加强公路与桥梁连接处的施工及质量管理

李锋

【摘要】改革开放以来，我国经济处于飞速发展的状态，各方面建设速度也不断提升，作为交通建设中重要组成部分的路桥工程的数量也在不断增加，规模也不断增大。路桥工程质量的高低不仅与人民的生命安全有着直接的关系，同时也关系到我国的经济发展，因此在我国政府的工作当中，如何建设和发展路桥工程十分重要。然而在发展的过程中难免会出现很多问题，近年来经常发生桥头跳车的情况，作为一项高要求、高技术标准的工作，如何确保公路与桥梁连接处的施工质量问题十分重要，本文通过探讨公路与桥梁连接处的施工及质量管理问题，对出现这一问题的原因进行总结，并提出相关解决措施，望对同类型问题有所借鉴。

【关键词】桥头跳车现象；连接处；施工；质量管理

前言

作为桥梁与路基之间的过渡结构，完成路基到桥梁之间的平稳过渡是二者之间连接处的最大价值所在。当汽车在经过这一部分时，会对过渡段以及桥台产生一定程度的冲击力，这股力会造成过渡段内部出现道碴翻浆的情况，这种情况持续下去会导致路桥过渡段结构由于路基下沉变形而发生破坏等问题，对过往汽车的行车安全造成极大的危害。对于公路与桥梁连接处的研究工作在我国起步较晚，一些技术尚处于发展完善阶段，然而伴随着国家飞速发展的脚步，针对于路桥连接处的施工技术的研究获得了很大的突破，在施工工艺、填料选择以及结构设计方面的发展十分显著，但由于工程十分复杂，在很多方面仍存在一定的不足。

1 桥头跳车现象的成因

1.1 环境因素影响

（1）排水不畅填土流失引起的桥头跳车

在一些路桥工程中，由于设计时没有进行充分的考虑，导致在施工结束后发现工程缺乏完备的排水系统，例如没有纵向和横向防排水系统，在路堤与桥涵之间的连接处有缝隙存在，当遇到降雨时雨水会通过这些缝隙向路基渗透，不断侵蚀和冲刷整个路基和路面结构层，抬高地下水位。路基土和路面各结构层中的含水量会随着路基中雨水的不断渗入而逐渐增加，使得各类细粒土的流失量增加，土的孔隙率增大，原有的土质结构遭到破坏，在桥体自身重力以及外部汽车荷载的双重作用下开始出现沉降，致使桥头路基发生沉降，发生桥头跳车。

（2）冰冻引起沉降造成桥头跳车

由于冰冻引起的桥头跳车主要有三种情况：首先是地处环境比较干燥的旱桥，路基由于冰冻发生冻缩，降低了路面标高，增大了桥头跳车的可能；其次是地处低洼、河流地带的桥梁，由于该地段地下水位相对较高，使得路基由于冰冻发生冻胀，从一定程度上对桥头跳车造成了削弱；最后是当桥头处地基出现严重冻胀的情况时，会出现桥面低、路面高的U型状态，导致另一种跳车。

1.2 施工控制不严

由于施工控制不严而造成的桥头跳车主要有以下三种情况：首先是由于施工工序不当而造成的桥头跳车情况，例如：在施工过程中没有及时砌筑路侧挡墙或是桥台前护坡，此时很可能会造成台背整体的土体发生滑移，严重时会对桥基造成危害，此时就需要在施工过程中及时进行观测和记录；对于肋板式桥台台背回填施工未采用先台背回填后台帽施工工艺，从而导致大型压实机械设备无法施工，致使锥坡和台帽下面土未有效压实到位。其次是由于填筑材料压缩而造成的桥头跳车情况，通常選用透水性好的材料作为桥台背的填土，由此导致了较大的孔隙率，然而在施工过程中这些空隙难以通过压缩的方式完全消除，且台后填土通常较高，按照一般的施工流程，两端路堤的填筑通常是在桥涵结构完成之后进行的，而在这种情况之下，通常会产生一个靠近桥台的施工面窄、填土较高的不规则的填土区域，在这一区域中，大型压实机械很难发挥有效其作用，即使使用小型压路机，在碾压台背时也会有压实盲区存在，给压实土方的工作带来很大程度的阻碍。然而如果通过人工的方式对路基土进行压实，则很可能难以达到预期的压实目的；最后是由于施工质量的原因造成的桥头跳车，通常较为常见的情况是没有恰当地处理公路与桥梁的连接处，没有进行有效的压实，排水措施不完善以及采用的回填材料不符合工程实际情况等。

1.3路基与桥梁结构的自身差异

桥梁结构主要是由钢筋混凝土结构构成，有着很大的整体刚度，很难有沉降差异以及变形问题的出现，相较而言路基的刚度则并不理想，很容易发生沉降以及变形情况。当有重型汽车通过时，在设计使用年限以内，汽车荷载会影响台背回填土的整体密实度，不断对其进行冲击和压实，长此以往填土的高度便会与最初的填筑高度之间产生差距，但桥台的情况则与之相反，桥台是依靠高强度的基础对其产生支撑，其沉降量微乎极微，二者的沉降量一大一小，期间便会产生沉降差的出现，当这一差值达到一定程度时，桥头搭板就会产生裂缝从而引起断板，导致桥头跳车的发生。

2 公路与桥梁连接处质量管理存在的问题

沉陷是施工过程中发生在公路与桥梁连接处最常见的问题之一。造成这一问题的根本原因在于二者之间存在刚度差异，因此改善这一差异，使路基和桥台的渐变能够均匀进行是解决沉陷问题最有效的途径。改善这种差异可以通过加大工程质量管理实现，期间应注意以下几方面的问题：

（1）狭窄的施工场地难以顺利进行操作，使得出现大量的人为疏忽，没有按照设计要求落实路基压实工作。由于在桥头部分中路基衔接处以及公路与桥梁的连接处是最为薄弱的环节，使得很容易出现桥头沉陷以及裂缝等情况；

（2）没有正确选择回填材料，使得在进行压实工作时难以对其回填材料进行良好压实，此种问题在选择软土作为填土时尤为常见；

（3）施工时台背回填部分的路床与路堤路床未同步填筑，以及桥面结构层与路面结构层没有同步进行，使得在二者的标高上出现了一定误差；

（4）一般情况下，桥梁工程的施工是整个路桥工程施工的第一阶段，路基工程待建成桥梁以后在开始施工，而然却采取集中填筑的方式对路桥连接处进行填筑，这就造成在后期的工程中几乎没有时间来静置沉降，使得二者的硬度难以同步，产生了较大的刚度差异，使得工程结束投入使用之后路桥整体由于地基沉降而产生很大程度地变形。

3 加强公路与桥梁连接处的施工及质量管理措施

3.1对结构变形的控制

路桥连接处的软土地基的处理应在桥台桩基处理之前进行，这样能够避免在成桩以后有地基沉降的发生。在桥台桩基施工之后，桥头填土路堤的竖向荷载作用就难以对桩侧软土层造成影响，很大程度地使软弱土的沉降量得到了缩减。目前排水固结法是我国处理软土地基最常用的方法，这一方法虽然能够使地基沉降得到一定程度地缓解，然而由于施工细节和软基路堤在设计上有所偏差，同时使用这一方法软基排水固结时间难以得到保证，所以依然会由于软基路堤的不均匀沉降而导致桥头跳车。为了保证软基排水固结的施工质量，同时去除不均匀沉降，可以通过以下方式进行解决：首先尽可能地提前桥台地段的施工时间，以此来增加预压的时间，加固软基路基，最大程度的降低沉降量；其次可以使用塑料排水板、碎石桩或是袋装砂井等，但要结合路堤实际的软土性质和填筑高度对其进行不同的密度和长度施打；再次桥台尽可能选择能够降低竣工后连接处沉降的结构。路桥有很多样式，设计样式的选择需要从实际施工场地出发，对桥台结构进行选择。由于受到施工作业面的影响极小，且在桥台结构施工前进行填筑，能够最大程度地保证在大型机械碾压过程中不会有死角存在，因此通常选择使用桩接台帽式桥台结构作为路桥连接处的桥台样式，以此最大程度地降低工程竣工之后过渡段路堤的沉降量；最后是加大对于路桥连接处变形的控制力度，造成路桥连接处发生变形的因素主要有两方面，一方面時在工程竣工之后过渡段內地路基出现沉降；另一方面是由于交界处对接不齐而造成的沉降。所以对改善和控制路桥之间以及工程之后路基的沉降是控制变形的主要工作。

3.2 路面处理防治桥头跳车

在将修复罩面设计成反方向竖曲线能够避免当汽车行使至桥的纵坡变化点时出现的跳车情况。除此之外，还可以尽可能地缩小凹凸曲面的半径，同样可以获得同样的效果并且还能够使修补工作量得以缩减。如下图1所示，i1、i3分别为实测桥面和路堤的坡度，i2为加铺时设置的反向竖曲线的设计坡率，△i=il士i2，△i为容许坡差，当i1与i2同坡时取负号，i1与i2反坡时取正号。图中A为切点，C为反向曲线公切点。R2， R2分别为设计凸、凹竖曲线的半径，以m计。TI，T2分别为凸、凹竖曲线的切线长。

图1路面找平修补范围计算示意图

在已知R1、R2、△i、i1和i2的情况下，通过一系列的几何计算并进一步化简，便可得到上图中的YE（即修补高差）以及L（即路面修补长度），同时还能确定Yc和Xc两个反向曲线的公切点等，同时也能够得到竖曲线的各个控制点的标高，对施工有很高的指导作用。YE、L以及Yc、Xc的计算方法如下所示：

（1）加铺路面修补顺滑过渡

加铺路面修补的方法主要适用于桥头跳车问题并不严重的情况，是目前能够使桥头跳车问题得到缓解较常用的一种方式，其设置机理是结合路面沉降差异程度对铺设在路面表面的沥青厚度进行调整，达到路桥二者之间能够得以平稳过渡的目的。如下图2所示是沥青路面修补示意图，此种方法需要在桥头跳车问题不严重的情况下方能使用，且对于路桥施工现场情况也有着一定的要求，即路基基本已经完成沉降，路基密实度高，施工场地有良好的土质条件，路桥台阶高度相对较小等。

图2沥青路面修补示意图

沥青路面修补的具体操作方法为：（1）对原有的破坏路面进行铣刨，并对断面进行清洁，平整地面，并对其进行夯实，对底面进行清理后为了让老路面与新铺路面间能够更好地衔接并形成一个整体，需在结构物侧面和底面上部用粘层油进行浇洒；（2）对已经铣刨的路面使用热拌沥青混凝土进行修补，施工浇筑时尽量使用经济、稳定、耐磨抗滑的沥青进行薄层施工，若加铺长度较长或是差异沉降较大时可设置调平层的方法进行施工，除此之外为了保证桥头路堤能够顺畅进行排水，上面层上的横坡、纵坡必须与原设计一致。

（2）设置桥头搭板防治桥头跳车

桥头搭板在进行放置时，其一端应放置在桥台背墙牛腿上，另一端应放在台背回填土上。如果在公路结构物上有沉降差异出现，则会因为引道端的搭板有较大坡度，而能渐变过渡。车辆在通过此路段时，便能够通过这一有搭板形成的坡度路面过渡，保证了桥背填土在发生沉降时的均匀性，同时也避免了车辆在行至路堤衔接处时出现跳车。如图3所示为设置桥头搭板的示意图。

图 3 桥头搭板设置示意图

从实质上讲桥头搭板是如下图4所示的一种小跨径钢筋混凝土简支板结构，通常来讲具体的结构尺寸要根据桥梁的交通量、道路等级、行车荷载、桥台和路堤的预期沉降程度以及桥梁规模来决定设置搭板的长度，在实际实施过程中可以将其设置为厚度在40cm以上，坡度原则上应与路面设计纵坡一致，有时坡度大些，但也不宜过大，建议小于5%。这种防治方法的目的是通过搭板的设置将原本沉降量存在较大差异的桥梁和路堤相连接，同时通过科学的设计和施工来达到刚度递减的目的，实现平稳过渡。

图 4 桥头搭板与桥梁设置位置图

（3）土工栅格加固沥青路面

土工栅格加固方式主要适用于由于局部的不均匀压实而造成桥背出现裂缝，同时地基有着良好的土质条件，无需对其进行处理的情况下使用，以此使沉降量得到降低同时使路面得到加固。其作用机理主要为通过对一些土工织物的埋置，使填料粒料与织物之间的摩擦力增加，通过这种方式不仅能够增加填料的整体稳定性，避免填土发生侧向滑移，同时还能够使路基的承载力提升，填筑物整体的抗剪抗压强度得到增加。除此以外在基层、面层中设置土工栅格可以使路面荷载在传递过程中均匀进行，使承载力在路面各处均匀分布，避免了由于集中应力而导致的不均匀沉降出现，以及预防反射裂缝的产生，以达到均匀过渡的目的。

3.3加强路桥连接处的施工组织设计

为了缩小工程竣工之后路桥之间连接处存在沉降量的差值，可以通过加强对连接处的施工组织设计来进行改善，在编制施工组织设计时应根据现场水文地质等实际情况编制具有针对性、适用性、操作性强的施工组织设计以及专项方案从而指导现场施工。台背回填应实行“五专”施工，即采用专门的材料、专门的压实机具、专业的施工队伍、专门的技术人员、和进行专门的检测。台背回填前务必先通过试验来确定回填材料合理的松铺系数、压实厚度、最佳含水量范围、碾压和夯实遍数等。桥台结构施工完毕后，为了达到一般土路堤与过渡段路堤二者之间能够平稳过渡的目的，应尽量同步进行分层填筑分层压实，从而避免因施工作业面狭窄、盲区多等大型压路机无法进行有效压实。碾压时应优先选用大型压路机进行碾压，碾压完毕后，大型压路机无法碾压到的地方将采用小型振动压路机将对其盲区进行充分压实。

3.4加强软基、高路堤沉降监测

公路软基路堤及高路堤的施工中沉降监测工作十分重要，对于路基的实际情况可以通过沉降监测的方式得到充分的了解，从而指导施工，同时应遵循路堤侧向位移和中心沉降速率应低于设计要求这一原则，对填土速度进行控制，只有遵循施工工序严格控制，才能最大程度地降低工程竣工后发生的沉降，保证软基路堤的稳定性和强度。

结语

综上所述，在进行路桥连接处的施工过程当中，消除或减少可能在路桥运营过程中出现在连接处的各种隐患是每位工程技术人员自始至终都应该遵循的原则。在进行施工工作前需要对桥头路堤的水文地质情况以及当地的地理状况进行充分的调查了解，并与公路等级和填筑高度等参数相结合，参照相关指标，综合处理路桥连接处，保证工程质量要求，并使公路建设质量以及行车舒适程度得以提升。

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