一种适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板和桥头结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种桥头搭板和桥头结构及其施工方法，特别是涉及一种适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板和桥头结构及其施工方法。

背景技术：

桥头跳车指道路与桥梁台背的衔接区域出现的路面或搭板变形、断裂，甚至坑槽，从而使车辆行驶经过该区域受到冲击后发生明显跳跃、颠簸。随着交通流量的日益增加，桥头跳车现象越来越普遍存在于各级公路上，跳车现象引起的车辆颠簸，不但会引起车内人员的不适，甚至会造成车辆失控，对安全造成威胁，严重影响道路交通安全。尽管广大公路从业者从设计到施工等多方面着手力求解决该问题，但是桥头跳车问题始终没有得到很好的解决。

桥头搭板是有效的桥头跳车的解决方法之一，它搁置在桥台或悬臂梁板端部和填土之间，防止桥端连接部分的沉降，在车辆行驶时可以起到缓冲作用，目前已经得到了广泛的运用。但是现有的工艺运用效果不太理想，桥头搭板与桥台的拼接处理方式不一，容易产生过大应力，导致二次跳车、搭板滑动、以及损坏桥台等现象，尤其是深厚软土地基，由于地质条件较差，土体沉降更为严重，常规整体式桥头搭板应力更为复杂，不能很好的解决桥头跳车问题，因此还需要不断探索新的有效解决方法。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板，安装方便，效果显著；本发明的目的之二是提供一种桥头结构，可以有效解决深厚软土地基上常规搭板应力复杂引起的公路桥头跳车问题；本发明的目的之三是提供一种桥头搭板的施工方法。

技术方案：本发明的适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板结构，所述桥头搭板由若干预制块横向拼装连接而成，相邻预制块之间嵌有弹性密封垫；预制块上均设有连接用的预制凹槽，紧固件横向穿过预制凹槽进而连接相邻预制块，相邻预制块的预制凹槽内均设有弹簧，弹簧套设于紧固件的两端，使弹簧的一端抵住预制凹槽的侧壁，另一端抵住紧固件。紧固件可采用工程常用的螺栓螺帽组合。

预制块上的预制凹槽设置在相邻预制块的两侧，每边设置相同数量便于连接；相邻预制块之间的弹性密封垫起缓冲作用，预制块可采用现有技术中的钢筋混凝土结构预制而成，具体规格按照实际施工需要而定；预制凹槽设置于桥台搭板的上方，拼装完成后，预制凹槽用弹性密封垫密封以提高耐久性，预制凹槽设置于桥台搭板的上方可以节省工序，若设置在下方，拼装完成后还需要有一步翻转桥头搭板的工序。

优选地，所述桥头搭板四块预制块连接而成，预制块沿桥头搭板的横向中心线和纵向中心线对称分布，即每块预制块均与其相邻的两个预制块相连接；选用四块预制板进行拼装，搭板中每块预制块的受力较好，连接面两侧的预制块之间允许一定的变形；而两块搭板拼装或单独一块搭板属于整体刚性结构，由于路基的沉降，搭板的中间容易产生裂缝，影响使用寿命。

本发明的一种桥头结构，包括桥台，桥台的牛腿上搭设有桥头搭板，所述桥头搭板为上述的适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板；桥头搭板的底部设有弧形槽，桥台的牛腿上设有预埋件，预埋件的上端设有与弧形槽适配的半圆部，半圆部与弧形槽卡合固定；桥头搭板的靠近桥台端的两侧均设有预埋孔，桥头搭板的靠近桥台端的两侧均设有预埋孔，预埋孔内设有用于连接桥头搭板和桥台的弹簧螺栓。预埋孔可以采用横向设置。

优选地，所述桥头结构还包括位于桥台搭板下方的路基填土、设于路基填土与桥头搭板之间的碎石垫层、设于桥头搭板上方的路面面层、位于桥头搭板下方的钉形搅拌桩，所述钉形搅拌桩打入路基填土中，以缓解桥头搭板沉降引起的桥头跳车问题；路基填土和桥头搭板之间采用碎石填充，可以减少台背的沉降。

优选地，预埋件还包括位于半圆部下方的支撑部，支撑部包括埋入牛腿部分和外露部分，外露部分套设有橡胶垫。橡胶垫的设置可以在桥头搭板与牛腿之间起缓冲作用以及方便搭板的转动。其中，预埋件的支撑部为圆柱形，圆柱形便于预制。

优选地，预埋件的半圆部上包裹有橡胶。橡胶的设置可以减小预埋件的磨损，延长预埋件的使用寿命。

优选地，所述预埋孔的形状为方形，便于工人施工；若采用异性孔会增加施工量。

优选地，所述预埋孔的高度为弹簧螺栓直径的10～13倍，便于让搭板有足够的转动空间。

本发明还提供了上述桥头结构的施工方法，其包括如下步骤：

桥台施工；桥台施工完成后，在桥台的牛腿上埋入预埋件，填充桥台后方的路基填土，将钉形搅拌桩打入路基填土中，在路基填土上部铺设碎石垫层，碎石垫层上方安装桥头搭板；最后铺设路面面层即可；

桥头搭板的安装过程包括桥头搭板的拼装与实地安装，其中桥头搭板的拼装方法为：将紧固件安放于预制块的预制凹槽内，紧固件两端分别套设弹簧，预制块之间嵌入弹性密封垫，通过紧固件将预制块横向连接，从而拼装成桥头搭板；

桥头搭板的安装方法为：将拼装完成的桥头搭板的弧形槽与预埋件的半圆部对齐卡合，弹簧螺栓安放于预埋孔内，连接桥头搭板和桥台。

有益效果：与现有技术相比，

(1)本发明中打入路基填土中的钉形搅拌桩，其可以利用其与土体之间的卡合，有效减少上部荷载作用下产生的沉降，从而解决台背处因为机械设备所限，可能导致压实度不够而引起的后期较大沉降问题；

(2)本发明的桥头搭板采用铰链式连接，其具有单向变形的能力，可适应软土地基的长期沉降特征，缓解过渡桥台与路基之间的沉降差异；

(3)搭板靠近桥台端的连接可保证搭板随着路基沉降自由转动，有效保护桥台不受到损害；

(4)本发明可以有效缓解地基的沉降问题，解决深厚软土地基上的公路桥头跳车问题，且施工简单，效果显著。

附图说明

图1是本发明的桥头结构示意图；

图2是本发明的桥头搭板的俯视图；

图3是图2的a-a面剖视图；

图4是预埋件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步地详细描述。

如图1所示为桥头结构的整体示意图，该桥头结构包括桥台12，桥台12的左侧安装有行车道板1，桥台12的右侧设有牛腿2，牛腿2与桥头搭板10之间留有横向间隙，给搭板的转动预留空间；桥台12的右方从下至上依次为路基填土11、碎石垫层18、桥头搭板10、路面面层9；其中，路基填土11的上表面与牛腿2的上表面相齐平，桥头搭板10正下方设有钉形搅拌桩8，钉形搅拌桩8打入路基填土11中，且钉形搅拌桩8的顶面与路基填土11的上表面齐平。

桥头搭板10采用适用于深厚软土地基的预制铰接式桥头搭板，如图2所示，其由四块正方形预制块横向拼装连接而成，预制块采用钢筋混凝土结构预制而成，分为第一预制块10-1、第二预制块10-2、第三预制块10-3、第四预制块10-4，第一预制块10-1位于桥头搭板10的左上方，第二预制块10-2位于桥头搭板10的右上方，第三预制块10-3位于桥头搭板10的左下方，第四预制块10-4位于桥头搭板10的右下方，四块预制块沿桥头搭板10的横向中心线和纵向中心线对称分布；第一预制块10-1的右侧与第二预制块10-2的左侧相连接，并均开设有位置相对应的两个预制凹槽13，第一预制块10-1的下端与第三预制块10-3的上端相连接，并均开设有位置相对应的两个预制凹槽13，其他预制块的连接和预制凹槽的开设与此类似，每个预制块均与其相邻的两个预制块相连接，每块预制块上方均设有四个预制凹槽13。相邻预制块之间的连接如图3所示，以第三预制块10-3和第四预制块10-4的连接为例，螺栓17上套上一个弹簧16，后横向穿过第四预制块10-4的预制凹槽、第三预制块10-3的预制凹槽，再套上一个弹簧16，最后旋上螺栓帽，使得弹簧16的一端抵住预制凹槽的侧壁，另一端抵住螺栓头或螺栓帽；并且相邻预制块之间设有弹性密封垫15起缓冲作用，拼装完成后，预制凹槽用弹性密封垫密封以提高耐久性；其他预制块之间的连接方式相同。

桥台12的牛腿2上埋入预埋件5，预埋件5包括半圆部19和支撑部20，半圆部19位于预埋件5的上端，半圆部19上包裹有橡胶，以减小摩擦、增大预埋件5的使用寿命；支撑部20位于半圆部19的下方，支撑部20的整体形状呈圆柱形，其包括埋入牛腿部分和外露部分，外露部分套设有橡胶垫7，橡胶垫7的设置可以在桥头搭板10与牛腿2之间起缓冲作用以及便于搭板转动。且碎石垫层18的厚度与预埋件5的支撑部外露部分的高度相同；桥头搭板10与路基填土11中采用碎石进行填充，可以减少台背沉降。

桥头搭板10的一端搭设于牛腿2上，桥头搭板10的底部设有弧形槽6，弧形槽6的位置与预埋件5的位置相对应，且半圆部19和弧形槽6相适配，半圆部19与弧形槽6卡合固定，以方便桥头搭板10转动；桥头搭板10的靠近桥台端的两侧均横向开设有预埋孔4，预埋孔4内设有用于连接桥头搭板10和桥台12的弹簧螺栓3，为便于施工，预埋孔4的形状为方形，预埋孔的高度为弹簧螺栓直径的10倍，让搭板有足够的转动空间；弹簧螺栓3横向设置于预埋孔4内，弹簧螺栓3的后端抵住预埋孔4的侧壁，前端穿过桥头搭板10的端部伸入桥台12内，进而连接桥台12和桥头搭板10。

本实施例的桥头结构的施工方法为：首先进行桥台12施工；桥台12施工完成后，在桥台12的牛腿2上埋入预埋件5，填充桥台12后方的路基填土11，将钉形搅拌桩8打入路基填土11中，在路基填土11上部铺设碎石垫层18，碎石垫层18上方安装桥头搭板10；其中，桥头搭板10拼接时，四块预制块横向连接，螺栓17安放于预制凹槽13内，两端套设弹簧16，旋上螺栓帽14连接固定，预制块之间嵌入弹性密封垫15缓冲，拼装成桥头搭板10；后将桥头搭板10上的弧形槽6与预埋件5的半圆部19对齐卡合，预埋孔4内安装弹簧螺栓3，连接桥头搭板10与桥台12；最后再铺设路面面层9。

本实施例的桥头结构在实际服役过程中，钉形搅拌桩8可以利用其与土体之间的卡合，有效减少上部荷载作用下产生的沉降，从而解决台背处因为机械设备所限，可能导致压实度不够而引起的后期较大沉降问题；桥头搭板10采用铰链式连接，具有单向变形的能力，可适应软土地基的长期沉降特征，缓解过渡桥台12与路基之间的沉降差异；桥头搭板10靠近桥台端的连接设计，通过弧形槽6与桥台牛腿2上的预埋件5连接，通过弹簧螺栓3与桥台12主体连接，均可保证搭板10随着路基沉降自由转动，有效保护桥台12不受到损害。