路桥过渡段沉降因素分析与结构设计分析

路桥过渡段沉降因素分析与结构设计分析

周振聪

保利长大工程有限公司

摘要：伴随我国社会经济的不断发展，路桥工程的建设数量和范围在逐渐地扩大，在人们出行中的应用优势较为突出。然而在路桥设计中出现的问题越来越多，例如公路上的不平整沉降是公路设计和施工中常见的问题，会影响路桥的安全使用。因此设计人员需要根据路桥过渡沉降问题发生的原因提高后续设计的针对性，解决在以往路桥设计中所存在的问题，从而使过渡段沉降能够有所缓解。

关键词：路桥过渡段；沉降因素；结构设计

当前在我国高速公路事业发展的进程中，路桥过渡段的不均匀沉降已经成为需要解决的重点问题，引起了人们的广泛关注。路桥过渡段的沉降会降低车速，使道路产生的安全性以及舒适性很难得到充分的保证。因此在前期设计阶段要根据路桥过渡段沉降发生的原因，调整现有的结构设计方案，突出结构设计本身的科学性，为后续路桥正常通行提供重要的保障。

一、路桥过渡段沉降问题的发生原因

（一）地基和路面的出现

为了使路桥过渡段结构设计效果能够得到全面的提升，在实际工作中需要设计人员结合以往工作经验分析路桥过渡段出现沉降问题的原因，调整现有的结构设计方法，从而为路桥后续使用提供重要的保障。首先路桥过渡段的沉降和地基沉降有着密切的关系。产生原因主要是由于地基在路面重量和车辆压力的作用下而产生的沉降问题，由于地基和路基的类型较多，土质构造存在着一定的差异性，即使是压力一致，也会在不同部位中产生不同程度的沉降。在路基地基下的土体质量相同所承受的压力不一致，会导致不同部位地基沉降程度出现严重的差异，对后续道路正常运行造成了一定的影响。

其次产生过渡段沉降的原因和路面的沉降有着密切的关系，在我国公路建设事业发展的进程中设计要求在逐渐地增加，对道路设计结构的厚度提出了新的要求，在进行垫层施工的过程中常常会由于碾压机械无法接触这一结构而出现跳车问题的发生，或者是相关设计标准和预期要求，存在着某些差异会在路面中出现不同程度地沉降问题^[1]。另外一部分道路桥梁在完成施工之后，部分范围达不到压实度的标准，随着时间的不断推移，会在车辆长期压力的作用下导致压实度在逐渐的上升，结构会产生较为严重的压缩问题。从而在这一道路中出现较为严重的沉降，使得道路本身的安全性无法得到充分的保障。

（二）刚度的差异

刚度的差异也是导致路桥过渡段出现沉降问题的原因，道路为柔性组合，和桥梁刚性结构存在一定的差异性，柔性路面配合着桥梁较大的刚度会由于车辆的长期行驶产生较大的压力，再加上上部跨结构不会产生很大的变形，配合地基的作用会使得道路桥梁本身的重力和外力共同作用于结构内部产生不可逆的变形，对道路的正常运行产生一定的影响。此外，在实际工作中还会由于设计方案的不协调而引发较为严重的过渡段沉降问题，例如并没有加强对细节性问题的有效分析，也没有根据现场情况来提高设计方案本身的针对性，种种原因均会产生较为严重的沉降问题，无法满足我国道路桥梁建设的要求以及标准。

二、道路桥梁过渡段结构设计的策略

（一）缓和过渡段的设计

为了减少道路桥梁在后续使用时出现沉降问题的发生次数，在实际设计时需要将预防意识落实到不同的工作环节中，充实当前的设计方案，尤其是要加强对缓和过渡段的设计，与地基和路基特点相互的吻合，逐渐的增强整体的设计效果。大多数道路桥梁为混凝土结构，钢度较大，沥青混凝土结构会由于两者结构的不同而出现沉陷问题，因此在实际设计时可以将不同差异进行相互的综合，共同的完成结构型的设计，这样一来可以使缓和过渡段设计变得更加合理，为后续使用提供重要的保障^[2]。在进行缓和过渡段设计时，要加强对软土路基的科学处理，在路面之上的路堤也可以采取相同的方式进行有效的操作，避免对后续运行造成一定的影响。在桥台和路堤之间可以设置50米左右的强度渐变带，之后在内部配上不同的填料，从而达到良好的过渡效果。如果实际情况存在某些限制，在长度方面很难满足相关的要求，那么也要将渐变带的长度控制在30米左右，防止对后续运行造成一定的影响。在对桥台路堤进行填筑时，如果使用的为土工合成加筋，路堤对地基的承载力提升并不是那么明显，无法有效地防止地基出现沉降的问题。因此在实际工作中需要加强对道路桥梁使用情况的有效预测，掌握其压力的变化情况，之后再配合着土工合成的设计思路来进行日常的设计。在公路路桥过渡段中，路基的沉陷要小于5厘米，坡度要小于0.4，要根据现实情况来提高后续设计工作的针对性，从而使道路桥梁能够更加平稳的运行。

图1:缓和过渡段设计

（二）结构形式的设计

在道路桥梁结构形式设计中，要先加强对过渡段特点的深入性分析之后，再根据路基的特点完善当前的设计方案。在设计时可以利用土工格栅，这一结构能够和土体相互地融合，适当的提高道路桥梁本身的抗剪程度，同时也可以和土体共同的承受来自车辆的压力，有效地提高了道路桥梁本身的荷载力。这样一来可以防止土体产生较为严重的侧向变形，对侧向变形起到良好的控制作用，全面的增强地基本身的稳定性

^[3]。在实际设计时这一设计形式也可以和路基填土产生一定的摩擦，融入相对应的垂直应力，使道路桥梁过渡段路基承载力能够得到全面的提高。在实际设计时要将这一结构设置为水平的方式来进行有效的摊铺，避免在后续运行时存在较为严重的变形问题，这样一来在反复压力作用下，有效地保证了路桥本身的稳定性。

在设计中要加强对搭板长度和强度的合理性设计，要考虑道路本身的使用年限，防止出现严重的沉降问题，另外还要保证搭板的长度能够和跨越桥台被一段范围内被碾压土体的承受压力保持一致，可以在跨越桥台处留下一部分的土方缺口，设计好与之对应的弹性空间，为后续道路运行提供重要的基础。在实际设计时也要考虑搭板本身的受力情况，采取弹性地基的方式来进行长度的精准性设计。如果路桥过渡段沉降情况发生在台背的10米左右，这时要将长度设置为12米左右，和实际使用情况进行相互的协调，避免对后续运行产生一定的影响。在强度确定方面可以采取柔性搭板，在道路桥梁过渡段设置与之对应的加固区和另一端路基进行相互的连接。这样一来可以使桥梁能够实现平稳过渡，消除由于差异性受力不均而产生的沉降问题。在设计方案中可以根据现场情况进行有效的模拟，避免对道路运行产生诸多的影响。

图2:结构形式设计

结束语

在道路桥梁过渡段设计中要加强对沉降问题的有效预防，完善当前的结构设计方案，将不同形式的结构设计思路融入其中，逐渐的增强整体的设计效果，并且还需要考虑道路桥梁的通行需求以及使用周期，防止对道路桥梁的稳定性产生一定的影响，从而使道路桥梁过渡段设计效果能够得到全面的提升。

参考文献

[1]石少国.市政桥梁设计中安全性和耐久性的研究[J].山西交通科技，2019（19）:34-35.

[2]崔文明.桥梁设计中安全性和耐久性的研究[J].交通标准化，2019（16）:81-82.

[3]靳海燕.公路桥梁施工中，安全性和桥梁耐久性的分析[J].黑龙江交通科技，2019（9）:133-134.