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【摘 要】 柔性搭板的设置可有效地阻止上层土体向下沉降，其网兜支撑效应能够分散局部荷载，减小土中应力，继而减小路基及地基沉降，协调和控制桥台与路堤的沉降差，达到消除桥头跳车的目的。本文对路桥过渡段柔性搭板相关处理方法的原理进行分析，以供参考。
【关键词】 路桥工程；柔性搭板；设计应用
引言：
上世纪八十年代，世界上推出了一种新型的土工合成材料，即土工格室，由于该材料的结构是三维网状，可以在格室中添加黏土、碎石以及砂等原材料，进而形成具有较大侧向限制以及刚度的柔性结构层。因为该格室具有很好的工程特性，所以该材料在建筑及路桥工程中的使用极为广泛。
一、关于柔性搭板的处理原理
在柔性搭板中，以土工格室作为载体，能够发挥分散路基应力、降低路基压缩变形以及对路基填料侧向的位移进行限制等作用，并且还具备极强的抗剪强度以及抗拉强度。依据倒梯形的分层安排，可以将路基对地基的附加应力起到逐层消退的作用，进而使得地基由于附加应力所带来的固结沉降量降低，且对路堤和过渡桥台中的沉降差起到柔性作用，最终实现桥头跳车现象被消除的目标。
土工格室和填料所构成的复合体模量与柔性搭板中的处理情况之间存在极大的关联。通常情况下，填料的模量与复合体的模量之间是呈正比关系，所以，在对填筑的填料进行选择时，应该尽可能的选取一些模量比较大的。
二、关于柔性搭板的布置方式
为了使搭板不但能发挥刚柔过渡的效果，还能节约原材料，应该尽量选取上长下短的楔形柔性搭板布置方式，这种方式相对而言比较的理想。对路桥过渡段中加固体拓扑优化进行研究发现，当加固面积处在某种状况下时，最佳的布置为从下向上且斜率缓于1：1的楔形加固体布置，并且该结构对于路桥过渡段模量的逐步过渡有一定的积极影响。此外，由于柔性搭板拥有极强的限制土体侧向变形作用，可以有效的减轻路堤的变形程度。通過分层铺设的结构方式，可以使路堤对地基所造成的附加荷载得到有效的降低，最终使得地基由于附加荷载所造成的压缩变形情况得到有效的减轻。并且，土工格室在变形之后，将会形成一种网兜支撑效应，特别是在路基顶面中的几层上，它能够将汽车所带来的荷载作用力进行有效地分散，从而均匀的分布荷载。所以，在对路桥过渡段经济性以及车辆稳定行驶进行全方位的考虑之后，在地基条件处在比较恶劣的情况下，应该建议其柔性的搭板采取从下而上的方式，其斜率是1：1，底层长度在4m以上，顶层长度在10～12m。使用特定的构件将柔性搭板锚固在桥台。
三、关于柔性搭板的参数
1、摊铺的长、宽
假使所处治的路桥过渡段比较长，那么将会造成经济上的损失，且技术难度比较大。笔者对我国各省市的高速公路进行调查发现，大约在桥台台背10m处是路桥过渡段出现沉降不均匀的主要部位，可见，10～12m是最佳的路桥过渡段长度。对于顶层的土工格室，其摊铺的长度应该比路桥过渡段的处治长度要长，笔者认为实际的摊铺长度应该为10～12m，而其摊铺宽度应该和路基的设计宽度相一致。
2、关于布设间距的计算公式
在对布设间距进行计算之前，先进行假设，具体为：
第一，当处在一定的处理范围中，柔性搭板的下部土体出现的松动现象，而柔性搭板受到自重荷载作用的只有上部土。
第二，各个部分的柔性搭板只出现了竖向的位移，并且其垂直方向的位移按照路线纵向所产生的变化值低于1。
第三，处在正常的工作情况下，柔性搭板保持弹性。
第四，在进行计算的过程中，可以将抗弯性简化，使其成为一个平面受拉情况；可以这样做主要是因为抗弯性的实现是由于填料构成的复合材料和土工格室受拉而产生的。
第五，在桥台上固定柔性搭板的一侧，而另一侧将其以水平状况插入土中，柔性中的上部荷载依照路线纵向是均匀分布的荷载，在变形之后，其纵向的曲线类似于半边的悬链线，该曲线可以用以下公式表示：
其中ω表示距锚固端距离处在l位置的沉降量，l表示距锚固端的距离，l0表示柔性搭板的实际长度，k0表示沉降曲线的形状参数，并且只是和最大的沉降量以及l0相关的一个常数。
在进行比例比较大的沉降台试验当中，其柔性搭板的实测摊铺长度为9.36m和12.07m时，那么将处在11.7cm的地基沉降变形曲线和按照计算公式（1）所得到的曲线相比，具体情况见图2。
3、计算过程
确定实际长度l0：l0是实际的有效长度，通过沉降台试验的数据发现，处在柔性搭板的4～12m摊铺长度，松动位置大约在摊铺长度的1/4，因此，l0的计算可以依照公式（2）进行。
其中l0i表示在第i层中的实际有效长度，li表示在第i层中的设计长度，表示实际有效长度的系数，通常情况下其取值是0.26～0.3。
计算路堤施工之后的沉降量：计算路桥过渡段沉降包含两个方面，分别是路基沉降、地基，通常使用分层总和的方法进行计算。具体公式是：
其中n表示压缩层中的土层数量，e0i表示处在自重应力基础上的各个分层稳定空隙比值，eli表示处在附加应力以及自重应力作用之下各个分层的稳定空隙比值，hi表示各个分层中原始厚度值。
可以将ωmax分成两个方面，分别是ω1：地基由于附加应力所产生的沉降量，ω2：路基填土所产生的压缩沉降量。关于土工格室处理中对地基的要求为，地基施工之后其最大的沉降量应小于10cm。如果计算所得的沉降量在10cm以上时，那么就必须采取有效措施，使地基达到相关要求。
求解K0：如果l=l0，ω=ωmax，那么通过公式（1）可以得到公式（4）：
求出锚固端参数：处在正常的工作环境下的柔性搭板是保持在线性弹性情况下，当其在直角坐标系当中时，那么其变形曲线的表示为： 其中θ表示变形曲线处在x位置处的距锚固端切线和水平方向之间的夹角。
当θ等于0时，那么水平方向和锚端处切线之间的夹角是：
而曲线处在X位置的距锚固端距离中的线应变是：
在通过上述假设中的第二条可以了解，公式（7）中，因此，
其中，E表示填料与土工格室构成的复合体的弹性模量，T表示在单位宽度内土工格室符合体所承受的拉力值。
当x等于0时，求的的锚固端部位的单位宽度所承受的拉力值是：
计算出布设的间距：柔性搭板的上部荷载是
其中γ表示填料压实湿重度。最大的布设间距如下：
把层间距的计算公式是由公式（6）、（9）代到公式（11）中得到的，具体表示如下：
四、施工工艺
要保证柔性搭板处治方法的成功，施工保障是必不可少的。本文在多个实体工程实践的基础上，总结了一套行之有效的施工工艺。
1、柔性搭板施工流程
柔性搭板施工工艺流程为：土工格室材料检查验收一整平地面并振压一安装土工格室与台背固定件一张拉铺设土工格室一装载机或汽车填料一推土机初平填料一人工挂线整乎填料一压路机碾压一检查验收。
2、施工方法
2.1整平地面并振压
铺设土工格室前，台背的地基应进行整平振压，其压实度要达到施工规范的要求。桥台附近的路基填土稍高于设计标高，防止土工格室固定于桥台后，当发现设计标高不够而加填土，或土工格室被浮于土基之上而在土工格室之下形成一层没有压实的虚土，而影响土工格室压实效果。
2.2固定件安装
土工格室与桥台连接的质量直接影响着土工格室柔性搭板的使用性能。安装固定件前必须精确定位，施工时先用墨汁线按设计标高要求在桥台上弹出一条水平线，然后用钢卷尺以20cm间距在水平线上划出十字标志点，然后用射钉枪（或电转机）把锚钉或同样尺寸的膨胀螺栓打入桥台中，再安装固定件。
2.3张拉并铺设土工格室
铺设土工格室前，应根据布置区域的大小对土工格室的不同规格尺寸进行合理配置。首先，采用的钢纤（须采取一定的防腐措施）或合页式插销将土工格室连接在固定件上，把土工格室一侧拉到指定尺寸，用钢钎或填料固定，再用力张开整块土工格室，相邻土工格室板块采用合页式插销整体连接。完全张拉开土工格室后，在四周用钢钎或填料固定，否则，严禁进行下一工序施工。
2.4格室填料
土工格室柔性搭板按现有路基施工规范施工。首先检查填料，铺料采用人工和机械相结合的方式，用推土机把含水量均匀的填料逐渐填充格室，机械虚填厚度到达25cm左右时，用人工填充桥台附近死角，然后整平。格室未填料前，严禁机械设备在其上行驶。
2.5压实
台背路基压实与现行规范要求基本一致。施工中采用振动压路机压实。台背附近，采用小型振动压实机和打夯设备压实，格室层机械压实次数应高于其他层1～2遍。
四、结束语
柔性搭板技术利用土工格室独特的加固机理，通过将土工格室复合体一端锚固于桥台，另一端伸入路基中在路桥过渡段设置楔形加固区，从而实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡。
參考文献：
[1]郭亚春浅谈铁路路桥过渡段的施工处理[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2013年23期-
[2]鲁日高路桥过渡段楔形柔性搭板施工技术探讨[J]《中华民居》-2011年9期-
【关键词】 路桥工程；柔性搭板；设计应用
引言：
上世纪八十年代，世界上推出了一种新型的土工合成材料，即土工格室，由于该材料的结构是三维网状，可以在格室中添加黏土、碎石以及砂等原材料，进而形成具有较大侧向限制以及刚度的柔性结构层。因为该格室具有很好的工程特性，所以该材料在建筑及路桥工程中的使用极为广泛。
一、关于柔性搭板的处理原理
在柔性搭板中，以土工格室作为载体，能够发挥分散路基应力、降低路基压缩变形以及对路基填料侧向的位移进行限制等作用，并且还具备极强的抗剪强度以及抗拉强度。依据倒梯形的分层安排，可以将路基对地基的附加应力起到逐层消退的作用，进而使得地基由于附加应力所带来的固结沉降量降低，且对路堤和过渡桥台中的沉降差起到柔性作用，最终实现桥头跳车现象被消除的目标。
土工格室和填料所构成的复合体模量与柔性搭板中的处理情况之间存在极大的关联。通常情况下，填料的模量与复合体的模量之间是呈正比关系，所以，在对填筑的填料进行选择时，应该尽可能的选取一些模量比较大的。
二、关于柔性搭板的布置方式
为了使搭板不但能发挥刚柔过渡的效果，还能节约原材料，应该尽量选取上长下短的楔形柔性搭板布置方式，这种方式相对而言比较的理想。对路桥过渡段中加固体拓扑优化进行研究发现，当加固面积处在某种状况下时，最佳的布置为从下向上且斜率缓于1：1的楔形加固体布置，并且该结构对于路桥过渡段模量的逐步过渡有一定的积极影响。此外，由于柔性搭板拥有极强的限制土体侧向变形作用，可以有效的减轻路堤的变形程度。通過分层铺设的结构方式，可以使路堤对地基所造成的附加荷载得到有效的降低，最终使得地基由于附加荷载所造成的压缩变形情况得到有效的减轻。并且，土工格室在变形之后，将会形成一种网兜支撑效应，特别是在路基顶面中的几层上，它能够将汽车所带来的荷载作用力进行有效地分散，从而均匀的分布荷载。所以，在对路桥过渡段经济性以及车辆稳定行驶进行全方位的考虑之后，在地基条件处在比较恶劣的情况下，应该建议其柔性的搭板采取从下而上的方式，其斜率是1：1，底层长度在4m以上，顶层长度在10～12m。使用特定的构件将柔性搭板锚固在桥台。
三、关于柔性搭板的参数
1、摊铺的长、宽
假使所处治的路桥过渡段比较长，那么将会造成经济上的损失，且技术难度比较大。笔者对我国各省市的高速公路进行调查发现，大约在桥台台背10m处是路桥过渡段出现沉降不均匀的主要部位，可见，10～12m是最佳的路桥过渡段长度。对于顶层的土工格室，其摊铺的长度应该比路桥过渡段的处治长度要长，笔者认为实际的摊铺长度应该为10～12m，而其摊铺宽度应该和路基的设计宽度相一致。
2、关于布设间距的计算公式
在对布设间距进行计算之前，先进行假设，具体为：
第一，当处在一定的处理范围中，柔性搭板的下部土体出现的松动现象，而柔性搭板受到自重荷载作用的只有上部土。
第二，各个部分的柔性搭板只出现了竖向的位移，并且其垂直方向的位移按照路线纵向所产生的变化值低于1。
第三，处在正常的工作情况下，柔性搭板保持弹性。
第四，在进行计算的过程中，可以将抗弯性简化，使其成为一个平面受拉情况；可以这样做主要是因为抗弯性的实现是由于填料构成的复合材料和土工格室受拉而产生的。
第五，在桥台上固定柔性搭板的一侧，而另一侧将其以水平状况插入土中，柔性中的上部荷载依照路线纵向是均匀分布的荷载，在变形之后，其纵向的曲线类似于半边的悬链线，该曲线可以用以下公式表示：
其中ω表示距锚固端距离处在l位置的沉降量，l表示距锚固端的距离，l0表示柔性搭板的实际长度，k0表示沉降曲线的形状参数，并且只是和最大的沉降量以及l0相关的一个常数。
在进行比例比较大的沉降台试验当中，其柔性搭板的实测摊铺长度为9.36m和12.07m时，那么将处在11.7cm的地基沉降变形曲线和按照计算公式（1）所得到的曲线相比，具体情况见图2。
3、计算过程
确定实际长度l0：l0是实际的有效长度，通过沉降台试验的数据发现，处在柔性搭板的4～12m摊铺长度，松动位置大约在摊铺长度的1/4，因此，l0的计算可以依照公式（2）进行。
其中l0i表示在第i层中的实际有效长度，li表示在第i层中的设计长度，表示实际有效长度的系数，通常情况下其取值是0.26～0.3。
计算路堤施工之后的沉降量：计算路桥过渡段沉降包含两个方面，分别是路基沉降、地基，通常使用分层总和的方法进行计算。具体公式是：
其中n表示压缩层中的土层数量，e0i表示处在自重应力基础上的各个分层稳定空隙比值，eli表示处在附加应力以及自重应力作用之下各个分层的稳定空隙比值，hi表示各个分层中原始厚度值。
可以将ωmax分成两个方面，分别是ω1：地基由于附加应力所产生的沉降量，ω2：路基填土所产生的压缩沉降量。关于土工格室处理中对地基的要求为，地基施工之后其最大的沉降量应小于10cm。如果计算所得的沉降量在10cm以上时，那么就必须采取有效措施，使地基达到相关要求。
求解K0：如果l=l0，ω=ωmax，那么通过公式（1）可以得到公式（4）：
求出锚固端参数：处在正常的工作环境下的柔性搭板是保持在线性弹性情况下，当其在直角坐标系当中时，那么其变形曲线的表示为： 其中θ表示变形曲线处在x位置处的距锚固端切线和水平方向之间的夹角。
当θ等于0时，那么水平方向和锚端处切线之间的夹角是：
而曲线处在X位置的距锚固端距离中的线应变是：
在通过上述假设中的第二条可以了解，公式（7）中，因此，
其中，E表示填料与土工格室构成的复合体的弹性模量，T表示在单位宽度内土工格室符合体所承受的拉力值。
当x等于0时，求的的锚固端部位的单位宽度所承受的拉力值是：
计算出布设的间距：柔性搭板的上部荷载是
其中γ表示填料压实湿重度。最大的布设间距如下：
把层间距的计算公式是由公式（6）、（9）代到公式（11）中得到的，具体表示如下：
四、施工工艺
要保证柔性搭板处治方法的成功，施工保障是必不可少的。本文在多个实体工程实践的基础上，总结了一套行之有效的施工工艺。
1、柔性搭板施工流程
柔性搭板施工工艺流程为：土工格室材料检查验收一整平地面并振压一安装土工格室与台背固定件一张拉铺设土工格室一装载机或汽车填料一推土机初平填料一人工挂线整乎填料一压路机碾压一检查验收。
2、施工方法
2.1整平地面并振压
铺设土工格室前，台背的地基应进行整平振压，其压实度要达到施工规范的要求。桥台附近的路基填土稍高于设计标高，防止土工格室固定于桥台后，当发现设计标高不够而加填土，或土工格室被浮于土基之上而在土工格室之下形成一层没有压实的虚土，而影响土工格室压实效果。
2.2固定件安装
土工格室与桥台连接的质量直接影响着土工格室柔性搭板的使用性能。安装固定件前必须精确定位，施工时先用墨汁线按设计标高要求在桥台上弹出一条水平线，然后用钢卷尺以20cm间距在水平线上划出十字标志点，然后用射钉枪（或电转机）把锚钉或同样尺寸的膨胀螺栓打入桥台中，再安装固定件。
2.3张拉并铺设土工格室
铺设土工格室前，应根据布置区域的大小对土工格室的不同规格尺寸进行合理配置。首先，采用的钢纤（须采取一定的防腐措施）或合页式插销将土工格室连接在固定件上，把土工格室一侧拉到指定尺寸，用钢钎或填料固定，再用力张开整块土工格室，相邻土工格室板块采用合页式插销整体连接。完全张拉开土工格室后，在四周用钢钎或填料固定，否则，严禁进行下一工序施工。
2.4格室填料
土工格室柔性搭板按现有路基施工规范施工。首先检查填料，铺料采用人工和机械相结合的方式，用推土机把含水量均匀的填料逐渐填充格室，机械虚填厚度到达25cm左右时，用人工填充桥台附近死角，然后整平。格室未填料前，严禁机械设备在其上行驶。
2.5压实
台背路基压实与现行规范要求基本一致。施工中采用振动压路机压实。台背附近，采用小型振动压实机和打夯设备压实，格室层机械压实次数应高于其他层1～2遍。
四、结束语
柔性搭板技术利用土工格室独特的加固机理，通过将土工格室复合体一端锚固于桥台，另一端伸入路基中在路桥过渡段设置楔形加固区，从而实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡。
參考文献：
[1]郭亚春浅谈铁路路桥过渡段的施工处理[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2013年23期-
[2]鲁日高路桥过渡段楔形柔性搭板施工技术探讨[J]《中华民居》-2011年9期-