[科普中国]-桥头搭板

桥头搭板的分类按搭板的埋置深度分类

1)地面式桥头搭板，这种型式的桥头搭板埋置于路面表层，并规定用于混凝土路面。

2)半埋式桥头搭板，这种型式的桥头搭板的埋置深度比路口式的较深些。其上面再浇筑一定厚度的铺装层，并规定用于沥青混凝土路面。

3)深埋式桥头搭板，这种型式的搭板埋置于路基内，其特点黄搭板本身不易损坏，耐久性好，但是施工操作要求较高，一旦损考后，其修理工作较困难。

地面式及半埋式桥头搭板的特点却与深埋式搭板相反。

按搭板的浇筑方式分类1)整体浇筑式钢筋混凝土桥头搭板。这种搭板不论其埋深j}何，施工时采用现浇混凝土形成整体式桥头搭板

2)装配式桥头搭板。它由预制的钢筋混凝土搭板拼装而成，五制搭板之间多数做成铰接，使路面宽度内的全部预制搭板连成一体。但也有各预制搭板间不设铰，拼装后直接在其上浇筑铺装层

3)装配——整体式搭板。这种结构型式的搭板，下部由宽度为1m左右的装配式钢筋混凝土预制板作为模板，各装配式搭板之间用置有螺旋钢筋的键缝相接，连成一体在其上面浇灌一定厚度的混凝土形成整体，称谓装配——整体式搭板。最后再铺上沥青混凝土面层。

4)分块式桥头搭板。当路面较宽时，有时将路面沿宽度方向生为二块、三块板或四块板。与此路面相应地将钢筋混凝土桥头搭板沿路宽方向设计成分块式的。1

常见病害桥头搭板脱空导致的病害问题桥头搭板脱空是导致搭板断裂、桥头连续跳车,影响行车安全和舒适性的常见病害。桥涵建成通车后,季节性水位变化及多雨季节地表水入渗,直接导致锥坡或涵洞口挡墙后板下土体的强度软化,进而土基逐渐沉降变形,出现局部弱支撑、裂缝、不均匀沉降,致使搭板支承面下形成局部脱空,重车通过时,搭板由均匀支承变为不均匀支承,并在脱空区最大沉降值处的板下位置产生应力集中,逐渐产生的裂隙进一步使后部应力增大,当应力超过允许弯拉应力,搭板就开始断裂。特别是搭板过长时,更易产生断裂。早期不及时发现,就会使板体断裂、沉陷、翻浆,最后导致跳车甚至出现险情。

在行车荷载作用下,搭板沉陷与脱空区吻合,形成新的差异变形区,导致更为严重的跳车。另外,搭板脱空区的扩展,将危及搭板下枕梁的稳定性。这种现象在高等级公路上比较普遍,严重影响行车的速度、舒适性和安全性。例如保津高速跨线桥、112国道、102国道等桥梁桥头跳车现象普遍,及时发现、采取措施是十分必要的。桥头搭板很多病害都是因为台背回填土施工质量太差，在天津津滨高速公路改扩建工程中，为了避免台背回填土施工质量不好控制，采用了液态粉煤灰施工工艺，极大程度的提高了台背回填土的质量，是桥头部位与回填土部位沉降尽量一致，避免了上述病害的出现。

桥头搭板的设计设计现状桥头搭板及明涵台背板的设计现状

为了防止桥头工后沉降出现错台现象引起的跳车,设置桥头搭板是一项必要措施。然而,工程建成通车后不久,常会发生断裂。作为过渡,它可使桥头突变性跳车缓解并将产生的差异沉降分散在一定距离上。但实际情况是由于财力不足、前瞻性研究不够等诸多原因,设计单位通常采用桥头搭板和明涵台背板下的习惯做法,即采用8%石灰土将桥台背墙后8m长、2m厚范围内原状土换填,在桥台背墙后没有石砌排水盲沟,刚性搭板直接均匀支承在桥台和灰土上,而实际施工时碾压机械无法靠近涵壁和台背,以致压实度

达不到标准,路面排水通过伸缩缝及搭板中缝渗进后不能排出,形成客观存在的隐患。

施工工艺板下封堵是对搭板板下脱空和基层中的细小空隙灌浆,以加固现有路面的工程技术,采用压密灌浆方法使向外扩张的浆泡在土体中产生复杂的径向和切向应力体系,从而浆液与土体产生具有胶结力的化学反应,把松散的土粒连接在一起,使土体的整体结构得到加强。

在搭板尚未发生严重裂缝时早期发现,板下封堵是一种比较经济的修复方法,突出优点在于提高路面板下基层的均匀支撑能力,提高强度,一般情况下基层与板体形成致密胶结,相当于增加了板厚,增加搭板间的传荷能力,减少车辆荷载对板体产生的疲劳损伤,延长了具体施工工艺及步骤如下。

1.涵台背及桥头搭板下的封堵工艺流程

准备灌浆设备→注浆钻孔施工→制浆→灌浆→养生→封堵效果检测→封孔清场。

2.脱空检测方法

由于桥头搭板和明涵台背厚度大(一般为0.35～0.60m)且板内配筋较密、板下脱空尺寸大、脱空区大部分与锥坡连通,实践证明,应用贝克曼式弯沉仪和黄河JN2150标准车(单轴载100kN)轮侧弯沉法测定脱空状况不适合。合适的方法是应用探地雷达进行检测。

3.布孔

为了避免造成经济上的浪费和搭板的过度损害,桥头搭板和明涵台背的注浆孔的布置要均匀。二级及以上级别道路,由于道路中线处位置较高,搭板设有假缝,布孔应沿路线中心比较合理。数量根据搭板长度及影响范围确定。实践表明,根据脱空程度,每块搭板上应布2～3孔,以利灌实。

4.钻孔

桥头搭板和明涵台背注浆孔不适合用HZ2160型混凝土取芯机,该型号取芯机对配筋混凝土钻进速度很慢,钻头遇到钢筋磨损大,进尺慢,导致成本增加。可用风镐成孔法,速度快,成本底,成孔质量高,实践证明切实可行。

5.浆液配合比

浆液配置的关键是如何确定浆液的配合比。配合比要求能保证浆液在注浆时有较好的流动度、较快的固结速度以及浆液在凝固后具有较高的弯拉强度和较小的体积收缩。可通过室内试验确定浆液的最佳配合比。由于桥头搭板和明涵台背板下脱空尺寸大,浆液凝固后的体积收缩较大由硬化过程中的物理化学反应以及混凝土的温度变化引起,,将影响封堵效果。另外,路面板在灌浆加固时不能完全卸载,在加固施工过程中仍然承受一定的荷载(板自重、施工荷载、活载等),导致后填充结石体的应力和应变滞后,也会产生微小间隙。应用带有膨胀性的氟石粉和膨胀剂UEA作为添加剂,有助于减少收缩。微膨胀混凝土是在混凝土和砂浆中掺入起膨胀作用的外加剂,依靠外加剂本身的化学反应或水泥其他成分的反应,在水化期产生一定的膨胀,补偿混凝土的收缩。膨胀剂主要是为减少干燥收缩而配置的,目的是为了提高抗裂强度和抗裂缝承载能力。2

改良设计针对桥头跳车的各种成因，搭板也相应的做了许多改良设计。

伸缩缝布置：

改善搭板与桥梁之间的伸缩缝布置 取消普通桥台的部分背墙，只在搭板和梁体间设置一道伸缩缝，这样一来接缝由原来桥台处的两条（如图2所示），即梁体与背墙之间的、搭板与背墙之间的接缝减少为一条梁体与搭板之间的接缝。

改进后的搭板有以下优点：（1）接缝减少后，更有利于行车的舒适。（2）原设计中的两条接缝,在各种因素下常会产生裂缝,雨水渗入裂缝后会造成搭板下水土的流失,导致该处路基发生沉降,使搭板下产生空洞。而改进后的设计,即使该缝出现问题,由该缝所渗入的雨水也不会流到台背后去,比较有效的解决了原设计的问题。（3）改进设计后，桥台顶部的施工更为方便。

布设位置：

改进搭板的布设位置

搭板采用下置式，即布设在路面底基层下面，按单段式设计。在搭板下现浇一段厚为16cm或20cm水泥稳定碎石或卵石砾石垫层，垫层横向宽出搭板各50cm，搭板远端长出50cm，以1：3（纵横比）坡度与路面底基层衔接。在牛腿或台背上垫一层1厚油毛毡，然后将近台端搭板搁在上面

改良效果：

（1）在搭板上有70cm-80cm厚的路面结构层承受车辆荷载，搭板所受活载应力较小；在搭板下面设有垫层，使填土路堤承受活载更小，近台端搭板下方不会出现脱空区。 （2）搭板区段内的路面可与引道路面同时施工，操作方便。

（3）可解决桥台与路堤衔接处的跳车和搭板远端跳车的问题；同时可消除桥台与路堤衔接处沥青混凝土路面的隆起，使车辆能高速平稳的行驶。

（4）克服了搭板远端路面断层的薄弱环节，不设枕梁也可获得良好预防沉降效果。

新型设计随着我国公路建设的逐步深入，高速公路也进入了建设高潮。高速公路能否发挥其重要作用，其快速性、安全性、舒适性非常重要。但是桥头路基填土往往很高，虽然采取一些加固措施，后台路堤沉降仍远远超过桥台本身沉降，车辆在通过桥头时，往往出现跳车现象，这样不仅严重影响行车安全，给行车者带来不适，而且对桥台和路面也产生不良影响。为了防止桥头跳车，在桥台背后设置搭板是一项重要措施。 以往设计的搭板板面倾斜，虽然满足路面结构层的刚度渐变要求，但给施工带来诸多不便。而且在摊铺及碾压路面基层、底基层和土基时出现尖灭状夹层，难于保证质量。改进后的设计将搭板作成变厚度截面，板面与路基纵坡平行，其前端铺装与桥面一致，后端与路面结构相衔接，既方便了路面施工，又使后台路面沉降后的标高逐渐过渡到引道路基沉降后标高。

以下简述这两种设计的特点。

以往设计1搭板的尺寸和设置

搭板分两种类型，在填土高不足6m时，设5m长搭板，板厚26cm；填土高大于6m时，设8m长搭板，板厚32cm。搭板采用等厚度截面，横向宽度与桥面净宽相等。搭板板面向台后以10%纵坡倾斜，板顶铺装逐渐加厚。为了防止路基沉降后搭板会产生纵向滑移，搭板与桥台之间设置锚栓，并预埋在背墙的牛腿上。

2搭板的配筋

搭板用25号钢筋混凝土，5m搭板和8m搭板配筋相同。纵向：板底为Φ25钢筋，板顶为Φ14钢筋；横向为Φ14钢筋，两方向间距均为20cm。在板底与板顶之间均匀分布有Φ14撑筋。当板斜度大于20°时，为防止支点局部承压过大而发生破坏，在钝角部位设辅助钢筋。

改进设计搭板采用变厚度截面，前段厚度同以往设计，板顶铺装与桥面相同；后段减薄，板顶铺装与路面结构相类似。搭板的纵向坡度与路基纵坡平行，方便了路面的摊铺和碾压，并使搭板更加适应台后路基的沉降。

搭板内力分析

参考高等级公路《设计要领》，以搭板顺桥向(桥轴向)长度70%作简支梁计算。恒载取搭板上路面面层重和搭板自重；活载取汽车—超20级，挂车—120。为提高搭板的抗弯和抗剪强度，搭板改用30号钢筋混凝土。计算结果表明，以往的搭板配筋基本满足应力要求，8m搭板纵向钢筋稍嫌不足。

为了提高搭板的纵向抗弯强度，将8m搭板纵向钢筋改为：板底用Φ28钢筋，板顶用Φ14钢筋，间距均为15cm。5m搭板纵向钢筋不变。同时为了施工方便，将两种搭板的横向钢筋统一为Φ14钢筋，间距均为20cm。

其它撑筋和辅助钢筋不变。

实际上搭板的长度毕竟有限，桥台和路基的不均匀沉降通过搭板消减一部分，但在搭板尾端和路基之间仍有沉陷差存在，为此在商开高速公路建设中准备采取以下措施： ①用冲击压路机对压实后的路基再进行一次冲压；

②在路基填土高超过6m路段采用土工格栅加筋处理。

我们将对这两项措施的效果进行测定和研究，为今后的高速公路设计提供借鉴。

桥头搭板的施工要点(1)钢筋混凝土桥头搭板、台后填土的填料应以透水性材料为主，分层压实。台背回填应按设计要求作防水处理。

(2)台后地基如为软土，应按设计要求进行处理，预压时应进行沉降观测，预压沉降控制值应在施工搭板前完成。

(3)桥头搭板下路堤应设置排水构造物，钢筋混凝土搭板及枕梁宜采用就地浇筑。3