郝東洪

摘要：隨著國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，國家公路網(wǎng)及市政路網(wǎng)建設(shè)也進入快速發(fā)展階段，目前路橋過渡段一般設(shè)置鋼筋混凝土搭板，搭板下設(shè)置墊層及遠端設(shè)置枕梁等方式，解決橋頭跳車等公路病害。但在實際應(yīng)用中效果并不十分理想。產(chǎn)生跳車的原因歸結(jié)為路、橋作為不同剛度結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生沉降的差異。近年來對柔性搭板的研究及應(yīng)用已日趨成熟，柔性搭板的應(yīng)用，能有效保證減少路橋過渡段在荷載作用下不均勻性沉降，消除橋臺與路堤銜接處瀝青混凝土路面的隆起及下陷。優(yōu)化柔性搭板的設(shè)計進而改善行車安全及舒適性，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：路橋過渡；柔性搭板；設(shè)計；應(yīng)用

柔性搭板為利用土工格柵材料加固臺后路橋過渡段，格柵與填料共同作用形成整體性好剛度較大的柔性層，采用漸變設(shè)置的方式，同時考慮橋臺與臺后結(jié)構(gòu)的沉降因素，在過渡段設(shè)置楔形加固區(qū)域，實現(xiàn)橋臺與臺后填料剛性的連續(xù)過渡，消除過大的不均勻沉降，形成漸變的沉降過渡區(qū)，達到行車的舒適性及平順性。

一、柔性搭板的作用機理

在實際應(yīng)用中，以土工格柵材料作為主要加筋材料，能有效分散臺后填料的應(yīng)力，降低填料的壓縮變形及填料側(cè)向位移的限制，同時增加臺后填料的抗拉強度及抗剪切強度。通過設(shè)計土工格柵材料的布置形式，逐層消減車輛荷載及固結(jié)應(yīng)力以達到降低橋梁與臺后填土沉降差的目的。復(fù)合體模量和填料模量之間的線性關(guān)系是正比，因此，在實際的選取材料過程中，應(yīng)盡可能對選取模量較大的填料及格柵材料。

柔性搭板的合理布置不但可以有效節(jié)約格柵材料，同時可以很好的利用格柵形成的格柵限制填料的側(cè)向變形。利用分層鋪設(shè)的結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能地選取上長下短楔形柔性搭板。對路橋過渡段中的加固體拓撲進行優(yōu)化是布置柔性搭板的重要環(huán)節(jié)，在加固面積一定情況下，從下至上，并且傾斜比例接近1：1的加固體楔形布置是比較理想的布置方法，該布置方式有利于路橋過渡段結(jié)構(gòu)模型的簡化。另外，柔性搭板自身不僅能夠控制側(cè)面形狀，還可以對路橋路堤的安全性能進行保障，從而使變形得到一定控制。其能夠在很大程度上降低路堤對路基的壓力，減少路基負荷，從而根本上緩解由荷載過大所引起的地基變形。

另一方面，在運用土工格柵形成格柵后，臺后填料在荷載作用下會產(chǎn)生“網(wǎng)兜”支撐效應(yīng)。該效應(yīng)在形成的過程中是離不開來自于路基頂部的力的。公路橋在實際運行中，路面所承載的以車輛為主荷載對路面的壓力是相當大的，網(wǎng)兜支撐效應(yīng)可以分散路基負荷，在減輕或者均勻上部承載力的情況下對路基進行保護，在充分考慮工程的整體經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)路橋過渡段設(shè)計的科學(xué)性，保障通車后有較好的耐久性及行車的舒適性。設(shè)計應(yīng)采用自上而下的楔形布置柔性搭板形式，同時應(yīng)控制柔性搭板的斜率于適當范圍內(nèi)。

二、柔性搭板的參數(shù)設(shè)計研究

（一）攤鋪的長和寬

在遇到路橋過渡段相對比較長的情況時，過渡段的破壞的經(jīng)濟損失是非常巨大的，因此對設(shè)計的要求比較高。在調(diào)查國內(nèi)各省市高速公路病害中臺后搭板的破壞比重是相當大的，并且在橋臺臺背后約十米的位置往往是沉降不均勻問題出現(xiàn)的突出位置。因此在柔性搭板設(shè)計時，路橋過渡段的最佳長度應(yīng)設(shè)置在10-12m。頂層位置的土工格柵其攤鋪的長度設(shè)計應(yīng)按應(yīng)力擴散的規(guī)律計算得出。攤鋪寬度盡可能與路基設(shè)計的寬度一致，防止過渡段橫向出現(xiàn)不均勻沉降及剪切破壞，這是路橋過渡段發(fā)揮其功能性作用的重要保障。

（二）布置間距

土工格柵材料的有效的布置間距設(shè)計是非常必要的。布設(shè)間距設(shè)計基于基本假設(shè)主要包含五方面：第一、在相對應(yīng)的處理范圍內(nèi)及環(huán)境條件下，弄清楚柔性搭板下部填料產(chǎn)生破壞的機率及所有的可能性，同時，還應(yīng)確定在受到自重載荷作用下僅僅具備上部土工格柵。第第二、確保柔性搭板各個部分的位移一定的情況，是否發(fā)生了豎向位移，并且其垂直方向路線縱向所產(chǎn)生的變化值低于1。第三、正常工作狀態(tài)下，柔性搭板的應(yīng)該具有彈性。第四、臺后填料的抗彎能力是由填料與土工格柵形成的土工格柵受拉而產(chǎn)生的，因此可以將臺后填料的抗彎性簡化為平面受拉。在對布置間距進行計算的過程中，運用受力模型對受力狀態(tài)進行適當簡化，這樣做既可以提高對路基的抗彎性保證結(jié)構(gòu)安全。第五、運用固定柔性搭板一側(cè)的手段對路基進行加固?？梢韵裙潭ㄈ嵝源畎宓囊粋?cè)與橋臺上，然后對另一側(cè)水平布置伸入到填料內(nèi)，上部荷載沿路線前進方向可簡化為均布荷載，在偏離均勻分布的情況下，柔性搭板在發(fā)生變形時，其縱向曲線往往會以半邊懸鏈線的形式呈現(xiàn)出來。通過實驗研究及計算基本吻合實際沉降情況。

（三）計算過程

1.首先確定有效長度L：通常第一層柔性搭板設(shè)計長度取10-12m，以下各層設(shè)計長度可由布置的斜率確定。由研究可知對于鋪設(shè)長度4-12m的柔性搭板，其下方松動長度約為0.25L-0.3L。然后計算出各層的有效長度。

2.臺后填料工后沉降量的計算主要需考慮地基沉降及臺后填料的沉降，一般采用分層總和法進行累計計算。當出現(xiàn)地基較大的沉降時，如果工后沉降大于10cm，則屬于較大的沉降。說明地基承載力不足，需對地基進行加固處理。

3.錨固長度確定：按照正常使用狀態(tài)下，柔性搭板處于線彈性狀態(tài)。按照錨固端處沿路線前進方向變形量為0，得出單位寬度格柵材料的拉力。進而得出錨固長度。

4.布設(shè)間距確定：由柔性搭板上部荷載為填料的壓實濕容重可以計算出各層的布設(shè)間距。

（四）柔性搭板設(shè)計一般原則

第一層主要起到功能性作用，不僅直接承受車輛荷載，而且還可減少車輛荷載對下層填料的影響，因此第一層的設(shè)置對解決沉降問題起到非常重要的作用，因此第一層可采用雙層鋪設(shè)，以下各層可采用單層布設(shè)。

研究表明，當鋪設(shè)間距大于3m時，錨固端的剪力會非常大，可能會超過格柵材料的強度極限，因此設(shè)計時以最大間距按不大于2.5m比較合適，鋪設(shè)長度過短，格柵材料不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，因此底層格柵的鋪設(shè)長度應(yīng)不小于4m。按上述方式布設(shè)，用上層長度計算上層與其下層的間距，一方面方便計算，另外從安全方面考慮，其計算結(jié)果是偏于安全的。當計算出的鋪設(shè)間距大于2.5m時或者設(shè)計長度小于4m時，可以結(jié)束計算。下面各層可以按間距2.5m，長度4.0m取值設(shè)計。

三、與柔性搭板技術(shù)施工相關(guān)的注意事項

柔性搭板的質(zhì)量及耐久性除設(shè)計時應(yīng)綜合考慮工程特點外，施工質(zhì)量的好壞直接影響柔性搭板的工作性能。因此設(shè)計時應(yīng)在圖紙文件中注明柔性搭板的施工注意事項及檢查檢驗標準的注明：1.土工格柵材料進場前應(yīng)對其進行抽檢，各項指標滿足要求后方可用于工程。2.鋪設(shè)土工格柵前，應(yīng)對場地的平整度進行檢驗，不滿足要求的應(yīng)重新整平，滿足要求后方可進入下到工序。3.鋪設(shè)人工格柵材料應(yīng)采用人工鋪設(shè)，使人工格柵盡量張開，以充分發(fā)揮其抗拉性能。4.往土工格柵內(nèi)填料時，要人工填筑，填滿格柵后其上再鋪20-30cm厚的土，方可用重型施工機械碾壓。5.對每層填料的壓實度要進行檢驗，合格后方可施工上層。因此只有加強施工過程的控制，才能保證柔性搭板施工質(zhì)量達到設(shè)計預(yù)期目的。

四、小結(jié)

綜上所述，柔性搭板技術(shù)在現(xiàn)代路橋工程中的運用對于促進路橋建設(shè)行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。作為路橋工程的設(shè)計人員，其應(yīng)該對路橋工程的施工工藝和設(shè)計方法及設(shè)計理念不斷更新觀念，從而使路橋工程設(shè)計及施工質(zhì)量滿足運行經(jīng)濟、安全的目的。柔性搭板技術(shù)在路橋工程中的普及及運用不僅可以提高工程的設(shè)計水平，而且減少了工程后續(xù)的維修及養(yǎng)護成本，對推進我國路橋建設(shè)行業(yè)的健康快速發(fā)展，具有重要的意義。因此，無論建設(shè)單位還是設(shè)計單位均應(yīng)積極提高柔性搭板技術(shù)的運用。

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（作者單位：中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司東北分公司）