1.臺背地基變形機理
溝壑地段往往是橋涵結(jié)構(gòu)地基發(fā)生變形的主要地段,該地段土壤的壓縮性較大、地基強度較高、含水量和孔隙率都較大,因而該地段變形能力較強,較強的變形能力使其能輕易發(fā)生較大變形。與普通路段相比,橋頭路段填筑高度一般會高出5~10cm,相對地基而言,這些高出的路基部分會引起一定的附加應力,從而引起地基沉降。
2.路堤變形機理
在道路施工過程中,被廣泛使用的臺背回填材料一般是粘性土。這類土體的壓實度和密實度會受到施工現(xiàn)場地形和施工具體條件的影響,如果施工中相關(guān)工藝實施力度不夠,會導致土方的含水量無法達到最佳,密實度不夠,從而埋下地基差異沉降隱患。這樣修建而成的公路在實際使用過程中,路基受到車輛荷載和自重的影響,原本不夠的密實度會進一步提升,即會出現(xiàn)路基沉降的現(xiàn)象。同用混凝土澆筑而成的橋臺相比較,臺背填土的柔性相對較大,在剛性上比較,兩者具有較大不同。當二者同時受到相同車輛荷載作用時,這兩種不同材料修筑的部分就會發(fā)生不同程度的變形,從而引起差異沉降。
3.橋頭搭板造成沉降
如果路基的支撐著落點是托座時,則會出現(xiàn)彈性支撐。其中離橋臺較近的部分土體相對來說承受的應力會稍小一些,而離橋臺比較遠的土體承受的應力就較大,從而造成了不均勻受力現(xiàn)象。從縱方向來看,因為汽車荷載在不斷移動,所以會引起兩個關(guān)于路基應力的峰值,其中一個峰值所在的位置在車輛荷載直接位置,另一峰值所在位置是搭板支撐的路基端部。因為汽車處在行駛狀態(tài),當汽車通過搭板末端時,搭板末端的路基將受到的縱向應力,此時剛好出現(xiàn)最大值,值最大,所以路基的塑形變形也最為明顯,因此迫使搭板末端出現(xiàn)了過大的沉降。除此之外,因為路基沉降量是無法精確計算的,所以當路基沉降變形比較大時,板后路基與搭板在縱向產(chǎn)生的坡度差會非常大。