橋頭搭板的有關知識

2022-09-14 10:45:03 字數 2363 閱讀 3477

剛性橋台結構與柔性路堤在行車荷載反覆作用下,由於人工填土變形或天然土基的固結沉降等因素產生的較差異沉降將造成橋頭跳車。橋頭跳車不僅直接影響行車的舒適性,增加行車風險,同時車輛在橋頭的頻繁剎車、制動、衝擊也加劇了伸縮縫兩側路面的損壞。因此,解決橋頭跳車一直是高速公路設計中很受重視的難題。

一、改進設計的思路

處理橋頭跳車的方法很多,如:台後換料、提前予壓、復合地基、土工格柵、加筋橋台等,而設定橋頭搭板是最普遍的做法,河北省基本上全部採用了橋頭搭板處理方案。

幾年來,對橋頭搭板及伸縮縫的構造設計普遍沿用一種傳統習慣做法,即:在主梁與橋台背牆間設伸縮裝置,而在背牆後面的牛腿上擱置橋頭搭板,搭板與橋台背牆間形成構造上的通縫。實際工程調查證明這種構造型式使用效果不理想,不能有效解決橋頭跳車,有必要進行改進。

筆者在分析原構造設計弊端的基礎上,提出了將橋台伸縮縫與台後搭板聯合進行設計的新思路。

二、橋頭搭板構造分析

目前橋頭搭板通用的構造型式主要弊端有以下幾方面:

1、橋台背牆與搭板端之間存在一條橫向貫通的硬接縫,雖然要求施工時在接縫中填充瀝青麻絮作為隔水材料,但在實際使用中由於接縫處的脹縮變形、板端轉動,極易造成瀝青砼鋪裝層的破壞。這種破壞的結果是路面開裂,地表水沿接縫下滲直接沖蝕臺背填土,使得臺背%%填土鬆軟變形或流失淘空,造成該處路基發生沉降,搭板下出現空洞。

2、搭板尾端的沉降將使前端產生轉角和豎向變位,使接縫兩邊形成高度差。由於該縫與伸縮縫間距距離很短,汽車快速經過此處時,會出現兩次連續跳車,跨徑越大,填土越高,搭板越長時跳車越明顯,振動也就越大。

3、汽車在橋頭處的反覆剎車、制動及跳車造成的衝擊荷載加劇了縫側路面及伸縮裝置的損壞。

三、搭板與伸縮縫改進構造設計

1、型式一:主梁與橋頭搭板以伸縮裝置相連線

改進設計的基本思路是將伸縮縫與橋頭搭板聯合設計,減少接縫數量。將伸縮裝置設在主梁樑端與橋頭搭板之間,變兩條縫為一條縫。這樣做使因搭板板端轉角與主梁樑端轉角產生的高差發生在伸縮裝置的橡膠條之間,通過橡膠條的調整,從而使振動得到緩衝;同時,由於取消了臺後背牆與搭板間的硬接縫,避免了地面水由該縫的滲入。

改進構造是將搭板直接擱置在臺帽頂,為防搭板位移,需加強板端錨栓構造,在板底增設齒坎,同時搭板的長度與厚度應隨橋梁長度和臺厚填土高度的變化而變化。為避免搭板尾端沉降過,枕梁下路基宜採用粉體攪拌樁處理。

2、型式二:搭板與橋面鋪裝剛性連線

該型式應用跨徑較小,單孔跨徑一般不於13m,溫度變化伸縮較小,板端轉角產生的高差也很小,一般不設伸縮縫輕型橋台時,要求行車道板端縫內以小石子混凝土填塞,故可將混凝土板麵鋪裝與台後搭板連成整體。不設伸縮縫的小橋涵可參照此型式設計。

3、型式三:橋台搭板與橋面鋪裝以連線杆型式連線

跨徑l≥16m,橋台處不設伸縮縫時,橋面鋪裝與橋頭搭板的連線宜採用連線杆的型式,以適應梁板端的轉動。

四、伸縮縫的布置與伸縮裝置的選擇

1、伸縮縫布置

以往的設計一般均是在兩端橋台處設伸縮縫,根據行車效果,借鑑外省經驗,這一傳統做法值得改進。有些情況避開橋台在中墩處設縫,可使行車效果更好。建議:

(1)單孔橋跨徑l≤40m,在一端橋台處按型式一設伸縮裝置,另一端根據跨徑小按型式二或型式三將橋面鋪裝與橋頭搭板連成整體;l≤13m採用型式二,l≥16m採用型式三;輕型橋台不設伸縮裝置,按型式二處理。

(2)多孔多聯長橋,應遵循聯長適當、溫度變位均衡、便於伸縮裝置及支座選型的原則確定聯長及伸縮縫布置,是否在橋台處設伸縮縫可靈活掌握。

跨徑20m以下多孔連續板式結構,橋長40m<l≤65m在橋台處宜按型式二或型式三將搭板與橋面鋪裝鏈結,而在中墩適當位置設伸縮縫。

跨徑25m以上的箱形、t形多孔連續梁橋,橋頭搭板的連線宜按型式一處理。

2、伸縮裝置選型

根據對河北省幾條高速公%%路的調查,異型鋼——橡膠條組合式伸縮裝置彷毛勒式,冬季橡膠條拉坏的現象不少。其原因除計算考慮不周外還有以下原因,一是多孔長橋受工期安排控制,不易掌握最佳安裝溫度;二是組合式伸縮裝置在工地不容易根據安裝時氣溫隨時調整縫寬;三是伸縮裝置選型不合理,富餘量太小。在施工圖設計檔案審查時,常發現伸縮裝置設計不當問題,在此提出一些在伸縮裝置選擇時應注意的原則,供參考:

(1)伸縮量的計算應考慮當地的最高和最低有效溫度,或最高和最低溫度的年平均值。有些影響伸縮量的因素不易精確計算,故計算伸縮量時要考慮一定富餘量,規範取增係數為1.2—1.4。

(2)掌握各種伸縮裝置的構造特點及適用範圍,合理應用。以80型為例,兩型鋼間橡膠帶的最間距為8cm考慮,冬天不能拉展,夏天不能擠緊,若各留1.5—2cm的富餘量最小工作寬度,則其最佳適用伸縮量範圍為4—5cm,相應160型的最佳伸縮量適用範圍為9—10cm。

(3)中、小跨徑板式上部結構,多孔連續的長度宜按80型伸縮裝置控制,同時應與支座的選型相結合,連續長度最好滿足不設四氟板的普通板式橡膠支座的剪下變位限制。

中跨徑,多孔連續梁式結構,考慮支座選擇及施工方便,結構連續長度分別不宜超過伸縮裝置分別根據不同聯長按前述原則選擇。

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