关于如何解决高等级公路桥(涵)头跳车的探讨

于龙河,符 巍,郑红艳

(1.北京华路捷公路工程技术咨询有限公司;2.中建六局有限公司基础设施事业部)

随着我国高等级公路迅速发展,各省、市、自治区从快速发展的眼光充实本地区的高等级公路建设,以满足大吨位、高速度、快速发展的车流量要求。随之而来的则出现桥(涵)两侧跳车现象。虽然从设计来考虑,已经增设 3～6m的搭板,降低了桥(涵)头跳车的发生。但从各地区开通的高等级公路运营来看,桥(涵)头跳车现象仍然存在,病害在增加,使路面结构产生不同程度的变形。再加上养护不到位,出现接头处啃边、塌陷,经过雨水的作用,桥(涵)头变形加剧,不到设计使用年限,不得不进行大修。

从各地区高等级公路结构来看,不外乎两种:一种水泥混凝土路面,属于刚性结构,即所说的白色路面;另一种沥青混凝土路面,属柔性路面,即黑色路面。桥(涵)顶面基本上为水泥混凝土加钢筋网。另外,还有在桥面系上再增设沥青混凝土,以增加行车舒适感。从搭板结构来看,也基本同桥面相同结构形式。

目前桥(涵)头搭板标高基本和桥面标高一致,搭板长为3～6m,从小型轿车车轴距来讲在 2.45～3.75m之间,轿货轴距在3m左右。搭板长度基本上满足了小型车轴距要求。从搭板厚度来讲,根据车流量不同,搭板的厚度也不同,从15～40cm不等。搭板和路面衔接来看有以下几种形式,一种为搭板和路面直接对接,一种在两者之间增加混凝土预制板或石块,还有一种在两者之间加一道纤维结构,以减少两者之间出现缝隙,从而降低搭板同路面衔接处所出现的病害。

不管那种形式,虽然在设计上考虑了在一定范围内用砂砾、撼砂或用小型压实机具碾压,均避免不了由于靠近桥(涵)头处密实度在客观上存在一定的不实和不同程度的不均匀下沉,致使在接头处产生跳车。

怎样解决跳车问题,下面谈谈我们的看法:目前设计均采用桥(涵)头搭板形式解决台背填土由于沉降不均匀所带来的后果——跳车。搭板均采用钢筋混凝土制作,安装采用一端放在牛腿上。顶面同桥面标高,另一端放在枕梁上,顶面同路面标高,采用直接对接形式。搭板在桥(涵)一侧不容易发生跳车,而放在枕梁处的搭板端部在行车作用下最容易发生跳车。追究其原因,在高速、重载、大流量、雨水等作用下,搭板同路面接头处产生裂纹,雨水顺着裂纹往下渗透,久而久之,浸泡路基,路基变软。在高速、重载、大流量作用下,动摇枕梁,出现跳车。关键问题是怎样解决搭板和路面衔接处不出现裂纹,成为一个整体。解决桥(涵)头跳车。我们通过考察、研究,提出我们以下看法,供公路战线上同仁榷商。

1 在设计上,搭板均采用钢筋混凝土结构,几何尺寸有长方形、平行四边形等,平面为直线形,立面为直线形

我们认为在立面上应加以改变,将直线型改变为直线加折线型为合适。

根据路面结构厚度,搭板弯曲角度和埋入路面结构层深度见表 1。

表1 搭板弯曲角度和埋入路面结构层深度

在弯曲处及搭板端部各设一道枕梁,牛腿处设锚固钢筋,其他同原设计。

一般来说,桥(涵)面及搭板分两种形式。一种为钢筋混凝土,另一种为桥面和搭板上再加铺沥青混凝土。搭板不管采用哪种结构形式,搭板折线端均应埋在路基内为宜,埋植深度最小不得小于10cm。

2 在施工上,也存在两种形式,一种为搭板上无沥青混凝土,另一种搭板上有沥青混凝土

(1)搭板为水泥混凝土做面层。当填土到路基顶面后,正常碾压,挖槽放入端部枕梁,按角度做好斜坡,安装搭板,或现浇搭板。如有底基层、基层,搭板曲折端放入底基层内不小于10cm。

(2)搭板上铺装沥青混凝土,应将搭板另一端放在底基层内不小于 10cm。先将搭板底下结构层铺装好,按角度做好斜坡,安装搭板,再做道路结构层,搭板折曲端应植入底基层内不小于10cm。

两种搭板型式对比:

直线形式:

(1)搭板同路面衔接处,由于台背填土采用的原材料和路基采用的原材料不同,强度也不同,但是压实度相同。由于路面长期受到行车冲击力、应力、大的行车密度及重载等作用下,宜在衔接处出现裂纹,在雨水作用下裂缝变宽,渗水作用增大,危害基础,出现跳车。

(2)油漆沥青混凝土路面和桥(涵)衔接处,由于钢性结构和柔性结构相接触,原材料性质不同,在大的行车密度、高速、超重作用下,更易产生不同的冲击和剪切,也是造成跳车的重要原因之一。

直线折曲形型式:

(1)搭板的折曲有一部分埋入基层中,行车的冲击力呈递增和递减,起到一种缓冲作用,应力逐渐增大和缩小,减少了破坏。

(2)搭板折曲部分由于埋入基层中,起到了和路面结构融为一体减少了不同性质的材料在衔接处产生裂缝所带来的破坏。

综上所述,我们认为搭板采用直线折曲型比直线型搭板作用好,起到了延缓桥(涵)头跳车的发生,也就是说延长了高等级公路使用寿命。所谈不周之处,供广大公路设计者、建设者同仁指正。