桥头引道设计要点及桥头跳车量化指标探讨

袁卫锁，李建军

（郑州市交通规划勘察设计研究院，郑州 450006）

1 引言

中国特色社会主义进入新时代，人们美好出行需求越来越多样化、舒适化、定制化，从过去的“能到达”到现在的“舒适到达”发生转变，不但要求通畅还需要出行舒适，桥头跳车现象影响人们出行的舒适性和安全性，是公路建设者在设计、施工和运营阶段亟待处理好的问题。

2 桥头跳车的机理

桥头跳车指桥台搭板与台背填土接茬处呈现了不均匀沉降，在台背和搭板上部路面形成了陡坡或台阶，造成路面纵坡呈现突变，在此区域高速行驶的车辆产生了比较大的上下震动或起伏跳动现象。

3 桥头引道存在的主要问题

3.1 桥头路基和搭板设计理论有待完善和量化

从表1 的统计来看，目前路基工后容许沉降一般路段不大于0.3 m，路堤与桥台相邻处工后容许沉降不大于0.1 m。设计人员严格按照此设计和控制，中间存在近0.2 m 的容许沉降差值，从源头设计角度就存在不周之处，桥头跳车仍然无法避免，对此缺失完善的理论计算体系、可行的指标选用和参考，例如，桥头跳车量化判别指标，容许工后沉降值如何确定？桥头原地基加固、台背回填和搭板长度如何选取？

表1 高等级公路路基容许工后沉降参数

3.2 勘察设计阶段存在的问题

3.2.1 桥头地基处理设计不合理

在勘察阶段，重视结构物地质勘探，轻视路基部分的勘探，存在利用桥梁勘探资料套出来路基地勘资料的现象。勘察资料差异，桥头路基地质资料不够准确，造成设计人员地基处理方案的不精准。施工时与设计时原地面变化较大，不仅仅是地貌还有土质含水率等变化，针对该现状没有提出变更原设计处理方案，直接照搬图纸施工。

3.2.2 台背回填材料选用不合理

设计文件对回填材料要求过于宽泛，未结合工程所在区域的实际情况，选取当地易采取的回填材料。在取土的土质指标及原地基承载力方面考虑不周，往往泛泛地给出了设计方案。

3.2.3 台背回填压实质量不到位

台背回填压实度严格按照规范选用，未考虑实际施工工作面，压实质量难以保证。台背回填时往往处于赶工期阶段，施工工作面狭小等原因，造成压实度不够，未分层压实、层层之间的间隔时间不够等现象。

3.2.4 桥头路基防护设计不合理

存在桥头路基边坡防护设计不科学，台背回填材料不适合边坡植物成长等现象。还存在植物防护处理不当造成施工期或运营期冲刷或脱空的现象。

3.2.5 搭板长度及埋深不合理

搭板设计长度按照大中小桥梁选用，不尽合理，建议按照桥头路基填土高度确定搭板长度。

3.2.6 桥头搭板头与路面结构接茬处设计模糊

设计方案模糊，尤其是在接茬处未对照路面结构层出具详细方案图，造成施工人员自己揣摩着处理，接茬处下部结构层不连续。

4 桥头跳车量化判别及引道设计要点

4.1 桥头跳车判别指标和定量分析

如果能够形成完善的桥头跳车量化判别指标和详细的计算理论，勘察设计人员就能围绕着量化指标和理论计算，再结合工程实践，处理好桥头地基、台背回填和搭板设计。基于这一理论分析能够避免出现桥头跳车。

参考河南省交通运输厅 《高速公路桥头跳车处理实施意见》（豫交工【2007】35 号）中规定，桥头跳车判别量化指标如下。

4.1.1 技术参数

采用桥梁搭板与路堤相结合的端部最大沉降量（H）作为桥头是否跳车的量化判别指标。L 为桥梁搭板长度（m）；h 为桥头搭板上方路面范围任意一点的沉降量（cm）；a 为桥梁伸缩缝至桥头搭板上方路面范围任意一点的水平长度（m），a 不小于2 m。

4.1.2 量化判别指标

1）当L=8 m 时，H≥5 cm 即为桥头跳车。

2）当L=5 m 时，H≥3 cm 即为桥头跳车。

3）在桥头搭板上方路面范围内，h≥0.625 a 即为桥头跳车。

结合苏曼曼等[2]论文中的研究成果可知，桥头跳车均以容许最大台阶高度为判别标准，也就是桥头跳车的量化控制指标，以此进行桥头原地基和路基沉降综合计算，进行桥头路基处理、台背回填材料选取及压实控制和桥头搭板长度设计，是可行的。实际工程中如按照表2 容许最大台阶高度控制会更加严格，相应也会提升桥头地基处理和台后回填的成本，但与道路运营期桥头维修成本和对运营期间交通的影响相比，具有显著的经济效益和社会效益。

表2 容许纵坡变化值和容许最大台阶高度

4.2 桥头路基地质勘察要点

对于桥头路基及路桥过渡段应做好详细的勘察工作。应采用挖探、钻探及静探等勘察手段相结合；根据地形地质条件、填土高度等布置勘探点的数量，桥头路基填土高度超过5 m 时应增加横向勘探点；有地下水发育时，应做好水位的测量，并做水质分析；根据土工试验结果并结合原位测试，计算地基沉降，并结合工程经验给出相应的工程地质条件评价及沉降处理措施，同时还应选好台后填筑材料、做好台背排水、压实填土，减小台后路基的沉降，提高路基的刚度，尽力实现路桥刚柔平稳过渡。同时，设计代表和监理工程师应注意台背施工时桥头原地基变化，地貌和含水率等指标与原设计不符时，要及时提出原地基处治方案。重点是施工期间勘察，也就是桥台基坑开挖时，要做好原地基的判别，如遇设计不符，应及时调整设计方案。

4.3 桥头地基处理设计要点

4.3.1 桥头路基处理长度

参照现行国家规范和其他地方标准，进行汇总对比分析，如表3 所示。

表3 高等级公路桥头路基设计参数一览表

结合上述设计参数，在设计过程中各个设计单位都有自己一套参数，参差不齐。参考笔者多年的实践和项目执行情况，按照JDG D30—2015《公路路基设计规范》执行，并补充L2长度至少比搭板长度长2 m（尤其在桥头挖方路段）。

4.3.2 桥头路基防护

一般按照桥梁的大小，选取桥台后10 m 左右的边坡设计为全圬工防护形式，不能设计为植物防护，因为台背回填材料是不适合植物生长的。但是从防雨水的角度分析，在降雨量是一样情况下，应该以台背填土的高度和台背回填上部缺口长度来选取台后防护长度。

4.3.3 桥梁搭板设计长度

桥梁搭板设计参数表如表4 所示。

表4 桥梁搭板设计参数表

确定桥头搭板长度主要考虑：（1）保障搭板工后沉降坡差不大于允许值；（2）搭板长度一般与台背填土倒梯形的上口长度相当，实际设计过程中倒梯形的上口长度远远大于桥头搭板长度。

搭板厚度要依据其受力特点确定。搭板受力非常复杂，处于刚性和半刚性或柔性结构体系转换部位，需要同时满足强度和变形的需要，主要是变形难以确定，过大时容易出现断板造成二次跳车。目前，仍采用理论分析和工程实践经验选取厚度指标。从受力角度分析搭板越厚越好，但是结合经济分析，建议搭板厚度选取0.4 m，选取此厚度，造价增加量较小，且与后期出现桥头跳车维修成本相比是合理节约的。

4.3.4 搭板与路面接茬详细设计

搭板设计过程中，应对搭板垫层背回填区域的路面结构进行详细设计。经过河南某高速的应用实践，路面结构的底基层通铺到台背处，能有效加强桥头搭板与路面结构的衔接，有效减少路面结构与搭板头接茬处的差异沉降，对桥头引道纵坡突变能起到很好的遏制作用，减缓了纵坡的变化。目前，项目通车近3 年，与其他无接茬详图的项目相比较，处理效果良好。

5 结语

本文剖析了桥头跳车的发生机理，总结了桥头引道设计中存在的问题，从桥头原地基处理方案、处理长度、路堤防护、台背回填、桥头搭板长度及厚度参数的选取、搭板头接茬处详细设计等方面进行设计总结，探讨了桥头跳车量化判断的目标值，从桥头变化值和容许最大台阶高度，提出量化桥头跳车判别指标，拟作为桥头引道设计的容许纵坡和台阶高度的控制性指标，虽然建设成本略增加，但会有效根治桥头跳车现象，对桥头引道设计和满足人民对美好出行的需求具有极大的参考意义。