板受到自重荷载作用的只有上部土。第二，各个部分的柔性搭板只出现了竖向的位移，并且其垂直方向的位移按照路线纵向所产生的变化值低于lo第三，处在正常的工作情况下，柔性搭板保持弹性。第四，在进行计算的过程中，可以将抗弯性简化，使其成为一个平面受拉情况；可以这样做主要是因为抗弯性的实现是由于填料构成的复合材料和土工格室受拉而产生的。第五，在桥台上固定柔性搭板的一侧，而

6、另一侧将其以水平状况插入土中，柔性中的上部荷载依照路线纵向是均匀分布的荷载，在变形之后，其纵向的曲线类似于半边的悬链线，该曲线可以用以下公式表示：其中3表示距锚固端距离处在1位置的沉降量，1表示距锚固端的距离，10表示柔性搭板的实际长度，kO表示沉降曲线的形状参数，并且只是和最大的沉降量以及10相关的一个常数。在进行比例比较大的沉降台试验当中，其柔性搭板的实测摊铺长度为9.36m和12.07m时，那么将处在11.7cm的地基沉降变形曲线和按照计算公式(1)所得到的曲线相比,具体情况见图2。3.3计算过程确定实际长度10：10是实际的有效长度，通过沉降台试验的数据发现，处在柔性搭板的4〜12

7、m摊铺长度，松动位置大约在摊铺长度的1/4,因此，10的计算可以依照公式(2)进行。其中10i表示在第i层中的实际有效长度，11表示在第i层中的设计长度，表示实际有效长度的系数，通常情况下其取值是0.26〜0.3o计算路堤施工之后的沉降量：计算路桥过渡段沉降包含两个方面，分别是路基沉降、地基，通常使用分层总和的方法进行计算。具体公式是：其中n表示压缩层中的土层数量，eOi表示处在自重应力基础上的各个分层稳定空隙比值，el