市政工程中道路与桥梁连接处设计方案及施工工艺

2022-05-20管文中

工程建设与设计 2022年6期

管文中

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉 430000）

1 道路与桥梁连接处设计的重要性

1.1 直接影响道路桥梁的使用效果

道路和桥梁均是市政工程建设中的重点内容，但道路和桥梁的连接部位偏薄弱，受荷载作用时易发生沉降，严重影响该处路段的平整性，给车辆通行埋下安全隐患。因此，必须在工程初期就要做好设计工作，提出一套适用于实际环境的道路桥梁连接设计方案，以此为指导，高效开展后续的建设工作，确保道路与桥梁的连接部位有足够的平整性与稳定性。

1.2 关乎地区经济的发展

市政工程建设以追求高质量为基本目标，在此基础上力争达到效益最大化的效果。就具体市政工程而言，现场自然条件、人为因素等均会对施工带来影响，若在工程设计阶段未合理选择施工技术，将阻碍工作的顺利开展，甚至出现质量问题。尤其是道路与桥梁的连接部位，该处质量问题的发生概率更大，从而影响正常的交通秩序。例如，车辆通行效率降低、车辆颠簸感增强等，显然此类现象均会对地区经济的发展带来影响。因此，只有在正确设计的前提下，才有助于保证工程质量，为地区经济的发展提供可靠的基础支持。

2 道路桥梁连接处的设计与施工问题

2.1 桥头引道的设计方案不合理

考虑到道路的平顺性要求，通常在道路与桥梁连接部位设计过渡段，但受桥头引道设计不合理的影响，车辆在行驶时可能出现跳车现象，严重时导致桥头搭板受损断裂，威胁人们的出行安全。此外，为减小道路与桥梁在硬度指标上的差距，在部分工程的连接部位设计中采取设置搭板的方法，但搭板设计的尺寸、选用的材料不合理时，均会影响道路与桥梁的正常连接。随着使用时间的延长，台背处的填土会逐步流失，台背填充密实度不足，路面有塌陷的可能，此时也将加剧车辆通行的危险性。

2.2 边坡防护不到位

沉降是道路与桥梁连接部位极为常见的质量问题，其中，边坡水毁是关键原因。对此，在道路与桥梁连接部位的设计中，需要充分考虑边坡的防护要求，采取有效措施抵御降雨、洪涝等自然灾害。但对于部分市政工程而言，由于设计方面的偏差，防护措施的实际应用效果有限，防护不全面的情况屡见不鲜。道路与桥梁边坡易受到水的侵蚀，长此以往，路基有不同程度的沉降，自然也会影响车辆的正常通行。

2.3 现场软土路基的处理效果差

软土路基是市政工程建设中常见的地质类型，其缺乏足够的承载性能，若直接在该处建设道路与桥梁，在结构自重、行车荷载等多重作用下，软土路基发生沉降，道路与桥梁难以平顺衔接，车辆行驶时的颠簸感增强，甚至有倾覆的可能。因此，软土路基的处理至关重要，是工程设计中不容忽视的一项内容。在软土路基处理方案的设计中，通常考虑的是排水固结、开挖换填等方法。总体来看，现阶段软土路基处理的可选方法较多，但工程人员在选择路基处理方法时可能会由于对现场软土路基特性的认识不全面而选择适用性不强的方法，此时软土路基处理效果差强人意，后续也易出现各式各样的问题[1]。

3 道路与桥梁连接处设计工艺

3.1 正确回填

道路与桥梁的连接部位可采用回填的方法予以处理，具体需考虑到回填材料的选择以及具体回填工艺。材料方面，以砂性土或其他透水性材料为宜，以便经过回填和压实处理后有足够的密实度；工艺方面，挖除路堤与台背结合部位的松土，经过开挖后形成台阶状，填筑时严格控制各层的厚度（通常≤20 cm），且尽可能保证各层厚度的均匀性，适配小型夯实机具进行碾压，提高回填材料的密实度。

3.2 合理设计桥头搭板

道路与桥梁连接部位易出现沉降、跳车等异常状况，在设计时可以考虑设置桥头搭板的方案。通常，大型道路与桥梁连接部位的长度约为9 m，小型道路与桥梁连接部位的长度约为5 m，具体根据工程规模以及现场地质、地形等条件而定。为了切实提高道路与桥梁连接部位的密实度，可在连接区域设尺寸合适、力学性能良好的钢筋混凝土搭板。将该装置稳定搭在桥台和路基上，下方设适量的枕梁，通过多类结构的共同组合，使道路与桥梁的连接部位形成平顺的过渡段，由此避免搭板断裂、桥头跳车等问题。桥头撘板结构如图1所示。

图1 桥头撘板结构

3.3 提高道路桥梁连接处过渡段的设计水平

合理设计缓和过渡段，以免因该部分结构不合理而引发地基沉降问题。对于道路与桥梁的连接部位，需要根据桥台背部的土质特性合理确定边坡长度，同时挑选优质的桥台背面施工材料，确定适用于现场地质条件的地基处理方法，再根据设计方案有序开展各项工作，切实保证道路桥梁连接处过渡段的施工质量。例如，在过渡段的地基加固施工中，可选择加载法、换填轻质材料法等相关方法，必要时采取竖井、点井等相关辅助措施，通过此类设施的应用，有效降低地下水位，减小水对道路桥梁连接处过渡段的干扰[2]。

3.4 设计土工栅格

土工格栅具有一定的弹性，可有效控制连接部位出现大幅度的变形。为了保证设计方案的可行性，设计前需安排专员深入现场做实地勘察，以采集的勘察数据为参考，富有针对性地进行设计。而后，再按照设计流程和标准有序开展土工格栅施工的各项工作，最终将土工格栅设置到位。

3.5 正确选择裂缝处治技术

道路与桥梁连接部位出现裂缝后，需由专员深入现场做详细检查，明确裂缝的类型、覆盖范围以及成因，进而以合适的方法予以处治。例如，针对裂缝采取外部复原的方法，此环节所用材料为混凝土，通过该类材料的应用，使裂缝部位恢复完整，同时提升道路与桥梁连接部位的稳定性。

4 道路与桥梁连接处的设计施工措施

1）针对道路与桥梁连接部位易出现沉降、跳车等问题，在工程设计中应充分考虑到连接部位的质量要求，采用设置搭板、回填台背等方法，强化施工效果。各类道路与桥梁连接处的施工方法在应用原理、实际成效等方面均有所差异，需要视实际情况做合理选择。对于道路与桥梁连接部位的跳车问题，通常可借助设置搭板的方式予以解决，此时柔性路堤有较大的沉降，并逐步过渡至刚性桥台上，均衡各结构的关系，使道路与桥梁共同组成完整的整体，避免跳车。除此之外，也可在搭板的末端增设渐变厚度的埋板，在该装置的辅助作用下，降低连接部位二次跳车发生的概率，减小跳车所带来的不良影响[3]。

台背回填设计中，着重考虑的是道桥连接部位的地质以及桩基结构等基础条件，选用的是石岩渣、砂砾等透水性好、级配良好、强度高、内摩擦角较大的材料，在确定优质的填料后，有效控制填料的使用量，以合理的方法将填料回填到位。此外，可以根据路基的既有结构特点增设水泥稳定层，采用此方法提高路基的刚度；也可根据道桥连接部位的结构特点设置合适的斜坡，以免出现刚柔突变以及竖向变形问题。在采取台背回填的方法后，有助于减小路面与桥梁的错台高度，使路面与桥梁平顺衔接，由此缓解连接部位频繁跳车的问题。台背回填断面如图2所示。

图2 台背回填断面

2）施工水平会在很大程度上影响道路与桥梁连接处的施工质量，工程经验表明，若施工方法不当，道桥连接处缺乏平整性和稳定性，会由此诱发跳车现象，并且随着异常状况的发生，还会对周边原本无质量问题的结构造成影响。因此，在对道路与桥梁连接部位进行施工时，需要对关键环节予以有效控制。例如，对台背回填材料做压实处理较为关键，原因在于台背位于路基与桥台的连接区域，所处位置较为特殊，压路机在运行时距离控制难度大，若远离桥台则会限制机械设备的作业范围（部分区域难以得到碾压处理），若邻近桥台则会由于机械设备的运行而影响桥台的稳定性，随之出现路面不平整、压实度不足等问题。可见，在工程施工中必须合理选择台背回填部位的压实方法。填土压实作业宜分层有序推进，各层厚度以20 cm为宜，回填材料的级配、透水性、强度等均要满足要求，压实度需达到95%以上。而对于小型机具难以覆盖的区域，可转为人工作业的方法。在以机械为主、人工为辅的施工模式下，切实提高回填施工质量。

为掌握回填施工状况，借助超声检测机予以检测，根据实测结果判断回填部位的压实度。在设计与施工中，主要考虑的是承载力较高的土层，于该处设置桥台的基础，同时采取扩大基础、布桩等设计措施，增强加固效果，最大限度地减小基础沉降量。对于台后填方段路基，也必须得到有效的加固处理，否则将出现沉降。可见，对于道路与桥梁连接处的施工，桥台的处理至关重要，若现场存在软土，处理时需要考虑到排水固结的要求，设置塑料排水板、袋装砂井，或是采取其他降水方法，由此减小含水量，提高软土的稳定性。此外，也可在桥台处设置搅拌桩，形成稳定性较好的过渡段，在该部分施工中，配备尺寸合适、结构严密的输浆胶管，用于紧密连接搅拌机和贮料泵，以便高效完成注浆作业，形成尺寸合适、性能合理的水泥搅拌桩，切实改善软基的力学性能。