Z形桥头搭板构造及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种Z形桥头搭板构造及其施工方法。
【背景技术】
[0002]桥梁伸缩缝所带来的跳车和由于伸缩缝损坏而产生的次生不利影响(如结构的附加内力、漏水对结构的腐蚀等)是目前国内外桥梁在实际营运中经常会遇到的棘手问题。由于伸缩装置造成的桥头跳车不仅对桥梁和路面造成很大的冲击作用，而且还会降低司机和乘客的行车舒适度。此外，随着交通流量的日益增加，对伸缩缝装置的维护与更换往往会造成严重的交通中断，进而产生巨大的经济损失。由此可见，解决桥梁伸缩缝带来的一系列问题已是势在必行。目前对于伸缩缝解决问题，通常有以下两种思路:一是改良伸缩装置，但是它并没有彻底消除伸缩装置的维护和更换问题，治标不治本。二是通过减少桥面伸缩装置或取消桥梁伸缩装置，从根本上来解决伸缩装置的问题。无缝桥是一种通过采用全整体式桥台、连续的桥跨等方式取消桥梁全部伸缩装置的结构。其梁体由于温度变形、混凝土收缩徐变等产生的伸缩量依靠全整体式桥台及其下部粧基础与台后的路桥接缝构造予以吸收。同一般有缝桥相比，无缝桥可降低桥梁的建设和维护费用，简化桥梁的施工，改善桥梁的行驶性能，提高桥梁的耐久性和抗震性能。
[0003]对于传统有缝桥梁而言，温度荷载、混凝土收缩徐变等引起的主梁纵桥向胀缩变形可在伸缩缝完成。连接桥梁与相邻路面的搭板主要用于克服台后填土沉降引起的桥头跳车问题。无缝桥由于取消桥台处的伸缩装置，其搭板与主梁联为一体，除了要发挥有缝桥搭板的作用外，还要将一部分主梁纵桥向变形传递到相邻道路接头处(刚性路面)或道路中(柔性路面)。因此，搭板成为无缝桥结构的重要构造之一，一直受到工程师的重视，提出多种搭板形式，以适应各种情况。根据纵桥向位移的传递方式可以分为两类:传递型和吸纳型。
[0004]传递型搭板将主梁纵桥向的一部分变形传递到搭板末端，又分为面板式和埋入式。面板式搭板是置于台后填土上方，起路面结构作用。面板式搭板在搭板与接线道路连接处需设置一个能适应反复胀缩的胀缝，并需防止雨水进入缝中浸湿路基，是此类桥梁的一个薄弱环节。实桥中发现面板式搭板末端仍然会出现路基沉降和路面破损问题。虽然该问题与桥梁上的伸缩缝病害相比，其防治处理相对容易，但仍然是一个影响使用和推广应用的主要问题。此外，面板式搭板竖直方向上的刚度从搭板到接线路面存在较明显的突变问题。埋入式搭板一般用于接线为柔性路面的情况，又可进一步划分为平置式和斜置式两种。平置埋入式搭板是将搭板全部等深度地埋到路面下。斜置埋入式搭板随着搭板向接线路面靠近埋置深度不断加大。工程实践与研究发现埋入式搭板受主梁的纵桥向变形的作用，会在土中产生局部变形，使搭板末端附近地面产生沉降，从而降低了道路铺装层的平整度和使用者的舒适度，也影响了使用极限状态。同时由于搭板的转动，也会产生路面裂缝，特别是桥面与搭板连接处。此外，平置埋入式搭板竖直方向上的刚度从主梁到搭板存在较明显的突变问题。
[0005]吸纳型搭板采用很长的配筋混凝土板，或在搭板末端设置了强大的地梁，来阻止变形向接线路面的传递，还通过预先设置较密的锯缝产生的微小裂缝宽度变化来吸纳主梁传递来的纵桥向变形。吸纳型搭板主要通过允许限值范围内的裂缝开展，从而吸收主梁传递来的纵桥向变形。然而，当桥梁较长时，它需要较长的搭板。同时，工程师常对有裂缝的搭板的耐久性存在疑虑，推广应用有一定的难度。无缝桥中搭板的研究是极其重要的，搭板设计成为影响无缝桥建设推广的关键问题之一。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种Z形桥头搭板构造及其施工方法，不仅能够解决现有搭板存在的刚度突变问题，而且还可以根据需要进行调整，以适应不同桥梁的需要，具有较好的应用适用性。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种Z形桥头搭板构造，包括设置在台后填土上的Z形搭板主体，所述Z形搭板主体包含从上到下依次连接的上板、斜板以及下板，所述上板远离斜板的端部与桥梁主梁沿纵桥向连接。
[0008]优选的，所述上板的下方、所述斜板的近台侧、所述下板的下方均填筑有台后填土，所述斜板的远台侧、所述下板的上方以及下板远离斜板的端部均填筑有接线路面的基层填土。
[0009]优选的，所述上板与其下方的台后填土之间设置有滑移材料，所述斜板与其近台侧的台后填土之间设置有滑移材料，所述斜板与其远台侧的接线路面的基层填土之间设置有滑移材料，所述下板与其下方的台后填土之间设置有滑移材料，所述下板与其上方、以及下板远离斜板的端部与接线路面的基层填土之间均设置有滑移材料。
[0010]优选的，所述上板与斜板组成角度为大于0°且小于180°的角，所述下板与斜板组成角度为大于0°且小于180°的角。
[0011]优选的，所述Z形搭板主体为现场浇筑构件或预制构件。
[0012]—种Z形桥头搭板构造的施工方法，包括上述所述的任一种Z形桥头搭板构造，并按以下步骤进行:
(1)首先开挖台后填土基坑，按照Z形桥头搭板本体的形状填筑台后填土，所述台后填土的上表面呈Z形状；
(2)接着沿台后填土的上表面布置至少一层滑移材料，所述滑移材料整体上表面呈与Z形桥头搭板本体下表面相吻合的Z形状；
(3)再接着在所述滑移材料上布置模板和钢筋，现场浇筑混凝土，形成Z形桥头搭板本体，或将预制好的Z形桥头搭板本体直接放置于所述滑移材料的上方，其中上板远离斜板的端部经连接钢筋与桥梁主梁沿纵桥向连接；
(4)然后在所述斜板的远台侧布置至少一层滑移材料，在所述下板的上方以及下板远离斜板的端部均布置至少一层滑移材料；
(5)最后在所述斜板的远台侧、下板的上方所布置的滑移材料上方填筑接线路面的基层填土，在所述下板远离斜板的端部所布置的滑移材料外侧填筑接线路面的基层填土，完成接线道路施工。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果: (1)本发明通过Z形搭板主体在竖直方向的刚度从主梁、上板、斜板、下板到接线路面逐渐变化，解决现有搭板存在的刚度突变问题；本发明中的Z形搭板主体对于主梁纵桥向膨胀变形的约束刚度大，而收缩变形的约束刚度小，有利于(钢筋和预应力)混凝土主梁的受力(前者产生附加压力，后者产生附加拉力)，而混凝土主梁是我国梁桥的主要结构形式；本发明中的Z形搭板主体吸纳与传递主梁纵桥向变形的方式介于传递型搭板与吸纳型搭板之间，既增大了约束刚度，又不需要太长的搭板和过多的预裂缝；本发明中的Z形搭板主体可根据需要进行调整，以适应不同桥梁的需要，因而具有较好的应用适用性，可以广泛适用于桥梁领域，特别是无缝桥梁；
(2)本发明中的Z形搭板主体可以看成是面板式、斜置埋入式和平置埋入式搭板的组合。当Z形搭板主体的斜板和下板长度等零时，Z形搭板主体就退化成面板式搭板；当Z形搭板主体的上板和下板长度等零时，Z形搭板主体就退化成斜置埋入式搭板；当Z形搭板主体的上板和斜板长度等零时，Z形搭板主体就退化成平置埋入式搭板；当斜板与水平面相垂直时，斜板变为竖直板，类似内部消化型搭板中的地梁；当斜板与水平面相平行时，则成为面板式搭