高速公路桥涵桥台搭板断裂及处理方法浅析

　　【摘要】：论述了高速公路桥涵桥台断裂的主要原因及其对高速公路上行车带来的危害、大大降低行车能力和行车质量，并提出实际实践中可采取的有效处理方法。
　　关键词：桥台搭板断裂,危害,处理方法
　　
　　近年来我国高速公路数量增长迅速，到目前全国高速公路总里程已经36000公里，全国主要的大中城市已基本有高速公路连接，但目前已有的高速公路的总量和布局远未能满足社会的需求，高速公路的建设势头依然迅猛。经过十多年的建设中探索、积累经验、研究，我国的高速公路工作者从设计、施工技术等方面已达到较为先进的水平，但现实中仍然有许多技术难关有待解决，其中路桥连接段路基沉降的路基病害就是较常见、并影响极为恶劣的问题，这种问题在沿海及河流冲积区域上道路尤其突出。目前我国高速公路的设计行车时速一般为８０～１２０公里／小时，但因为各种因素的影响，正式运营中行车质量和行车速度往往大打折扣。我们参与建设的某段高速公路就是一个很有代表性的例子。
　　该路段设计院于2000年9月～2001年1月完成全线的勘测及施工图设计。路线所处区域地貌主要为冲海积平原及丘陵区；区内水系发育，内河水网纵横交错，相当发达，所以全线桥涵数量非常多，设计行车速度为１２０公里／小时，路基宽度为２８米。计划工期为３６个月，但因各种原因，业主要求施工队伍加快施工进度，争取提前4～6月完成施工任务。经过多方面的努力，全路线得以提前试行通车运营。经过一年的运营试车，一般路段的路基及桥梁、隧道状况均良好，但部分桥台搭板断裂，导致桥头跳车过于激烈，严重危害了行车安全及行车质量，通常行车速度只能达到设计的５０～８０％，与设计期望相离甚远。
　　经现场勘察、调查，结合我们在施工中掌握的情况分析，可以断定造成部分桥台搭板断裂的原因主要有以下几种：
　　１、桥台与路基连接段因路基施工后沉降过大，搭板底出现空洞现象，导致搭板在各种荷栽下发生了断裂。本项目虽然针对桥头跳车通病采取高强合成土工材料及新型排水结构措施进行了综合治理，但因工期要求缩短，路基填筑并未能在正常的自然沉降期后进行路面施工，导致桥台搭板及路面施工后依然继续沉降、搭板底出现了空洞。
　　２、桥台搭板混凝土浇筑施工完成后，因工期任务紧迫，而某些项目的施工车辆只能从桥上通过，在混凝土未达到正常的养护期限就不得不开放施工车辆通行，不同程度上影响混凝土质量，甚至搭板底部已经出现拉裂现象，给桥台搭板留下质量隐患。
　　３、道路上超载、超速行驶的车辆也是导致桥头搭板断裂的原因之一。众所周知，在新的交通管理法规尚未执行的时候，道路上超载好几倍的车辆比比皆是；桥台搭板是路基与桥梁的过渡段，因路基沉降的原因，过渡段内路面与桥台的高差是客观存在的，在超载及超速车辆的巨大动量反复冲击下，桥台搭板非常容易发生段裂。
　　此外，还可能有结构设计、施工控制、材料等因素可导致桥台搭板断裂。对结构设计，桥台搭板长度有６米及８米两种，宽度与路面宽度一致；厚度分别为３４㎝和４２㎝；采用普通C３０混凝土；上层均布置＠２５Ф１６的纵、横向钢筋，下层纵向均布置＠２５Ф２２、横向均布置＠２５Ф１６的钢筋；钢筋保护层下层均为５．３㎝，上层均为４．６㎝；经过我们的验算，搭板结构设计是完成满足要求的。施工过程及材料质量控制均按规范程序严格执行，并有监理工程师全过程严格监督，质量保证资料真实齐全、可供查考。因此，根据具体情况调查、分析，我们断定在本建设项目中，造成桥台搭板断裂的主要原因只有上述几种。
　　桥台搭板断裂，导致桥头跳车激烈，严重危害了行车安全及行车质量，必须采取有效措施进行处理，以保证道路正常运营，为顾客提高安全舒适的行车环境。由于此路段上桥涵密度非常大，若将断裂的桥台搭板全部进行返工，必须封锁路线一个月以上（断裂搭板的拆除、重新浇筑、养护、恢复路面等时间总和），必定给过往行车带来不便、给业主造成很大的损失，这是各方面均难以接受的。综合各方面的意见后，我们决定采取板底压浆补强法进行处理尝试，经过几个月的观察，这种处理方法的效果较为理想。现将整个处理过程介绍如下。
　　首先对怀疑断裂的搭板进行反复、详细的观测，推定其大概的断裂部位及破裂程度。一般情况下，搭板断裂后，在车辆、特别是重型车辆通过时会在断裂部位下沉非常明显，并出现折角情形，车辆通过后表面基本恢复；同时，出现折角的部位，其路面通常有明显的裂纹，这种裂纹一般与路线方向基本垂直。根据车辆通过瞬间出现的沉降程度和位置及路面裂纹的破裂程度和位置，就可以大概确定搭板的断裂位置及破损程度。
　　确定搭板的断裂位置和破损程度后，根据具体情况制定压浆方案。
　　（１）对有些搭板的断裂刚刚出现、尚未发育成熟，此时其板底一般会悬空一定的距离，可以安排工人道路两侧将搭板两边的培土清理出去，在计划压浆的部位（大概位置）用长钢钎清理出一压浆孔，孔深要求基本达到行车道中心线的位置。压浆时将一长４～７米的（钢管长度根据实际情况确定）、规格为８分的普通自来水钢管从清理好的压浆孔直接插进去进行。每块搭板压浆分６次进行，左右各压３次，压浆顺序如下图所示：
　　              
　　　　　　
　　说明：为压浆顺序
　　Ｌ为搭板顺路线方向长度
　　每次压浆前应将钢管尽可能深地插进板底，压浆过程中每隔一两分钟将钢管适当转动，预防钢管被浆体吃死。当压浆进行一段时间后，无法进浆时，应持压１～２分钟（压浆机压强约为0.4MPa），然后停压，浆钢管往外拔出１米左右再进行压浆，如此重复、直到此压浆孔部位从搭板边缘溢出、确定浆满后，再进行下一孔压浆操作，直至整块板完成压浆。
　　（２）当搭板已经折断，板体与路基顶面无间距或间距较小时，可在搭板顶面钻孔压浆。钻孔位置的按梅花型布置，间距一般为1.2～1.5米，并注意外侧的孔距搭板边缘不宜过小，一般以70㎝为宜，孔径一般为2～2.5㎝。压浆时将一长约30㎝的自制钢管与喷嘴相接、并插入孔中，孔口铺设橡皮套封堵严密，在注浆管上加套50×50㎝橡胶防护板，防护板贴近路面，防止浆体反射伤人。每一孔浆满后应持压１～２分钟（压浆机压强约为0.4MPa），再进行下一孔压浆操作。值得注意的是，压浆顺序应先压外围的孔道，再压中间的孔道，以保证整块板的压浆质量。一般须采取此方案处理的情况，路面已经沉降较大，处理后须进行路面修复以恢复路面设计标高，这些不属于本文讨论内容，于此不再多述。
　　以上两种处理方案中，使用的水泥浆强度要求为30MPa，水灰比在：0.3～0.4间，水泥龄期不超过一个月；并通过设计试配后掺入一定剂量的早强剂；另外浆体的泌水率不得超过4%，拌和后3小时的泌水率控制在2%内，24小时后泌水应全部被吸；掺入一定量的经试验、并经监理工程师同意的膨胀剂，掺入外加剂后浆体不受约束的自由膨胀率〈10%；浆体的拌和过程：先将水加入拌和机内，在加入水泥；充分拌和后，再加入掺和剂，掺和剂内的水分计入水灰比内；拌和不少于2分钟，直到均匀的稠度为止，稠度控制在30～50秒；压浆时，每一工作班取不少于3组试样(70.7×70.7×70.7㎜，每组3个)，养生28天，进行水泥浆抗压强度自检；浆体从拌制至压入孔道的间隔时间，一般不超过30～45分钟，浆体在使用前和使用过程中应不断搅动；孔道压浆后要进行保护：一天内不受振动；浆体灌入前通过1.2㎜的筛网的过滤；中途换孔的时间内，继续启动压浆泵以另浆体循环流动。
　　压浆过程中，操作人员必须佩带安全防护道具，并配备熟练工人，现场专人指挥，指挥要协调一致。
　　以上两种方案中，每处理一片搭板施工时间需要半天，施工完成后两天后即可通车；实际操作中可先封闭一幅道路进行处理，然后将之开放，再封闭另一幅进行处理。
　　在本项目工程中，几乎每个标段都有部分桥台的搭板或多或少出现断裂或搭板底悬空的现象，我们对所有采取压浆处理的搭板经过两个月的连续测量监测，其结果是，经过处理后，大大减轻了车辆通过时的跳车现象；一些断裂尚未发育或板底悬空的搭板，处理后断裂不再发育或不再发生断裂。可知，对于以上所述的这些通病，采取板底压浆处理达到了我们所期望的效果，而压浆处理操作简单、处理成本相对较低、处理耗时较少，是此处理方法的优势。
　　当然，板底压浆处理只是补救措施，要真正解决桥头跳车的通病，必须在设计、施工工艺及材料质量控制的管理等多方面进行控制。
　　
　　参考文献：
　　《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
　　公路施工手册《桥涵》人民交通出版社
　　《桥梁施工工程师手册》人民交通出版社杨文渊编