市政公路与桥梁过渡段抗震加固设计及伸缩缝施工分析

陆全民

（甘肃省公航旅通定高速公路管理有限公司，甘肃 定西 743000）

公路交通行业基于“十三五”的稳步发展，伴随着“十四五”远景规划的到来，公路里程数的需求呈逐年稳步上涨态势，各级公路的质量以及负荷要求都在随时提升。人们整体对公路交通的希冀由之前的实用方便性彻底转换为科学智慧型，这就要求公路及桥梁的建设应遵从全新的设计标准，满足于全新的施工质量要求，以应对社会的可持续发展。而市政公路与桥梁连接过渡段的质量问题，就成为了市政公路工程质量的重要区域，其设计水平的优劣以及工程施工质量的好坏，极大地影响着工程质量以及后期长远的收益。在市政公路与桥梁的实际设计施工项目中，如若出现不合理的连接结构及施工质量，极易引发交通安全事故，甚至会降低桥梁结构的稳定性，削弱其使用寿命，大幅增加市政养护费用。一般来说，提升公路与桥梁连接过渡段的整体变形能力和刚度强度，是提升其抗震能力的常规设计方法。因此，针对上述薄弱节点处的抗震加固设计分析以及伸缩缝的施工质量研究，并在实际项目中得到应用，是非常有必要的。

1 市政公路与桥梁连接过渡位置常见问题分析及成因探讨

1.1 过渡段接头位置常有裂缝

市政公路与桥梁连接过渡位置接头处，常见大小深浅不一的路面裂缝，裂缝宽度虽然在裂缝宽度产生值的最大许可范围之内，但终究是存在着安全隐患。久而久之，会对路桥的整体结构的稳定性造成破坏，对于桥梁来说，甚至会破坏其内部应力，造成结构损伤，从而降低桥梁的安全稳定，控制修复不好，会使得路面桥面塌陷，危及生命财产安全。

1.2 连接过渡段发生的不均匀沉降

部分市政公路与桥梁的连接过渡段会出现桥墩或者路基呈现不均匀沉降的状态，导致路面与桥面产生分离现象。一般来说，这是因为设计上对地质勘查的理解不够透彻，对当地复杂地质条件缺乏准确合理的认知，或是因施工方原因对连接过渡段的地基处理不到位，导致上述现象的发生。因为从设计上来讲，市政公路与其连接的桥梁设计承载能力是不一样的，双方设计标准不一样，因此在连接过渡处的处理就要相当的谨慎。若不能很好控制二者的连接，不均匀沉降产生的高差就会诱发“跳车”事故，极其不利于交通安全。

1.3 市政公路与桥梁的连接处无充分的“过渡”

实际已竣工的类似项目，公路与桥梁连接过渡段无充分的过渡设计。一般来讲，从市政公路驶过的车辆，会将荷载直接带入桥梁，反之，桥梁驶过的车辆，也会将负荷直接引入市政公路，长期荷载作用下，会严重影响二者结构连接处的稳定性。在大型的市政公路桥梁建设中，一般需要设计一条“长廊”，将双方合理的串联起来，长廊的作用是将对向驶来的车辆进行应力缓冲，甚至是应力吸收及应力平衡，减小二者结构荷载冲击的同时，还可以提高结构整体运行的稳定性，消除潜在的安全隐患。

1.4 排水措施不完善

排水措施的好坏是决定公路与桥梁工程质量的重要因素之一，也是公路与桥梁连接过渡段设计与施工的重点环节。常见的连接过渡段因排水设施不完善，雨雪天气以后导致积水无法快速正常排斥，严重影响着交通，危害车辆行驶安全。部分市政路段与桥梁连接段在恶劣天气时，还有专门的现场指挥人员负责对现场运输车辆行驶进行指挥，并试图控制好运输车辆经过的行驶速度，防止发生车辆行驶安全事故[1]。因此，要在过渡段位置进行排水管线的优化布设，以分流、引流、排放等方式，消除安全隐患。

1.5 设计依据缺乏

市政公路和桥梁的设计与建设均有相关的技术标准作为理论依据，为其各自质量的保障搭建了坚实的基础，而在连接过渡位置，却无专门的技术规程来指导施工。从细节上来讲，桥梁与公路的设计与建设总会存在些细小的差异，两者分开建设时并无关联，一旦串联互通，这些细小的问题就可能被放大，影响工程质量。技术标准体系的完善是一个长周期的过程，随着个性的问题变为共性的案例，需要行业共同探究解决时，相应的课题研究、论文专著、技术标准也会应运而生。

2 抗震优化设计分析探讨

2.1 桥面、路面连接材料的选择与控制

设计上，该连接过渡段位置的设计中，在选择路面与桥面的连接材料时，应对当地气候条件、地质环境进行充分的勘察，排除当地天气因素的干扰、减轻地质活动因素的危害，选用可以较为稳定暴露于空气中的材料，并经设计计算，验证其强度、稳定性、抗压、抗拉、抗渗、防火、抗震等性能，使用这些材料进行双方结构的连接，可有效增加结构的整体稳定性，减少裂缝的产生，保证交通安全的可靠性。在施工过程中，也应选择具有灵活性强、质量轻、耗时短的施工器具，从施工过程中减轻连接过渡段承受的应力，从各个方面保证此处的质量，为后续使用过程中裂缝的产生创造优越的条件，增加结构抗震性能。

2.2 控制沉降变形，改善结构抗震性能

在二者结构连接过渡段的设计中，要严格遵守国家规定的相关抗震设计规范，在市政公路与桥梁端头的设计过程中，应对其进行地基的加固处理，考虑其自然沉降，使得双方的自然沉降达到一致频率。充分考虑地震等灾害发生的规模及震害，结合工程规模与工程所在地的地质条件，针对公路与桥梁的长度、高度、宽度、跨度等参数进行科学合理的计算，确定最优的接头位置，设计采用易于施工的抗震结构形式，尽量减少路面的起伏弯曲程度，降低桥梁大跨、高跨出现的频次，尽量将二者的连接结构设计成为刚度和质量分布均匀、重心低以及便于维护加固的结构体系。

2.3 增设缓冲过渡段

设计过程中，应该合理选择路段进行市政公路与桥梁连接处的缓冲路段设计。鉴于二者结构连接处很容易出现裂缝、不均匀沉降等质量问题，因此，需重视缓冲过渡段的受力均匀性分布的问题，并对其进行合理计算。针对不同的路段，详细了解该区域地质条件的性质及分散范围，设计多种地基处理方案，以专家论证的形式，选择最优处置方式。甚至可以用相关施工机具对过渡段下的地基进行加固处理，设计选用新型环保的回填材料，增大地基承载力。将沉降损失及地基变形损失控制在可以接受的最小范围内，保证缓冲过渡段的地基稳定性，保证车辆行驶在缓冲路段上的应力分散，充分发挥缓冲过渡段安全平稳连接公路与桥梁的重要作用。

2.4 保障连接位置的整体质量

在市政公路与桥梁过渡段位置处，通过桥头搭板的施工，将桥面与路面可能存在的坡度进行了一定程度上的缓和与释放，减小过渡端的坡度增幅，进而最大程度地规避“跳车”现象的发生。对于桥梁段的桥台而言，由于桥台的承载力要求较高，在设计时，可对其基础进行经济合理化的加固设计，抵消过渡段的荷载冲击，确保沉降问题不易出现。在基础回填时，设计选用高强度的回填材料，保证基础结构的强度、保水性及稳面性，大幅降低沉降发生的概章。

2.5 倡导新工艺、新技术的应用

随着“十四五”远景规划的提出以及“双碳”目标的推进，各行各业转型升级，采用新材料、新工艺、新技术已经成为时代发展的趋势。公路交通行业作为国民经济的奠基石，必须首当其冲适应时代进步。因此在市政公路与桥梁连接过渡位置的设计中，应当尽可能地依据最先进的技术标准规程，采用最先进的施工材料进行设计，结合全新的发展理念，使得设计成果呈现一种可持续发展的态势。或许短期内社会经济效益并不显著，但是长期来看，收益远远大于现在的施工成本，这样可以从根本上解决结构连接处的难点问题，确保结构安全，为低碳经济建设增值。

3 伸缩缝的施工质量分析探讨

3.1 施工质量保障

为防止桥面变形，释放应力，降低车辆行驶安全，增加桥面的稳定性，这就要求施工过程中必须采取相关措施，有效加强伸缩缝的施工质量，从而保障工程整体质量。桥面的伸缩缝通常包括以下几种类型：型钢伸缩缝、板式橡胶伸缩缝、梳齿板伸缩缝、橡胶伸缩缝等，在具体的施工过程中，桥梁的伸缩缝应根据工程实际、桥梁长度、形状等进行设计选用，施工完毕后应确保伸缩缝无堵塞且方便养护，使得驶过桥面车辆在行经伸缩缝时，不会产生较大的噪声，不会发生跳车现象，可以有效预防雨水及轮胎带来污泥的渗入，方便养护人员进行后续的养护及排污。伸缩缝优良的施工质量，可以极大地保障桥面车辆的通行及运输的安全。由此可以看出，伸缩缝的施工质量对整个桥梁质量具有极其深远的影响。

在现场施工的过程中，需要将伸缩缝装置提前运送至施工现场。技术人员要检查伸缩缝的中心线与安装位置的中心线是否是重合的，还要检查伸缩缝装置的顶面安装标高与桥面的设计标高是否一致，如有不符，需在安装前抓紧进行整改。先将伸缩缝锚固件及预埋钢筋进行焊接，紧固之后再横穿设计图中要求的水平钢筋。然后，进行伸缩缝装置的定位压板拆除工作，这一步要先抹掉定位螺丝，用电动砂轮逐层磨去焊疤，并在相应位置上喷涂油漆用作标识。最后，采取相关技术措施对伸缩缝顶面进行遮挡处理，在预留部位处浇筑混凝土；用振动棒将浇筑的混凝土充分振捣密实，浇筑完成以后，用抹平工具抹去混凝土多余残渣，用直尺、水平仪、全站仪等设备检查刚浇筑的混凝土伸缩缝顶面，对混凝土进行养护完全以后方可通车。

安装伸缩装置时，伸缩缝装置的生产厂家提供的装置所需要的安装温度，要与施工现场预留的安装宽度及高度相适配，并符合设计图纸要求。伸缩缝装置生产厂家还应提供相应的夹具，一般来讲，伸缩缝的安装环境应控制在5～20 ℃的温度下进行工作。若现场环境温度无法满足，则需要设计院进行综合计算，将调整的参数结果及时反馈至施工现场，技术人员方可进行下一步操作。

伸缩缝处的混凝土浇筑完成以后，要及时覆盖塑料薄膜进行湿养，并视施工期间天气情况进行选择性浇水养护，以达到节约水资源的目的，养护时间不得少于7 d，养护期间要严格控制外来车辆通行。养护工作完成以后，经测量，混凝土同条件养护试块强度达到设计强度的50%以上，才可以进行橡胶密封条安装的工作[2]，安装前把缝内所有杂物进行清理，用水冲洗干净以后，涂刷一层薄水泥浆或者界面剂，方可嵌入橡胶条。安装过程中，在桥梁施工的两个端头位置和任何一个开口部位，均要设置醒目的安全标志，并安排专人看护进行车辆拦截，防止车辆误入破坏施工现场，对还未成型伸缩缝造成难以修复的结构性损伤。

3.2 质量分析探讨

良好的施工质量是对优秀设计的具象成果体现，尤其是对于市政公路与桥梁过渡位置伸缩缝的施工来说。在施工过程中，能够影响到整体施工质量的因素有很多，因此，要在伸缩缝施工之前，严格审阅地质勘察报告，对当地的气候条件、地质条件、水文情况做到“心中有数”，并结合以往的工程实际经验，依据设计要求及施工标准规范，编制翔实可行的施工操作方案，对技术人员、操作人员等进行在上而下、多级互助的技术安全交底，对进场材料质量进行精准的管控，对重点部位、重点环节进行严格的质量把控，施工阶段全程记录，如遇难点，疑点问题，及时协调多方进行生产推进，如有必要，还可组织专家进行技术论证，方案先行，全面保障施工质量。

4 结语

市政公路与桥梁连接过渡段是路桥工程总体中的附属工程，但其重要却包括维持路面与桥面的稳定、连接桥头与路头的对接、保证车辆行驶安全的防护以及桥面向路面、路面向桥面过渡的标识等重要作用，且过渡段与伸缩缝的设计和施工涉及气象、地质、材料、环境保护等多门学科，是一套综合性和专业性很强的技术体系。此外，过渡段的优秀设计与伸缩缝良好的施工质量，可以极大提升市政公路与桥梁整体的抗震效果，其对社会和环境影响的重要性不言而喻。