利用桥头搭板法改善高速公路桥头跳车的研究

罗 鹏

杨凌职业技术学院（712100）

0 前言

陕西高速公路是我国高速公路网的重要组成部分，也是西北地区通往西南、华北、中南地区的公路交通枢纽，还是新丝绸之路和新亚欧大陆桥上重要的过境通道。 2019 年1 月11 日，根据陕西省交通工作会议，2020 年陕西省将建成高速公路超过6 300 km，实现县县通高速。

陕西关中地区位于陕西中部， 总面积5.55 万km2。 包括西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南 5 个省辖地级市，共54 个县（市、区）。除宝鸡的凤县、太白两县和西安的周至县南麓基本属长江流域外，其余均属黄河流域。以西安为中心的关中地区有古代文明的历史，也是现代文明比较发达的地区之一。

陕西关中地区路基填筑多为黄土，湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷， 容易造成路基沉降，加剧桥头跳车现象。因此，尽快改善桥头跳车现象，对于陕西关中地区的高速公路耐久性和服务质量都有极为深远的意义。

1 桥头跳车的危害

桥头跳车作为公路与桥梁衔接部位产生的一种病害，会对车辆行驶造成严重影响，并且极易引发交通事故。 在桥面与路基沉降差达到1.5 cm 时，行车人员便会感到不适；达到3.0 cm 时，桥头跳车即已十分严重，必须开展维修处理[1]。桥头跳车的危害，主要包括:

1）桥头跳车会影响行车安全。当公路上出现有台阶时，行车不得不降低车速，以此会对公路的正常使用功能及通行能力造成不利影响。 同时，桥头跳车还会对行车人员的身心带来极大影响，并且会造成装载货物损坏。 如果行车速度过快，桥头跳车还会引发翻车、追尾等交通事故，对行车人员的生命、财产安全构成极大威胁。

2）桥头跳车会加大公路养护成本。当公路上出现有台阶时， 每每有车辆通过桥头都会产生相应的冲击、跳动，以此会对桥梁、道路带来额外的冲击，导致桥头搭板、伸缩缝、支座等受到破坏，其中，对伸缩缝、支座的破坏更是对桥梁性能构成极大的威胁。为了开展好对桥梁的保护， 要对路桥过渡区域产生的台阶开展及时处理，进而会不断加大公路养护成本。

3）桥头跳车会加大车辆运输成本。 在车辆行驶至桥头时，倘若存在台阶车辆会发生跳车现象，并产生一定的冲击力，从而也会对车辆带来一定的伤害，尤其是会使车辆的轮胎、内部齿轮出现严重磨损，进一步会缩短车辆使用寿命，加大车辆运输成本。

2 桥头跳车的病理

1）纵坡转化引发的桥头跳车，该种情况指的是台背、 构造物不均匀沉降过大时引发的桥头跳车。倘若纵坡发生变化，行车便会受到影响。

2）沉降差引发的桥头跳车，该种情况指的是桥面和其后的填土不均匀沉降引发的桥头跳车。 设计人员在设计时通常会考虑桥面的沉降影响，所以桥面的沉降量极小， 这一沉降差是填土材料造成的，倘若地下水位偏高，软土过多，便极可能出现沉降。所采用填土材料通常会含有一定水分， 施工过程中难以对填土材料孔隙中的水分进行充分排出， 加之沉降量还会受到施工压实速度的影响[2]。 另外，刚性桥面与柔性路堤在不断的车辆荷载影响下不均匀沉降，也会引发桥头跳车。

3）地基基础沉降引发的桥头跳车。 该种情况常见于夏季降雨的南方地区以及季节性冰冻的北方地区，由于夏季降雨会影响填料的特性，季节性冰冻会影响路基强度，最终造成桥面、路堤不均匀沉降加速，致使引发桥头跳车。

3 桥头搭板法改善桥头跳车面临的问题

桥头搭板法是改善桥头跳车的一种常用手段，但设置桥头搭板后又会产生一系列新的问题，诸如搭板脱空、搭板错台或过大沉陷等。

3.1 搭板脱空

在设置桥头搭板后，起初搭板与台背填土接触密实，这期间如果在搭板远台端受到车辆荷载影响，则地基土将会对搭板产生反作用力。 在该种情况下，对于填方偏低、填土可靠的地基，后期沉降偏小；对于填方高、填土不佳的地基，后期则会产生较大的沉降，可能会引发搭板脱空现象，而搭板脱空会进一步造成搭板所受作用力显著升高，致使搭板折角、断裂。

3.2 搭板错台或过大沉陷

在搭板与路基连接部位，一方面存在刚度的不同，另一方面板块受力情况也不一致，所以，在搭板远台端极易产生错台、过大沉降，使得搭板跳车部位转移至搭板远端，引发再次跳车情况。 搭板近台端设置在桥面上，在搭板的远台端设置在土基或者枕梁上，因为远端出现沉陷及在车辆荷载影响下，搭板发生转动及纵向滑动。 如果滑移达到一定水平，则会导致搭板发生滑落，所以需要设置锚栓。 在一些软土地区针对搭板设置锚栓后，搭板的滑移情况仍旧未能彻底消除，使得搭板内产生相应的拉应力。如果板端的沉降量偏大，锚栓孔内应力集中，拉应力超出极限范围，则锚栓孔会开裂，极易致使搭板继续滑落。

4 桥头搭板法在改善陕西关中地区高速公路桥头跳车中的设计与施工

4.1 设计方面

考虑到陕西关中地区的水文地质等实际情况，在桥头搭板设计过程中，应结合当地桥梁实际情况及路基与桥梁构造物相互间差异沉降的容许值，选择适用的搭板类型。

1）单段式搭板。 该种搭板台背仅设置一段搭板，搭板近台端设置于背墙顶面。 搭板远台端设置分为有枕梁和无枕梁。 前者是将枕梁设置在搭板远台端下方， 用以将搭板上的一些荷载传输至地基，并提升搭板的横向抗弯刚度。 针对搭板较长的情况，可将枕梁朝台背进行适当移动，实现悬臂状态。这样不仅可缩减搭板厚度，还可让搭板与路堤相互间获得良好的过渡。 后者则是对搭板远台端进行增厚处理， 即在搭板下方铺设碎石垫层和素混凝土，搭板顶端可铺垫层，然后铺沥青混合料面层。

2）多段式搭板。 如果搭板设计长度在8～10 m，则可选择多段式搭板，并于搭板段间的接头下方设置枕梁、拉杆，有效缩减搭板厚度，确保沉降平顺[3]。现阶段，我国广泛应用两段式或三段式搭板，也就是以假铰的方式于搭板分界界面部位开槽并塞填缝材料。

3）可抬升式搭板。 该种搭板构造较为简单，仅需在枕梁下设置一处预留工作井，并于井底设置30 cm 的混凝土，用砂填充。 在抬升搭板过程中，并借助千斤顶对枕梁、搭板进行抬升，最后通过预留孔或者板侧将水泥浆压入板下。

4.2 施工方面

施工要结合该地区的具体情况，搭板与桥面的连接是防治桥头跳车的重中之重。 结合不同类型工程特征，一般可选取下述几种连接形式，建立起搭板与桥面的有效连接。 ①锚栓。 为避免搭板出现滑移，致使桥面凹坑，可于搭板与台背相互间设置水平拉杆及竖直锚栓， 通常选取直径为22 mm 的钢筋，间距控制在75～80 cm；②支座。可于搭板近台端下方铺设油毡垫层，厚度控制在1～2 cm。 如果选取板式橡胶支座，其规格可控制在150 mm×150 mm×（21～38） mm，支座间距控制约 80 cm[4]；③填缝。 针对水泥混凝土路面，于桥面与路堤连接部位，极易产生横桥向裂缝。 为避免雨水渗入，可装填沥青麻絮、玻璃纤维类材料，然后装填较稀的沥青。

在施工过程中，特别要注意以下几方面的内容:①桥头搭板施工步骤依次为测量定位、捆扎钢筋、装置侧模、浇筑混凝土、拆模养护；②浇筑混凝土过程中应结合搭板坡度由低处向高处开展，振捣时防止碰撞钢筋和模板；③桥头搭板切忌出现空洞、露筋现象。

5 结语

在陕西关中地区， 治理桥头跳车要因地制宜。桥头跳车对行车人员在公路上的行驶会带来极大的危害，很大程度上威胁着行车人员的生命财产安全。 所以，为实现桥头搭板法对桥头跳车的有效防治，相关人员应结合桥头跳车的病理、桥头搭板法，改善桥头跳车面临的问题， 制订针对性解决方案，减少桥头跳车现象，积极促进该地区高速公路事业的有序健康发展。