桥头搭板结构设计研究

李洋、梁绍巍

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430014）

0 引言

在实际驾驶过程中，当行驶到路桥相接段时，经常会出现跳车现象，尤其是乡镇公路，影响行车舒适性，严重的甚至影响行车安全。对于出现跳车的路段，常见路面出现凹陷，纵坡局部陡变，引起车辆颠簸跳跃，究其原因均是由于路桥相接段出现不均匀沉降造成。

桥头搭板在许多情况下为简单实用且有效地治理桥头跳车的办法[1]。台后沉降难以避免，为降低和减少桥台填土工后沉降对行车带来的影响，保证桥台和路基很好地连接，而设置了搭板。

1 搭板主要布置型式

在实际设计过程中，搭板的布置型式多样，行业之间未形成统一标准。目前常见的布置型式主要从坡度和埋置深度的角度来划分，有如下几种。

1.1 按坡度划分

按照搭板自身坡度的不同，主要分为平置和斜置两种不同的型式[2]。

1.1.1 平置式搭板

道路设计坡与道路设计纵坡保持一致，搭板一端搁置于台背牛腿上或背墙顶面，搭板顶面仅设有路面铺装层，平置式搭板如图1所示。

图1 平置式搭板示意

1.1.2 斜置式搭板

搭板末端设置于路面基层以下或路面面层和基层之间。常见于柔性路面结构，通过搭板斜置提供从刚性桥面到柔性路堤的行车过度，斜置式搭板如图2所示。

图2 斜置式搭板示意

1.2 按埋置位置划分

按照搭板设置位置的不同，主要分为高、中、低三种不同的布置型式[3]。

1.2.1 高置式搭板

搭板顶面与桥台背墙顶同高，搭板顶面仅设有路面铺装层，是目前比较常见的搭板布置型式，高置式搭板如图3所示。

图3 高置式搭板示意

1.2.2 中置式搭板

搭板末端位于路面面层与基层之间，常见于路面铺装为沥青混凝土的情况，中置式搭板如图4所示。

图4 中置式搭板示意

1.2.3 低置式搭板

搭板顶面在路面基层之下。对于沥青混凝土路面，可采用低置式。低置式搭板可实现桥头段路面和常规段路面连续摊铺施工。低置式搭板如图5所示。

图5 低置式搭板示意

2 搭板设计计算与配筋

当前搭板设计主要有两种理论，即简支梁理论和弹性地基梁理论。

2.1 简支梁理论

搭板的计算模型按照一端支承于台背耳墙，另一端支承于枕梁上的简支梁考虑，搭板的计算长度取实际搭板长度的α 倍，考虑到搭板本身所占工程费用不高，但是对于行车舒适性影响很大，建议计算长度按实际长度计取。简支梁受力模型如图6所示。

图6 简支梁受力模型

2.2 弹性地基梁理论

在实际中，搭板底部路面基层对搭板存在支承作用，设计时完全按照简支梁或（板）进行计算，会使搭板的刚度过大，形成二次跳车[4]。根据实际使用调查，桥头搭板近台端容易发生脱空，脱空范围占搭板长度的30%～50%。

搭板与桥台连接处简支，考虑部分脱空和路面基层对搭板的支承作用，进行搭板配筋设计，弹性地基梁的受力模型如图7所示。

图7 弹性地基梁受力模型

2.3 搭板设计配筋

桥头搭板按局部构件设计，汽车荷载考虑城-A级车辆荷载，针对两种计算理论，按截面最大弯矩控制搭板承载能力设计，按普通钢筋混凝土构件控制搭板裂缝。以8m 长搭板为例，混凝土标号C35，单位宽度取1m，裂缝宽度按0.2mm 控制，针对不同板厚，主要设计结果对比如表1所示。

表1 搭板控制配筋设计对比

3 桥头搭板尺寸

结合规范规定和实际应用经验总结，搭板的尺寸规定主要有以下几个方面。

3.1 搭板长度和厚度

规范规定：搭板长度不宜小于5m；当台背填土高度不小于5m 时，搭板最小长度8m。搭板厚度不宜小于0.25m；当搭板长度不小于6m 时，搭板最小厚度0.3m。

确定搭板长度，主要考虑以下几点：

第一，搭板的工后沉降坡差应小于容许值；

第二，搭板长度应大于台后土体破坏棱体的长度；

第三，保证搭板长度稍大于台后填土缺口的上口宽度；

第四，规范按简支板的方法计算搭板厚度，确定搭板厚度一般为长度的1/16～1/24。

3.2 搭板宽度

规范规定：搭板最小宽度不应小于车道宽度，实践中一般将宽度做到两侧与路缘石边缘平齐，并用柔性材料隔离。

搭板宽度影响因素较少，主要考虑以下几点：

第一，当车轮直接压在搭板纵向边缘时，对搭板受力是不利的，因此搭板宜做宽；

第二，保证搭板单边支撑在桥台上，另外三边支撑在弹性地基上的约束条件不变；

第三，为避免车道范围内因搭板宽度不足造成沉降差异，影响行车安全，要求搭板宽度不应小于行车道宽度。

3.3 搭板横向分块

第一，早期道路横断面宽度有限，考虑到设计与施工的方便以及增强搭板的整体刚度，桥头搭板常整块布置；

第二，使用过程中发现，当搭板下出现脱空时，容易出现断板，整板维修更换不便；

第三，推荐分块布置，考虑与行车道宽度和硬路肩宽度匹配，横向用粗钢筋连接；

第四，参考混凝土路面设计规范，按车道线设置纵向接缝，接缝间距（即板宽）可考虑车道和路缘带宽度确定，宜在3.0～4.5m 范围内[5]；

第五，一般情况，对于车行道（含机动车与非机动车）下应设置搭板，人群荷载数值小，人行道下不设置搭板。

4 搭板构造细节

4.1 搭板与桥台的连接构造

一直以来，搭板与桥台均采用锚筋作为连接，锚筋的设置方式有竖直和水平两种。结合《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》（JTG/T 3310—2019）中关于桥台构造示例，如图8所示，建议锚筋的设置方式采用水平布置，抵抗搭板尾端下沉造成的滑移，锚筋直径22～25mm，横向间距60～80cm[6]。

图8 规范桥台构造示例

4.2 枕梁

关于是否设置枕梁，一直存在不同意见。设置枕梁，则搭板的受力应按照简支梁模式考虑，容易造成搭板刚度过大。同时枕梁处反力集中，局部应力过大，进而引起设置枕梁的搭板造价偏大。因此，不推荐设置枕梁。

4.3 拉杆

对于横向分块的多车道搭板，应设置纵向接缝，缝宽2cm；参考混凝土路面设计规范，在板厚中部设计直径为16mm 的螺纹钢筋作为拉杆，长80cm，间距60～80cm。

5 结语

首先，从搭板的主要功能出发，总结现状搭板的主要布置型式，并比较了不用搭板设计理论的结构配筋设计。

其次，推荐搭板采用低置式，路基压实完成后施工搭板，方便路面结构整体摊铺。

再次，搭板底面设置2cm 厚油毛毡作为底模，保证搭板混凝土施工质量。

最后，结合规范尺寸规定及构造细节要求，推荐的搭板构造型式如图9所示。

图9 推荐搭板构造型式