淺析公路橋頭跳車的原因及處治方法

孟東方

摘 要：本文從路基沉降、施工方法和結(jié)構(gòu)體系及自然條件等對橋頭跳車病害進(jìn)行原因分析，并結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討提出減少橋頭跳車的防治措施。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車原因處治方法

1.前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但從使用情況看，橋頭跳車現(xiàn)象相當(dāng)普遍。它直接影響行車速度、舒適與安全，甚至造成行車事故。同時(shí)，對路面和橋梁產(chǎn)生附加的沖擊荷載，從而加速了橋臺(tái)、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，也加快了車輛本身的損壞，直接影響了公路橋梁的使用壽命和社會(huì)效益。因此，探討橋頭跳車的形成機(jī)理，研究橋頭跳車的處治辦法，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。

2.橋頭跳車原因分析

引起橋頭跳車的主要原因是柔性道路與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強(qiáng)度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時(shí)易形成集中應(yīng)力。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量，形成錯(cuò)臺(tái)。

2.1土質(zhì)不良和路基填料的壓縮變形

土質(zhì)不良，由此產(chǎn)生沉陷是橋頭跳車的主要原因。橋涵所在位置的地基，天然孔隙比大，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低，一旦受到擾動(dòng)，強(qiáng)度便顯著降低。同時(shí)，橋臺(tái)后的路基高度一般都較高。因此，橋頭路基填筑高度較大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，更容易引起地基沉陷，且變形穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)較長時(shí)間。根據(jù)試驗(yàn)及相關(guān)研究資料表明，路基填料本身的壓縮變形為路基填筑高度的1％。

2.2壓縮沉降

臺(tái)后填料一般為滲透性材料，存在著多孔隙，加上施工時(shí)受施工作業(yè)方面影響，壓實(shí)機(jī)具不能過分靠近接觸臺(tái)背，不能充分壓實(shí)，在車輛荷載和自身重力作用下，填料壓縮，產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車。在工程實(shí)踐中，就是施工時(shí)工序符合要求，壓實(shí)度達(dá)到要求，但臺(tái)后填土較高，隨著時(shí)間推移，也會(huì)產(chǎn)生不可避免沉降。有時(shí)臺(tái)后填土荷載對基底產(chǎn)生附加壓力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使橋臺(tái)向后傾斜，發(fā)生不均勻下沉。

2.3剛?cè)嵬蛔?/p>

橋臺(tái)與臺(tái)背路面在結(jié)構(gòu)上存在著差異， 剛?cè)嵬蛔円鸪料萏?。在從路、橋組合部存在兩個(gè)不同性質(zhì)路面體系，剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的堅(jiān)石砌筑或鋼筋混凝土澆筑而成，加上基礎(chǔ)處理較好，具有較大的整體剛度，屬于剛性體；而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬于彈塑性體。對于橋臺(tái)而言，可以認(rèn)為在行車荷載作用下無變形產(chǎn)生。而路堤填土在荷載作用下必然產(chǎn)生較大的形變。這樣，路、橋兩側(cè)抗變形能力不同，相對沉降就不可避免出現(xiàn)，使路面結(jié)構(gòu)破壞，造成跳車。

3.橋頭跳車病害的防治及質(zhì)量控制

3.1臺(tái)背填筑材料的選擇

由于土的內(nèi)摩擦角較小，加之壓實(shí)質(zhì)量的影響，所填路基的壓縮沉降—般較大。因此，橋臺(tái)后的回填應(yīng)選用摩擦角大、強(qiáng)度高、透水性好的填料，如砂礫、礫石、連續(xù)級配碎、水泥穩(wěn)定料等，并且壓實(shí)速度快，加載后能在短期內(nèi)完成變形。在筆者所參與的高等級公路工程的施工過程中，后臺(tái)填土多采用水泥穩(wěn)定料。其目的就是增加臺(tái)背填料的整體性，減少填方土體的塑性變形，從而減少了臺(tái)背的沉降量。效果較好。

3.2 加固處理臺(tái)背填筑前的地基

處理好臺(tái)后軟弱地基是控制橋頭跳車重要措施。對軟弱地基處理，現(xiàn)在國內(nèi)有換填法、超載預(yù)壓、塑料排水板、粉噴樁復(fù)合地基等常用方法。水泥粉噴樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期短，但費(fèi)用高；超載預(yù)壓一般可利用施工荷載作為軟基預(yù)壓荷載，但施工工期較長，剩余沉降量也大；塑料排水板法加固效果好，工期較短，施工簡單，經(jīng)驗(yàn)較為成熟?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況應(yīng)用，以改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降，縮小橋臺(tái)與路堤的沉降差，避免錯(cuò)臺(tái)。

3.3 對接頭處路面進(jìn)行處理

橋臺(tái)到路基結(jié)構(gòu)是不同體系。因此，如何消除和減少結(jié)構(gòu)突變影響，使兩個(gè)對接性質(zhì)不同路面體系在抗垂直形變上能平順過渡。對連接瀝青路面，則在橋臺(tái)處增設(shè)增變厚式水泥混凝土埋板，對連接水泥混凝上路面，則將連接處路面板改為變厚式。

橋梁與水泥混凝土路面間接縫，如處理不好，容易造成錯(cuò)臺(tái)，可參考水泥混凝土路面路面與構(gòu)造物連接方式設(shè)置連接；橋梁與瀝青路面間接縫，合理地使體系逐漸過渡，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)突變點(diǎn)。路橋銜接段路基盡量用砂礫土或石方回填。減小壓縮沉降。

3.4妥善處理好排水

水是地基沉陷與壓縮沉降的重要因素，合理選擇填料，設(shè)置排水盲溝，有利于減少地基沉陷與壓縮沉降，臺(tái)后最好按一坡度設(shè)置泄水盲溝，溝底用粘上夯實(shí)，橫坡為3%-4%以利排水。這樣，才能更好減少病害。

3.5嚴(yán)格控制施工

影響路基壓實(shí)效果的主要因素有含水量、碾壓層的厚度、壓實(shí)機(jī)械的類型和功能、碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度等。

首先，要調(diào)整填筑材料的含水量，在最佳含水量的情況下壓實(shí)效果最好。同時(shí)其壓實(shí)的土水穩(wěn)定性最好。

其次，壓實(shí)機(jī)械對一定含水量填筑材料的壓實(shí)狀態(tài)有很大影響。填土分層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。

第三，各種壓路機(jī)械的最大速度不宜超過4km／h.碾壓開始宜且慢速，隨著土層的逐步密實(shí)，速度逐步提高。壓實(shí)時(shí)的單位壓力不應(yīng)超過土的強(qiáng)度級限，否則土體將會(huì)遭到破壞。

第四，路堤施工時(shí)邊緣往往壓實(shí)不到，故兩側(cè)可采取多填適當(dāng)寬度，壓實(shí)工作完成后再按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。

第五，合理安排好施工計(jì)劃，控制好每層填筑厚度，碾壓遍數(shù)，并對每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測，特別是控制好壓實(shí)度。后臺(tái)連接處填土應(yīng)盡量與橋臺(tái)砌筑協(xié)調(diào)進(jìn)行，務(wù)必使這些不易碾壓地方密實(shí)度達(dá)到要求。

3.6設(shè)置橋頭搭板

采用橋臺(tái)搭板來防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺(tái)與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變，通過設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的。

4.結(jié)束語

預(yù)防和治理、施工質(zhì)量控制是一項(xiàng)長期而艱巨的工作，需建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、施工方盡力協(xié)調(diào)，針對不同情況、不同原因，提出不同方案，才能有效地避免橋頭跳車病害產(chǎn)生，有效地改善行車條件，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

1、王明懷，高等級公路橋頭跳車清害的成因與防治研究，華東公路，