橋頭搭闆:防止橋端連接部分的沉降的措施-中文百科頻道

橋頭跳車

基本成因

從基本成因上分析

台後路堤的土體在荷載作用下除了彈性變形外，還伴有殘留變形（又稱永久性變形或俆變變形），即使壓實度達到95%以上，台後填料也會在自重和車輪荷載的作用下，産生壓縮沉降。設計中隻能采取有效的技術措施加以改善。

結構物剛度

結構物剛度的差異

由于橋梁結構物的整體剛度大，與之相銜接的路堤屬柔性結構物，二者剛度不同，道路運營後沉降也不同，因此形成了橋梁與路堤之間的高差。

結構物剛度達不到要求

在台背路堤施工中，由于施工時間短，工期緊張。有的為了趕進度，施工時沒有按照分層填築、分層碾壓、分層檢測的“三分法”原則進行施工。台背後的填料由于壓實機械作業面小，靠近台牆這部分形狀不規則，大型壓實機械難以作業，有的施工單位對邊角未采用小型打夯機夯壓，這樣密實度達不到要求。竣工後通車，橋台與路堤銜接處的路堤不時下沉，使台與路形成高差。

橋涵結構

橋頭軟基處理不好：橋涵結構一般

位于溝壑地段，橋台與路堤由于軟卧層中的含水量一般較大，如果處治不當，兩者沉降時間不同，時間長了，就會出現過大的高差，導緻跳車現象的發生。

布設不當

橋頭搭闆布設不當

我國橋頭搭闆近台端多數布設在瀝青混凝土表面層的下面或平路面基層頂面，車輛荷載很快傳壓在路床上，加上雨水從銜接處的伸縮縫下滲，造成填料水土流失而使路堤過大沉降，使搭闆脫空，搭闆變為彎拉結構，脫空部分容易開裂。

伸縮縫處理

伸縮縫處理不好

背牆與瀝青路面間接縫，往往由于該處瀝青路面難以碾壓密實而沉陷和出現擁包，這種破壞的結果是路面開裂，地表水沿接縫下滲直接沖刷台背填土，導緻台背填土變形或流失，最終使該處路基發生沉降，搭闆下出現空洞，使搭闆在超載的情況下容易斷裂。同時，由于填縫材料的老化而損壞，經雪、雨水入侵後，也會對路堤沉降産生影響。台前和台背的防護工程有的處理不當，使路堤填土産生側移而導緻沉降。

設計深度

設計深度達不到要求

有的勘察設計部門，因測設周期過短，任務重，設計人員生搬硬套傳統的設計方法，基底未作徹底處理，設計深度達不到要求，出現設計方案與實際不符，而施工單位又按圖施工，使得台後填土出現沉降。

防治脫空

常見病害

橋頭搭闆脫空導緻的病害問題橋頭搭闆脫空是導緻搭闆斷裂、橋頭連續跳車,影響行車安全和舒适性的常見病害。橋涵建成通車後,季節性水位變化及多雨季節地表水入滲,直接導緻錐坡或涵洞口擋牆後闆下土體的強度軟化,進而土基逐漸沉降變形,出現局部弱支撐、裂縫、不均勻沉降,緻使搭闆支承面下形成局部脫空,重車通過時,搭闆由均勻支承變為不均勻支承,并在脫空區最大沉降值處的闆下位置産生應力集中,逐漸産生的裂隙進一步使後部應力增大,當應力超過允許彎拉應力,搭闆就開始斷裂。特别是搭闆過長時,更易産生斷裂。早期不及時發現,就會使闆體斷裂、沉陷、翻漿,最後導緻跳車甚至出現險情。

在行車荷載作用下,搭闆沉陷與脫空區吻合,形成新的差異變形區,導緻更為嚴重的跳車。另外,搭闆脫空區的擴展,将危及搭闆下枕梁的穩定性。這種現象在高等級公路上比較普遍,嚴重影響行車的速度、舒适性和安全性。例如保津高速跨線橋、112國道、102國道等橋梁橋頭跳車現象普遍,及時發現、采取措施是十分必要的。橋頭搭闆很多病害都是因為台背回填土施工質量太差，在天津津濱高速公路改擴建工程中，為了避免台背回填土施工質量不好控制，采用了液态粉煤灰施工工藝，極大程度的提高了台背回填土的質量，是橋頭部位與回填土部位沉降盡量一緻，避免了上述病害的出現。

設計現狀

橋頭搭闆及明涵台背闆的設計現狀

為了防止橋頭工後沉降出現錯台現象引起的跳車,設置橋頭搭闆是一項必要措施。然而,工程建成通車後不久,常會發生斷裂。作為過渡,它可使橋頭突變性跳車緩解并将産生的差異沉降分散在一定距離上。但實際情況是由于财力不足、前瞻性研究不夠等諸多原因,設計單位通常采用橋頭搭闆和明涵台背闆下的習慣做法,即采用8%石灰土将橋台背牆後8m長、2m厚範圍内原狀土換填,在橋台背牆後沒有石砌排水盲溝,剛性搭闆直接均勻支承在橋台和灰土上,而實際施工時碾壓機械無法靠近涵壁和台背,以緻壓實度

達不到标準,路面排水通過伸縮縫及搭闆中縫滲進後不能排出,形成客觀存在的隐患。

施工工藝

闆下封堵是對搭闆闆下脫空和基層中的細小空隙灌漿,以加固現有路面的工程技術,采用壓密灌漿方法使向外擴張的漿泡在土體中産生複雜的徑向和切向應力體系,從而漿液與土體産生具有膠結力的化學反應,把松散的土粒連接在一起,使土體的整體結構得到加強。

在搭闆尚未發生嚴重裂縫時早期發現,闆下封堵是一種比較經濟的修複方法,突出優點在于提高路面闆下基層的均勻支撐能力,提高強度,一般情況下基層與闆體形成緻密膠結,相當于增加了闆厚,增加搭闆間的傳荷能力,減少車輛荷載對闆體産生的疲勞損傷,延長了具體施工工藝及步驟如下。

1涵台背及橋頭搭闆下的封堵工藝流程

準備灌漿設備→注漿鑽孔施工→制漿→灌漿→養生→封堵效果檢測→封孔清場。2脫空檢測方法

由于橋頭搭闆和明涵台背厚度大(一般為0.35~0.60m)且闆内配筋較密、闆下脫空尺寸大、脫空區大部分與錐坡連通,實踐證明,應用貝克曼式彎沉儀和黃河JN2150标準車(單軸載100kN)輪側彎沉法測定脫空狀況不适合。合适的方法是應用探地雷達進行檢測。3布孔

為了避免造成經濟上的浪費和搭闆的過度損害,橋頭搭闆和明涵台背的注漿孔的布置要均勻。二級及以上級别道路,由于道路中線處位置較高,搭闆設有假縫,布孔應沿路線中心比較合理。數量根據搭闆長度及影響範圍确定。實踐表明,根據脫空程度,每塊搭闆上應布2~3孔,以利灌實。

4鑽孔

橋頭搭闆和明涵台背注漿孔不适合用HZ2160型混凝土取芯機,該型号取芯機對配筋混凝土鑽進速度很慢,鑽頭遇到鋼筋磨損大,進尺慢,導緻成本增加。可用風鎬成孔法,速度快,成本底,成孔質量高,實踐證明切實可行。

5漿液配合比

漿液配置的關鍵是如何确定漿液的配合比。配合比要求能保證漿液在注漿時有較好的流動度、較快的固結速度以及漿液在凝固後具有較高的彎拉強度和較小的體積收縮。

可通過室内試驗确定漿液的最佳配合比。由于橋頭搭闆和明涵台背闆下脫空尺寸大,漿液凝固後的體積收縮較大由硬化過程中的物理化學反應以及混凝土的溫度變化引起,,将影響封堵效果。另外,路面闆在灌漿加固時不能完全卸載,在加固施工過程中仍然承受一定的荷載(闆自重、施工荷載、活載等),導緻後填充結石體的應力和應變滞後,也會産生微小間隙。

應用帶有膨脹性的氟石粉和膨脹劑UEA作為添加劑,有助于減少收縮。微膨脹混凝土是在混凝土和砂漿中摻入起膨脹作用的外加劑,依靠外加劑本身的化學反應或水泥其他成分的反應,在水化期産生一定的膨脹,補償混凝土的收縮。膨脹劑主要是為減少幹燥收縮而配置的,目的是為了提高抗裂強度和抗裂縫承載能力。