橋頭搭板綜述

薛栩超

（中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京210019）

1 概述

修路、造橋是社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化傳播過(guò)程中所必然經(jīng)歷的階段，在路橋工程項(xiàng)目中，剛性橋梁和橋臺(tái)后柔性地基的差異沉降會(huì)直接引起“橋頭跳車(chē)”現(xiàn)象，而橋頭搭板因能切實(shí)有效地解決這一不利情況、實(shí)現(xiàn)路基與橋梁的順暢連接而被工程廣泛采用。

當(dāng)代社會(huì)路橋，伴隨著道路運(yùn)行通車(chē)時(shí)間的增長(zhǎng)，廣泛存在橋頭搭板功能逐步喪失的情況，不少專(zhuān)家學(xué)者為了解決此問(wèn)題進(jìn)行了研究并取得了相應(yīng)成果，不過(guò)相關(guān)成果較為零散，鮮有文獻(xiàn)將近年來(lái)橋頭搭板的研究成果進(jìn)行匯編。因此，本文的書(shū)寫(xiě)一方面是為了明確橋頭搭板問(wèn)題出現(xiàn)的機(jī)理；另一方面匯總近年來(lái)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)橋頭搭板優(yōu)化設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思路的研究成果。

2 橋頭搭板存在的問(wèn)題及原因

匯總已建成通車(chē)的路橋工程，觀察橋頭搭板的使用情況，發(fā)現(xiàn)橋頭搭板的損壞情況主要有錯(cuò)臺(tái)、脫空、移位、滑落以及斷裂。橋頭搭板的錯(cuò)臺(tái)、脫空、移位和滑落，究其原因，均與施工過(guò)程中對(duì)道路與橋梁過(guò)渡段內(nèi)地基、路基的施工處理方法（如地基土換填、土體排水、路基護(hù)坡等）與施工質(zhì)量（如路基壓實(shí)等）相關(guān)。在道路建成通車(chē)后，車(chē)輛的豎向力會(huì)作用到過(guò)渡段內(nèi)的路面、路基、地基上，當(dāng)?shù)鼗?、路基施工處理未能滿足規(guī)范要求時(shí)，由于道路沉降過(guò)大，橋頭搭板不但沒(méi)能起到道路與橋梁平順過(guò)渡的作用，反而會(huì)危害車(chē)輛的安全行駛，甚至還會(huì)在搭板末端造成二次跳車(chē)的危險(xiǎn)情況。

橋頭搭板的斷裂主要還是與搭板的承載能力與施工的質(zhì)量相關(guān)。車(chē)輛經(jīng)過(guò)道路與橋梁過(guò)渡段時(shí)，車(chē)輛的自重、沖擊力、制動(dòng)力等荷載都會(huì)傳至搭板，承載力偏低的搭板設(shè)計(jì)或是不達(dá)標(biāo)的搭板施工，都會(huì)在正常使用過(guò)程中出現(xiàn)破碎、斷裂等情況，從而造成不利于車(chē)輛正常行駛的情況。

不難發(fā)現(xiàn)，要解決橋搭板的現(xiàn)存問(wèn)題，可以從施工著手，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量；也可以是前期針對(duì)橋頭搭板本身進(jìn)行研究，以增強(qiáng)橋頭搭板各方面性能；甚至可以依靠后期竣工通車(chē)后出現(xiàn)問(wèn)題再修復(fù)（注漿、填縫、路基回填、橋頭搭板更換[1]等）的理念來(lái)解決問(wèn)題。

3 橋頭搭板的研究成果匯總

橋頭搭板出現(xiàn)問(wèn)題再修復(fù)的情況，將會(huì)提升道路的維護(hù)成本，同時(shí)也會(huì)直接影響到市民的出行便利，因此針對(duì)橋頭搭板的前期研究顯得尤為重點(diǎn)?？v觀近年來(lái)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)橋頭搭板的研究已有了不少有益成果，不過(guò)相關(guān)成果較為零散，現(xiàn)匯總并歸納如下：

沈宇鵬等[2]在三維過(guò)渡段動(dòng)力學(xué)模型中建立了七自由度車(chē)輛模型還原汽車(chē)真實(shí)的受力分布情況，通過(guò)運(yùn)行結(jié)果的對(duì)比，對(duì)橋頭搭板的厚度、彈性模量、長(zhǎng)度等參數(shù)變化做了定量研究，給出合理參數(shù)范圍；劉潤(rùn)星等[3]從力學(xué)角度分析了采用簡(jiǎn)支梁模型以及部分脫空的彈性地基梁模型所做的橋頭搭板配筋設(shè)計(jì)結(jié)果，認(rèn)為橋頭搭板配筋按照板下脫空50%進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)最為合理；王濤等[4]基于ANSYS 有限元軟件分別建立淺埋式與深埋式橋頭搭板模型，對(duì)比了地基沉降、搭板應(yīng)力以及搭板撓度結(jié)果的變化情況，得出深埋式橋頭搭板受力優(yōu)于淺埋式橋頭搭板的結(jié)論，此類(lèi)相關(guān)研究均能為橋頭搭板的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

趙東賓[5]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比法研究橋頭搭板不同材質(zhì)的使用效果，認(rèn)為纖維增強(qiáng)混凝土澆筑的橋頭搭板抗裂效果、使用性及耐久性明顯得到提高，增加了我們對(duì)運(yùn)用不同材質(zhì)優(yōu)化橋頭搭板進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

高彥鑫等[6]運(yùn)用ANSYS 軟件，對(duì)比新型鉸接式搭板與普通搭板的應(yīng)力分布及變形情況，發(fā)現(xiàn)在地基彈性模量較小時(shí)，新型鉸接式搭板改善了板底同地基變形的協(xié)調(diào)能力；莊一舟等[7]則以整體式橋梁為研究對(duì)象，在修正幾何模型的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析橋頭搭板的開(kāi)裂情況，探究出橋臺(tái)與橋頭搭板之間的新型改進(jìn)型連接構(gòu)造，改進(jìn)了整體式、半整體式橋梁的橋頭搭板開(kāi)裂問(wèn)題。調(diào)整搭板接觸方式的思路由于易于操作，更便于實(shí)現(xiàn)搭板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。

王代等[8]以“橋頭搭板+無(wú)砂小樁”這一方案作為研究對(duì)象，進(jìn)行了橋頭搭板室外原型靜載試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，認(rèn)為這種方案能切實(shí)加強(qiáng)橋頭搭板的受力情況。此類(lèi)加固設(shè)計(jì)的思路在魏建國(guó)等[9]的研究成果中也有表現(xiàn)，魏建國(guó)基于FLAC 有限差分模型結(jié)果指出“二次搭板+填筑砂礫石”對(duì)防止差異沉降效果更佳。對(duì)臺(tái)背局部進(jìn)行加固的方法為增強(qiáng)道路與橋梁連接、降低搭板破壞提供了有益的借鑒。

裴濤[10]、文澤航[11]、李凱仁[12]等均提出了替代傳統(tǒng)搭板的新方案，通過(guò)數(shù)值模擬及參數(shù)分析，裴濤驗(yàn)證了其所提出的剛性楔形搭板的優(yōu)越性，并提出了剛性楔形搭板材質(zhì)、最大厚度以及上表面坡度的合理取值，文澤航則通過(guò)所設(shè)計(jì)的新型雙層剛性搭板研究，探究出其具有較好的減振吸能性能，抗破壞效果明顯；而李凱仁提出的裝配式雙層橋頭搭板新思路，不僅實(shí)現(xiàn)了搭板高差可調(diào)節(jié)，而且也體現(xiàn)更換方便性，類(lèi)似替代傳統(tǒng)搭板的方案，極大地促進(jìn)了橋頭搭板的更新與發(fā)展。

而在橋頭搭板脫空的檢測(cè)方面，楊峰等[13]、潘欣[14]提出的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)、趙煜成[15]等研究的超聲波法都具有很好的效果，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確和不影響交通運(yùn)行的橋頭搭板脫空檢測(cè)。通過(guò)結(jié)合其他專(zhuān)業(yè)技術(shù)運(yùn)用的方法，增強(qiáng)了及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)橋頭搭板問(wèn)題的能力，遏制問(wèn)題的發(fā)展。

4 結(jié)論

以工程中連接橋梁與道路的“橋頭搭板”為核心，本文指出了橋頭搭板損壞的情況及其原因，并在此基礎(chǔ)之上，對(duì)專(zhuān)家學(xué)者在橋頭搭板這個(gè)課題上的研究成果形成了匯總，供相關(guān)學(xué)者學(xué)習(xí)，并期待在已有研究成果的基礎(chǔ)上，橋頭搭板能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地優(yōu)化與發(fā)展。