橋頭搭板（bridge end transition slab）用於防止橋端連線部分的沉降而採取的措施。它擱置在橋台或懸臂樑板端部和填土之間，隨著填土的沉降而能夠轉動。車輛行駛時可起到緩衝作用，即使台背填土沉降也不至於產生凹凸不平。
基本介紹
- 中文名：橋頭搭板
- 外文名：bridge end transition slab
- 作用：防止橋端連線部分的沉降
- 領域：橋樑建築
橋頭搭板的分類,按搭板的埋置深度分類,按搭板的澆築方式分類,常見病害,橋頭搭板的設計,設計現狀,施工工藝,改良設計,新型設計,以往設計,改進設計,橋頭搭板的施工要點,
橋頭搭板的分類
按搭板的埋置深度分類
1)地面式橋頭搭板，這種型式的橋頭搭板埋置於路面表層，並規定用於混凝土路面。
2)半埋式橋頭搭板，這種型式的橋頭搭板的埋置深度比路口式的較深些。其上面再澆築一定厚度的鋪裝層，並規定用於瀝青混凝土路面。
3)深埋式橋頭搭板，這種型式的搭板埋置於路基內，其特點黃搭板本身不易損壞，耐久性好，但是施工操作要求較高，一旦損考後，其修理工作較困難。
地面式及半埋式橋頭搭板的特點卻與深埋式搭板相反。
按搭板的澆築方式分類
1)整體澆築式鋼筋混凝土橋頭搭板。這種搭板不論其埋深j}何，施工時採用現澆混凝土形成整體式橋頭搭板
2)裝配式橋頭搭板。它由預製的鋼筋混凝土搭板拼裝而成，五制搭板之間多數做成鉸接，使路面寬度內的全部預製搭板連成一體。但也有各預製搭板間不設鉸，拼裝後直接在其上澆築鋪裝層
3)裝配——整體式搭板。這種結構型式的搭板，下部由寬度為1m左右的裝配式鋼筋混凝土預製板作為模板，各裝配式搭板之間用置有螺旋鋼筋的鍵縫相接，連成一體在其上面澆灌一定厚度的混凝土形成整體，稱謂裝配——整體式搭板。最後再鋪上瀝青混凝土面層。
4)分塊式橋頭搭板。當路面較寬時，有時將路面沿寬度方向生為二塊、三塊板或四塊板。與此路面相應地將鋼筋混凝土橋頭搭板沿路寬方向設計成分塊式的。
常見病害
橋頭搭板脫空導致的病害問題橋頭搭板脫空是導致搭板斷裂、橋頭連續跳車,影響行車安全和舒適性的常見病害。橋涵建成通車後,季節性水位變化及多雨季節地表水入滲,直接導致錐坡或涵洞口擋牆後板下土體的強度軟化,進而土基逐漸沉降變形,出現局部弱支撐、裂縫、不均勻沉降,致使搭板支承面下形成局部脫空,重車通過時,搭板由均勻支承變為不均勻支承,並在脫空區最大沉降值處的板下位置產生應力集中,逐漸產生的裂隙進一步使後部應力增大,當應力超過允許彎拉應力,搭板就開始斷裂。特別是搭板過長時,更易產生斷裂。早期不及時發現,就會使板體斷裂、沉陷、翻漿,最後導致跳車甚至出現險情。
橋頭搭板
橋頭搭板在行車荷載作用下,搭板沉陷與脫空區吻合,形成新的差異變形區,導致更為嚴重的跳車。另外,搭板脫空區的擴展,將危及搭板下枕梁的穩定性。這種現象在高等級公路上比較普遍,嚴重影響行車的速度、舒適性和安全性。例如保津高速跨線橋、112國道、102國道等橋樑橋頭跳車現象普遍,及時發現、採取措施是十分必要的。橋頭搭板很多病害都是因為台背回填土施工質量太差，在天津津濱高速公路改擴建工程中，為了避免台背回填土施工質量不好控制，採用了液態粉煤灰施工工藝，極大程度的提高了台背回填土的質量，是橋頭部位與回填土部位沉降儘量一致，避免了上述病害的出現。
橋頭搭板的設計
設計現狀
橋頭搭板及明涵台背板的設計現狀
達不到標準,路面排水通過伸縮縫及搭板中縫滲進後不能排出,形成客觀存在的隱患。
施工工藝
板下封堵是對搭板板下脫空和基層中的細小空隙灌漿,以加固現有路面的工程技術,採用壓密灌漿方法使向外擴張的漿泡在土體中產生複雜的徑向和切向應力體系,從而漿液與土體產生具有膠結力的化學反應,把鬆散的土粒連線在一起,使土體的整體結構得到加強。
在搭板尚未發生嚴重裂縫時早期發現,板下封堵是一種比較經濟的修複方法,突出優點在於提高路面板下基層的均勻支撐能力,提高強度,一般情況下基層與板體形成緻密膠結,相當於增加了板厚,增加搭板間的傳荷能力,減少車輛荷載對板體產生的疲勞損傷,延長了具體施工工藝及步驟如下。
1.涵台背及橋頭搭板下的封堵工藝流程
準備灌漿設備→注漿鑽孔施工→製漿→灌漿→養生→封堵效果檢測→封孔清場。
2.脫空檢測方法
由於橋頭搭板和明涵台背厚度大(一般為0.35～0.60m)且板內配筋較密、板下脫空尺寸大、脫空區大部分與錐坡連通,實踐證明,套用貝克曼式彎沉儀和黃河JN2150標準車(單軸載100kN)輪側彎沉法測定脫空狀況不適合。合適的方法是套用探地雷達進行檢測。
3.布孔
為了避免造成經濟上的浪費和搭板的過度損害,橋頭搭板和明涵台背的注漿孔的布置要均勻。二級及以上級別道路,由於道路中線處位置較高,搭板設有假縫,布孔應沿路線中心比較合理。數量根據搭板長度及影響範圍確定。實踐表明,根據脫空程度,每塊搭板上應布2～3孔,以利灌實。
4.鑽孔
橋頭搭板和明涵台背注漿孔不適合用HZ2160型混凝土取芯機,該型號取芯機對配筋混凝土鑽進速度很慢,鑽頭遇到鋼筋磨損大,進尺慢,導致成本增加。可用風鎬成孔法,速度快,成本底,成孔質量高,實踐證明切實可行。
5.漿液配合比
漿液配置的關鍵是如何確定漿液的配合比。配合比要求能保證漿液在注漿時有較好的流動度、較快的固結速度以及漿液在凝固後具有較高的彎拉強度和較小的體積收縮。可通過室內試驗確定漿液的最佳配合比。由於橋頭搭板和明涵台背板下脫空尺寸大,漿液凝固後的體積收縮較大由硬化過程中的物理化學反應以及混凝土的溫度變化引起,,將影響封堵效果。另外,路面板在灌漿加固時不能完全卸載,在加固施工過程中仍然承受一定的荷載(板自重、施工荷載、活載等),導致後填充結石體的應力和應變滯後,也會產生微小間隙。套用帶有膨脹性的氟石粉和膨脹劑UEA作為添加劑,有助於減少收縮。微膨脹混凝土是在混凝土和砂漿中摻入起膨脹作用的外加劑,依靠外加劑本身的化學反應或水泥其他成分的反應,在水化期產生一定的膨脹,補償混凝土的收縮。膨脹劑主要是為減少乾燥收縮而配置的,目的是為了提高抗裂強度和抗裂縫承載能力。
改良設計
針對橋頭跳車的各種成因，搭板也相應的做了許多改良設計。
橋頭搭板
橋頭搭板伸縮縫布置：
改善搭板與橋樑之間的伸縮縫布置 取消普通橋台的部分背牆，只在搭板和梁體間設定一道伸縮縫，這樣一來接縫由原來橋台處的兩條（如圖2所示），即梁體與背牆之間的、搭板與背牆之間的接縫減少為一條梁體與搭板之間的接縫。
改進後的搭板有以下優點：（1）接縫減少後，更有利於行車的舒適。（2）原設計中的兩條接縫,在各種因素下常會產生裂縫,雨水滲入裂縫後會造成搭板下水土的流失,導致該處路基發生沉降,使搭板下產生空洞。而改進後的設計,即使該縫出現問題,由該縫所滲入的雨水也不會流到台背後去,比較有效的解決了原設計的問題。（3）改進設計後，橋台頂部的施工更為方便。
布設位置：
改進搭板的布設位置
搭板採用下置式，即布設在路面底基層下面，按單段式設計。在搭板下現澆一段厚為16cm或20cm水泥穩定碎石或卵石礫石墊層，墊層橫向寬出搭板各50cm，搭板遠端長出50cm，以1：3（縱橫比）坡度與路面底基層銜接。在牛腿或台背上墊一層1厚油毛氈，然後將近台端搭板擱在上面
改良效果：
（1）在搭板上有70cm-80cm厚的路面結構層承受車輛荷載，搭板所受活載應力較小；在搭板下面設有墊層，使填土路堤承受活載更小，近台端搭板下方不會出現脫空區。 （2）搭板區段內的路面可與引道路面同時施工，操作方便。
（3）可解決橋台與路堤銜接處的跳車和搭板遠端跳車的問題；同時可消除橋台與路堤銜接處瀝青混凝土路面的隆起，使車輛能高速平穩的行駛。
（4）克服了搭板遠端路面斷層的薄弱環節，不設枕梁也可獲得良好預防沉降效果。
新型設計
隨著我國公路建設的逐步深入，高速公路也進入了建設高潮。高速公路能否發揮其重要作用，其快速性、安全性、舒適性非常重要。但是橋頭路基填土往往很高，雖然採取一些加固措施，後台路堤沉降仍遠遠超過橋台本身沉降，車輛在通過橋頭時，往往出現跳車現象，這樣不僅嚴重影響行車安全，給行車者帶來不適，而且對橋台和路面也產生不良影響。為了防止橋頭跳車，在橋台背後設定搭板是一項重要措施。 以往設計的搭板板面傾斜，雖然滿足路面結構層的剛度漸變要求，但給施工帶來諸多不便。而且在攤鋪及碾壓路面基層、底基層和土基時出現尖滅狀夾層，難於保證質量。改進後的設計將搭板作成變厚度截面，板面與路基縱坡平行，其前端鋪裝與橋面一致，後端與路面結構相銜接，既方便了路面施工，又使後台路面沉降後的標高逐漸過渡到引道路基沉降後標高。
以下簡述這兩種設計的特點。
以往設計
1搭板的尺寸和設定
搭板分兩種類型，在填土高不足6m時，設5m長搭板，板厚26cm；填土高大於6m時，設8m長搭板，板厚32cm。搭板採用等厚度截面，橫向寬度與橋面淨寬相等。搭板板面向台後以10%縱坡傾斜，板頂鋪裝逐漸加厚。為了防止路基沉降後搭板會產生縱向滑移，搭板與橋台之間設定錨栓，並預埋在背牆的牛腿上。
2搭板的配筋
搭板用25號鋼筋混凝土，5m搭板和8m搭板配筋相同。縱向：板底為Φ25鋼筋，板頂為Φ14鋼筋；橫向為Φ14鋼筋，兩方向間距均為20cm。在板底與板頂之間均勻分布有Φ14撐筋。當板斜度大於20°時，為防止支點局部承壓過大而發生破壞，在鈍角部位設輔助鋼筋。
改進設計
搭板採用變厚度截面，前段厚度同以往設計，板頂鋪裝與橋面相同；後段減薄，板頂鋪裝與路面結構相類似。搭板的縱向坡度與路基縱坡平行，方便了路面的攤鋪和碾壓，並使搭板更加適應台後路基的沉降。
搭板內力分析
參考高等級公路《設計要領》，以搭板順橋向(橋軸向)長度70%作簡支梁計算。恆載取搭板上路面面層重和搭板自重；活載取汽車—超20級，掛車—120。為提高搭板的抗彎和抗剪強度，搭板改用30號鋼筋混凝土。計算結果表明，以往的搭板配筋基本滿足應力要求，8m搭板縱向鋼筋稍嫌不足。
為了提高搭板的縱向抗彎強度，將8m搭板縱向鋼筋改為：板底用Φ28鋼筋，板頂用Φ14鋼筋，間距均為15cm。5m搭板縱向鋼筋不變。同時為了施工方便，將兩種搭板的橫向鋼筋統一為Φ14鋼筋，間距均為20cm。
其它撐筋和輔助鋼筋不變。
②在路基填土高超過6m路段採用土工格柵加筋處理。
我們將對這兩項措施的效果進行測定和研究，為今後的高速公路設計提供借鑑。
橋頭搭板的施工要點
(1)鋼筋混凝土橋頭搭板、台後填土的填料應以透水性材料為主，分層壓實。台背回填應按設計要求作防水處理。
(2)台後地基如為軟土，應按設計要求進行處理，預壓時應進行沉降觀測，預壓沉降控制值應在施工搭板前完成。
(3)橋頭搭板下路堤應設定排水構造物，鋼筋混凝土搭板及枕梁宜採用就地澆築。
