[實用新型]一種基于軟土地基上的橋頭結構

有效

• 申請號: 201420038050.4
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN203716051U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 俞帆;項小強;朱益軍;段冰;王黎明
• 申請（專利權）人: 浙江省交通規劃設計研究院
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D19/12;E01D19/06;E01C3/02;E02D3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型屬于橋梁工程和路基工程銜接技術領域，具體涉及一種基于軟土地基上的橋頭結構。

背景技術

橋頭跳車幾乎是世界各國公路橋梁上較普遍存在的一種現象，因此，評價一條高速公路的使用質量和服務水平，最直觀的標準就是車輛在上面行駛時是否舒適，橋頭跳車的問題是否嚴重。目前大多數橋梁在設置橋頭搭板和采取軟基加固措施后，明顯地減少了橋頭沉降差，改善了行車條件。但是，也有相當一部分橋梁由于軟基處治不當、壓實達不到標準、搭板設置太高與沉降縱坡太大，而出現了不同程度的跳車病害。

從目前已建成的高速公路運營情況看，軟土地基上橋頭地段的工后差異沉降較大，常造成橋頭跳車現象。橋頭跳車會對橋梁結構的工作狀況產生不利影響，據統計中國大約有25%的橋梁受到橋頭跳車的影響，全國每年為此花費的修理費用預計高達8億元以上；另一方面橋頭跳車將增加行車的風險，造成交通事故，影響行車的舒適性；同時由于車輛在橋頭加速或減速，必將增加車輛的能耗和廢氣排放，尤其是城市橋梁更應給以重視。

橋頭跳車成為公路建設與運營中復雜且難以解決的問題，它涉及地基沉降、路基填土沉降或沉陷（水土流失）、橋頭搭板、橋臺及其基礎類型、橋梁伸縮縫、橋梁與路基工程接縫段的處理、橋梁與路基的剛度差異、路面以及地基處理施工方法和質量等諸多因素的影響。

解決橋頭跳車的方法很多，如超載預壓法、臺后回填輕質材料法、路堤加筋（土工格柵）法、設置搭板法、采用加筋柔性橋臺、真空預壓法、水泥攪拌法、漸變樁基法等，而設置搭板是最普遍的做法。

目前高速公路橋頭搭板的一般設計如圖1所示。對于這種設計，大量調查資料顯示其長期效果并不理想，并且對于差異沉降的橋頭不適用，特別是對于軟土地基上的橋頭存在不少問題，其主要表現如下：

(1)橋頭搭板布設在瀝青混凝土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，加上在橋臺與搭板的連接處存在兩條接縫，如圖1中的a和d所示，a和d點往往存在高差，路面鋪裝層易開裂，在a接縫中一般填充瀝青麻絮作為隔水，但在實際使用中這種接縫容易由于瀝青材料的老化、接縫漲縮而使得接縫架空，使地表水沿接縫下滲直接沖刷臺背填土，導致臺背填土變形或者流失，最終使得該處路基土發生沉陷，搭板下面出現空洞；如果橋頭軟土地基工后沉降較大，路基整體下沉，也會造成搭板下面出現脫空的現象，搭板變為彎拉結構，嚴重地會使搭板開裂或斷裂。

(2)由圖1可知，搭板的a、b兩端以及支點c構成一個杠桿，由于杠桿效應，b端的沉降會在a端產生豎向位移，這種位移使接縫兩邊形成高度差，造成路面破壞和引起跳車，這與設計橋頭搭板的初衷相矛盾。

(3)由圖1可知，d是橋梁的伸縮縫，a是搭板與橋臺的接縫，兩縫之間距離很小，汽車快速經過此處時，會出現連續的2次跳車，這使得行車很不舒適也不利于駕駛員的操作。

(4)在d和a接縫之間有一層橋面鋪裝層，該鋪裝層沿路線縱向尺寸很小，鋪裝層與橋臺的粘接整體性較差，汽車在橋頭處頻繁的加速、減速、制動等沖擊作用下，如圖1所示，加上兩邊接縫引起的跳動形成的沖擊荷載很容易使這一小段混凝土破壞，它的破壞自然又會引起相鄰兩縫的破壞，造成兩縫處跳車。

(5)為防止搭板沿縱向滑移，通常在搭板與牛腿之間布設垂直錨栓或水平拉桿，當縱坡>3%時，垂直錨栓造成搭板或牛腿被拉裂破壞，水平拉桿使橋臺背墻變形產生裂縫。

(6)設假鉸多段式搭板，在相應假鉸頂上的路面出現裂縫；有的搭板預制安裝，由于不易置平，路面則出現縱向裂縫；有的將搭板按混凝土路面合二而一的方式設置，溫升過程中剛性路面能對橋臺產生推力，同時脹縫處治欠佳而開裂滲水，近臺搭板下面出現脫空等，形成混凝土路面板出現局部折角斷裂等現象。

(7)如圖1中所示的伸縮縫d由于設置在梁端構造薄弱部位，很難與后澆的橋面鋪裝層混凝土有效的連接，且設在路面表層直接承受車輪荷載的反復沖擊作用，長期暴露在大自然中，運營期間伸縮縫往往過早破損，因此，成為橋梁結構最易遭到破壞而又較難修復的部位。橋梁伸縮結構一旦破壞，可引起很大的車輛沖擊荷載，進一步加重橋頭跳車，惡化行車狀況，橋面漏水還會對橋梁下部的鋼筋混凝土結構產生腐蝕與損害，降低橋梁使用壽命。

發明內容

針對現有技術所存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種基于軟土地基上的橋頭結構，能夠消除近臺端搭板下方路基脫空現象，能有效調節路基與橋梁之間的不均勻沉降，可解決橋臺與路堤銜接處的跳車、搭板遠端二次跳車、路面開裂隆起和伸縮縫過早破損等問題。