一种控制桥头跳车的路桥过渡结构及施工方法

本发明涉及道路桥梁，具体地说是一种控制桥头跳车的路桥过渡结构及施工方法。

背景技术：

1、由于路基刚度远小于桥梁结构，所以在车辆荷载作用下路基与桥台之间便会出现不同程度的差异沉降，路面平整度发生变化，当有车辆行驶至该路段时便会出现桥头跳车现象。产生桥头跳车的主要原因为：路桥刚度差异、路基填料流失、设计缺陷及施工质量不达标等。桥头跳车具有十分严重的危险，例如影响车辆的行驶速度及舒适性、对公路及桥梁造成损伤、增加公路的运营及保养费用等。因此，随着我国交通运输量的增加及载重量的增大，如何解决桥头跳车问题已变得愈发重要。

2、现有技术中一般采用设置搭板的方式控制路基沉降，但随着使用时间的延长往往因搭板老化出现搭板断裂、板底脱空或翘板等现象，导致防止跳车效果较差且容易出现二次跳车等新病害，从而不利于行车安全，达不到预计的使用效果。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种控制桥头跳车的路桥过渡结构及施工方法，针对桥头跳车问题，采用多种处治措施，对基础路基、搭板及桥台等处进行全方位多层次的防护，避免其产生较大沉降差。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种控制桥头跳车的路桥过渡结构，用于连接路基和桥台，以桥台台身为界，左侧为路基侧，右侧为桥台侧；桥台台身顶部布设承台，承台呈凸字形，承台右侧通过支座承载梁体，承台左侧承载搭板，搭板底部设置凹槽，凹槽内布设伸缩系统。

4、路基结构从下至上依次为基础路基、硬土层、碎石层及沥青覆盖层；基础路基内部埋设若干钢桩，若干根进浆管从地面顺次穿过沥青覆盖层、碎石层、硬土层进入基础路基，并埋设在钢桩的桩体顶部和底部位置，进浆管设有信号控制球阀，信号控制球阀与土压力计相连，通过土压力计输出的信号控制球阀的开关，球阀自动开启后释放进浆管内部的石灰乳，对该区域土体进行固结。

5、基础路基内设有路基抬升系统，包括插接配合的下部槽体和上盖板，进料管从顶部穿过上盖板，向下部槽体内灌入膨胀水泥；入水管从下部槽体底部穿入下部槽体内，喷出水雾与膨胀水泥结合为固体，将上盖板顶起，从而弥补路基的沉降；下部槽体内设置插桩槽，与钢桩插接固定。

6、基础路基上部铺设有硬土层，硬土层上部铺设有碎石层，碎石层与搭板采用坡面斜接方式相连；碎石层上部铺设有沥青覆盖层。

7、进一步优选地，搭板底部凹槽内竖直固定有若干承台梁，承台梁将凹槽分为若干个间隔，每个间隔内均放置缓冲弹簧，缓冲弹簧顶端设有缓冲垫并与凹槽内壁紧密连接且使弹簧处于受力状态。

8、进一步优选地，搭板右侧端面与承台的左侧端面相对应的部分均铺设有缓冲材料，并且二者的空隙处浇筑有混凝土。

9、进一步优选地，土压力计埋设于基础路基的若干钢桩的中心处，土压力计通过信号线与信号控制球阀及位于沥青覆盖层上部的信号接收器相连；信号控制球阀的外部设有球阀保护箱，球阀保护箱材质为带孔薄钢板，孔眼直径为0.5mm，带孔薄钢板粘贴有反渗透膜，该薄膜仅允许液体流出不允许土颗粒进入，进而既能保证石灰乳顺利排出，又能阻止土颗粒进入箱体，进而对信号控制球阀起到保护作用。

10、进一步优选地，路基抬升系统包括下部槽体和上盖板；下部槽体包括挡板、插桩槽及定位孔，插桩槽与挡板固定连接，插桩槽用于和钢桩插接配合；挡板将下部槽体分割成若干个小空间；上盖板包括活动盖板、插桩孔和定位鞘，定位鞘与定位孔插接配合，将上盖板盖于下部槽体，并使插桩孔与插桩槽重叠；活动盖板与上盖板铰接或者通过中心轴旋转连接，其数量与下部槽体内部若干个小空间的数量保持一致，且能完全盖住与之对应的小空间，当受到外力活动盖板即能打开；活动盖板上部设有进料管接口，进料管接口与下部槽体的进水管接口位置保持对应。

11、进一步优选地，入水管从地面铺设进入基础路基内部，并通过下部槽体底部的进水管接口与抬升系统下部槽体各个小空间相连，入水管材质为不锈钢。

12、一种控制桥头跳车的路桥过渡结构的施工方法，具体包括以下步骤：

13、步骤1、安装桥台台身和承台并在承台右侧安装支座及梁体，在承台左侧施工伸缩系统；

14、步骤2、施工基础路基时，在路基内分别埋入进浆管、入水管、信号控制球阀、及土压力计，信号控制球阀与土压力计相连，通过土压力计输出的信号控制球阀的开关；

15、步骤3、安装路基抬升系统，先将已施工好的下部槽体放于已铺设路基上并连接入水管，插桩槽与钢桩插接固定，进料管与下部槽体相连通，安装完成后将上盖板盖于下部槽体上；

16、步骤4、继续铺设路基并依次埋置进浆管、信号控制球阀及土压力计；

17、步骤5、铺设硬土层并埋入入水管、进浆管、进料管；

18、步骤6、按照伸缩系统尺寸安装搭板模具，绑扎搭板钢筋，浇筑搭板并使搭板左侧斜切面呈凹凸状，待搭板养护至预定强度后，需使搭板右下部凹槽与伸缩系统紧密连接；在搭板指定位置需留有进料管布置孔，在各个孔内布置进料口并使其延伸至沥青覆盖层；

19、步骤7、搭板布置完成后在搭板左侧逐层铺设碎石层并填埋入水管、进浆管及进料管；

20、步骤8、铺设沥青覆盖层并依对进料管的进料口进行封口处理。

21、本发明具有如下有益效果：

22、（1）整个路桥过渡结构施工完成后，当有车辆行驶至该路段时，布置于地基内部的钢桩及钢桩帽可通过土拱效应防止路基产生沉降差；布置于承台左侧的伸缩系统可抵消车辆产生的水平力；布置于搭板右侧端部及承台左侧端部的缓冲材料可防止二者由于撞击产生损伤。

23、（2）当路基某位置产生较大沉降时，布置于该位置的土压力计其土压力信号必然呈逐步增大的变化规律，根据信号接收器接收的土压力信号手动开启进浆管盖板并灌入石灰乳，灌满后关闭盖板，当土压力增至预设值后相应的土压力信号会传递至信号控制球阀，球阀开启释放进料管内部的石灰乳进而对该位置地基进行固结使其不在发生沉降。

24、（3）注浆处理仅能控制沉降量，但确不能对已产生的沉降差进行处理，因此可破开相应位置的沥青覆盖层并打开进料管顶部进料口，向其内部灌入膨胀水泥，同时开启入水管盖板并向入水管灌水，使入水管内部水分以雾状形态喷出并与膨胀水泥在抬升系统下部槽体相应位置的小空间内充分混合，由于小空间的四壁均处于固定状态，所以膨胀水泥在固化过程中只能向上部发展进而通过顶升可活动板减小路基已产生的沉降差。处理完成后对已破开路基顶部沥青覆盖层进行整平处理，若路基中其它区域发生沉降则可同样采取上述步骤处理。

25、（4）本发明采用多种处治措施，对基础路基、搭板及桥台等处进行全方位多层次的防护，避免其产生较大沉降差。受降雨或其它因素影响一旦路基某处发生沉降，便可通过注浆系统、顶升系统对沉降处路基进行固结及顶升处理。本路桥过渡结构可以很好地解决桥头跳车病害且施工方法简单高效。

技术特征：

1.一种控制桥头跳车的路桥过渡结构，用于连接路基和桥台，以桥台台身（1）为界，左侧为路基侧，右侧为桥台侧；桥台台身（1）顶部布设承台（2），承台（2）呈凸字形，承台（2）右侧通过支座（3）承载梁体（4），承台（2）左侧承载搭板（6），其特征在于：所述搭板（6）底部设置凹槽，凹槽内布设伸缩系统（7）；

2.根据权利要求1所述的控制桥头跳车的路桥过渡结构，其特征在于：所述搭板（6）底部凹槽内竖直固定有若干承台梁（27），承台梁（27）将凹槽分为若干个间隔，每个间隔内均放置缓冲弹簧（26），缓冲弹簧顶端设有缓冲垫（28）并与凹槽内壁紧密连接且使弹簧处于受力状态。

3.根据权利要求1所述的控制桥头跳车的路桥过渡结构，其特征在于：搭板（6）右侧端面与承台（2）的左侧端面相对应的部分均铺设有缓冲材料（30），并且二者的空隙处浇筑有混凝土。

4.根据权利要求1所述的控制桥头跳车的路桥过渡结构，其特征在于：所述土压力计（14）埋设于基础路基（31）的若干钢桩（10）的中心处，土压力计（14）通过信号线（19）与信号控制球阀（13）及位于沥青覆盖层（5）上部的信号接收器（18）相连；信号控制球阀（13）的外部设有球阀保护箱（29），球阀保护箱（29）材质为带孔薄钢板，孔眼直径为0.5mm，带孔薄钢板粘贴有反渗透膜，该薄膜仅允许液体流出不允许土颗粒进入，进而既能保证石灰乳顺利排出，又能阻止土颗粒进入箱体，进而对信号控制球阀（13）起到保护作用。

5.根据权利要求1所述的控制桥头跳车的路桥过渡结构，其特征在于：路基抬升系统（12）包括下部槽体（20）和上盖板（21）；所述下部槽体（20）包括挡板（34）、插桩槽（35）及定位孔（36），插桩槽（35）与挡板（34）固定连接，插桩槽（35）用于和钢桩（10）插接配合；挡板（34）将下部槽体（20）分割成若干个小空间；所述上盖板（21）包括活动盖板（38）、插桩孔和定位鞘（37），定位鞘（37）与定位孔（36）插接配合，将上盖板（21）盖于下部槽体（20），并使插桩孔（22）与插桩槽（34）重叠；活动盖板（38）与上盖板（21）铰接或者通过中心轴旋转连接，其数量与下部槽体（20）内部若干个小空间的数量保持一致，且能完全盖住与之对应的小空间，当受到外力活动盖板（38）即能打开；活动盖板（38）上部设有进料管接口（23），进料管接口（23）与下部槽体的进水管接口（32）位置保持对应。

6.根据权利要求1所述的控制桥头跳车的路桥过渡结构，其特征在于：所述入水管（15）从地面铺设进入基础路基（31）内部，并通过下部槽体（20）底部的进水管接口（32）与抬升系统下部槽体（20）各个小空间相连，入水管（15）材质为不锈钢。

7.基于权利要求1-6任一所述的一种控制桥头跳车的路桥过渡结构的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种控制桥头跳车的路桥过渡结构及施工方法，桥台台身顶部布设承台，承台右侧通过支座承载梁体，承台左侧承载搭板，搭板底部设置凹槽，凹槽内布设伸缩系统。基础路基内部埋设进浆管，通过与土压力计控制球阀自动对该区域土体进行固结。路基抬升系统包括插接配合的下部槽体和上盖板，进料管穿过上盖板向下部槽体内灌入膨胀水泥；入水管从底部穿入下部槽体内，喷出水雾与膨胀水泥结合为固体，将上盖板顶起从而弥补路基的沉降。本发明能控制路基的水平与竖向变形，又能通过土压力信号分析路基各位置的沉降变形规律，并对沉降区域进行注浆固结；固结后仍有较大沉降差，则通过路基抬升系统抬升沉降区域路基，降低桥头跳车现象的发生。

技术研发人员：庄妍,李金鑫,陆运生,胡顺磊,樊虎,汪云龙
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15