淺析橋涵跳車原因及防治措施

摘要:橋涵跳車是公路上普遍存在的一種病害現(xiàn)象。通過對公路工程施工中存在的橋涵跳車問題的原因分析，提出了相關的預防、養(yǎng)護措施，以最大限度避免橋涵跳車對公路行車的速度、舒適及安全營運所造成的不良影響。

關鍵詞：橋涵；防治措施

“十一五”期間，公路建設已成為交通工作的重中之重，隨著公路建設投入的增大，橋涵在高速公路、國省干線、農村公路中所占比例也越來越大。橋涵跳車已成為公路建設使用中一個突出問題，越來越引起公路建設設計、監(jiān)理、施工、養(yǎng)護等部門的重視。嚴重的橋頭跳車對路面和橋梁產生附加的沖擊荷載，加速橋頭、橋臺路面及橋梁伸縮裝置和車輛本身的損壞，造成車輛突然減速，影響行車的舒適感，甚至導致車輛失控易發(fā)生交通事故，直接影響到公路的使用壽命、安全營運和社會效益。

1 橋涵跳車的原因

在行車荷載和自身荷載的作用下，橋涵兩端一定范圍內路基整體變形下沉，橋臺和路基產生不均勻沉降，造成路面和橋臺的高程突變，形成橋涵跳車，其主要原因是路橋的沉降差所致，而引起路橋沉降差的主要原因是由于臺后路基的沉降所產生的，而路基沉降的原因主要有以下幾個方面：

1.1地基沉降

由于橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，地基土質軟弱，在路基營運荷載的作用下，使地基產生壓縮變形，形成地基沉陷。地基的土質為軟土時，一般都具有含水量高、孔隙率大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透系數(shù)小的特點，它在路基路面施工過程中容易失穩(wěn)，需要相當長時間才能趨于穩(wěn)定，這類地基即使是在設計和施工中采取了措施，地基也會存有殘余變形；在高填土的路基地段，產生基底應力相對較大，其上部荷載也較大，在這種重荷載的長期作用下，地基一定范圍內土的顆粒結構會發(fā)生改變，由于土顆粒受到壓縮后密實度也會增加，它們的變形向路基兩邊與橋涵底部擴散，且變形穩(wěn)定歷時往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年；即使是地基土質好，承載力較大的穩(wěn)定地基，在外荷作用下，也無可避免會產生不均勻沉降。

1.2壓縮沉降

由于臺背結構的影響，在橋涵臺背后填土時，一般路基壓實機械不能靠近臺身，只能用小型機械或人工進行夯實，基層的密實度一般較低，達不到設計值或規(guī)范中的規(guī)定值。通車后，在行車荷載與振動荷載的作用下，墊層、基層的密實度迅速增加，結構層壓縮，路面結構相對變薄引起沉降。

1.3施工措施不當

施工及監(jiān)理時沒有嚴格分層攤鋪，分層碾壓，因而壓實度也就不能達到要求；路基填料不當，特別是靠近橋涵臺背井離5-10mm范圍時，填料塑性指數(shù)偏大，收縮性大，造成橋涵、臺背變形不一，一般臺后填土高度多數(shù)在5m以上，甚至高達10m以上，按理論上講填土高度超過6m的路基，填方壓實度達到95%時，臺后沉降可達10-20cm，路堤所用材料易發(fā)生變形和移位，穩(wěn)定歷時較長，由于橋臺伸縮縫自身質量問題造成伸縮漏水，滲入臺后填土，從而使臺后路基沉降加重。

1.4設計不完善

臺背排水設計不完善，地下水或自然降水從路面、邊坡滲透到路基臺背的水份不能及時排走，路基含水量增大、強度降低，導致沉降；在結構上沒有特殊設計，路、橋連接處沒有設計控制參數(shù)；橋臺和臺背填土的彈性模量相差懸殊，兩者在連接處沒有統(tǒng)一的設計標準；對高填路基及軟弱地基在路面成型之后沉降變形考慮應該更加完善。

1.5結構突變

從結構來看，橋涵結構物為剛性體系，而公路往往是柔性組合或剛性與柔性組合，剛性體系沉降相對穩(wěn)定，而路面體系變形卻不一定，因此，在行車荷載的反復作用下墊層、基層密實度迅速增加，結構層壓縮，而橋涵基礎，相對于路基而言，沉降可視為零，鋪裝層壓縮也不大，這樣，由于兩側抗變形能力不同，相對沉降就會不可避免的出現(xiàn)，最終使路面結構遭到破壞造成跳車。

2 預防措施

對于行車速度低等級相對也較低的農村公路來說，橋頭、涵頂路基下沉引起的跳車現(xiàn)象不是很嚴重，它對道路的通行能力、交通安全、行車的舒適性等影響均不大，但對于等級較高的公路就不同了，有2cm以上的沉降就會感覺到跳車，5cm以上就會感覺到嚴重跳車。

2.1設計方面

設計時必須要了解、掌握每一座橋涵所處地帶的土質類型、填土高度、填筑材料，分析以往形成跳車的主要原因，根據(jù)當?shù)夭牧瞎獥l件、現(xiàn)階段施工能力及設計交通量發(fā)展情況，進行多方分析與比較，確定科學合理的設計。做好地下排水設施設計，臺背填料設計文件中要有明確規(guī)定要求。

2.2控制施工工藝

在施工過程中應盡可能擴大施工場地，以便充分發(fā)揮大型填方壓實機械的作用，當受場地限制時，可采用橫向碾壓方法，以使壓路機盡量靠近臺背進行碾壓。

填土預壓是解決橋頭、涵頂跳車的較好方法，關鍵是預壓荷載與預壓時間要達到預期目的為準。為了加速地基固結下沉，在填筑路堤時，可預先把土填得比設計高度高一些，或加寬路基寬度，待沉降穩(wěn)定后再挖除超填部分。這種預壓或超載預壓是處理軟弱地基臺后填土不均勻沉降最有效、最經濟的方法。

當橋臺為肋板式或柱式橋臺時，在橋臺基礎完成后，要徹底清除淤泥，回填砂礫，承臺應建在密實的砂礫層上，臺肋式臺柱建成后暫不施工臺帽，以便于壓路機能進行橫向或縱向碾壓。

填方的排水措施對填方的穩(wěn)定極為重要，特別是靠近構造物背后填料，在施工中及施工后易積水下陷，因此，應保證施工中的排水越度，設置必要的地下排水施施。

施工時嚴格控制填土質量和密實度，注意路基和涵洞翼墻周圍填方壓實的均勻性，薄壁式橋臺構造物背后填料原則上要使用大型機械予以充分壓實；橋涵臺背填料，盡可能選用變形小易填實的填料進行填筑，在挖方地段的臺背回填部位，因場地狹小，應選用當?shù)氐氖?、砂礫等優(yōu)質填料，分層壓實，填料的施工層厚度，以壓實后小于20cm為宜；無論在填方、挖方地段的臺背填料，最好不要采用風化巖的碎屑，以免因填料風化崩解而產生下陷。

橋頭搭板的施工，應嚴格掌握兩支點的質量，在橋臺上的支點處，要考慮搭板另一端沉陷時變位的需要，應設柔性薄支座，對于路基上的支點，應考慮填土擴散的需要，枕梁寬度宜大不宜小。

2.3嚴格監(jiān)理

應對臺背回填作為一個分項工程進行施工監(jiān)理。填料、壓實機具的選擇，填土厚度進行分層檢查、分層簽認、分層驗收，對排水情況應個別檢查，并嚴格執(zhí)行監(jiān)理程序。

3 橋涵跳車的養(yǎng)護

3.1橋涵兩端設10cm長的過渡段，對路基上部0.5-0.8m厚的路基上應用水泥或石灰穩(wěn)定處理，也可采用二灰穩(wěn)定礦石進行填筑，以提高整體強度。

3.2在橋涵高填土路基上，除進行換填加固外，還可采用鋪設水泥砼預制塊路面的措施，以便在高路基發(fā)生沉降后重新調整路面。

3.3當路面鋪裝以后產生沉降的臺階高度大于20mm時，應及時修補，修補長度應視臺階高度、形狀而異，一般以10-15m為宜，緩和段的坡度控制在0.5%以內，為了使沉降后的路面與緩和段端部銜接舒順，應對端部進行開挖處理，一般下挖15-20mm左右；錯位沉降的修補可用熱拌瀝青砼加鋪，以求增大與原路面的粘結能力，以使加鋪層的強度比較穩(wěn)定。

結束語

從理論上講，橋涵的修建實際就是在柔性體的道路中間插入了一個剛性鑲嵌，改變了原來道路的結構，出現(xiàn)了應力集中和突變，這樣不可避免地要發(fā)生行車事故。橋涵跳車是個比較復雜的問題，涉及到設計、施工、監(jiān)理、管理、養(yǎng)護、運營等各個方面，因而解決這一問題也需要通過這些過程進行科學的設計、認真的施工，嚴格的監(jiān)理、規(guī)范的養(yǎng)護、科學的管理，最終以最大的限度避免橋涵跳車對公路行車速度、舒適及安全營運所造成的不良影響，否則將會給公路造成很大的后遺癥，嚴重地影響到公路的使用質量。