城市橋梁橋頭跳車成因分析和防治措施

徐云肖 鄭少午

（ 杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，浙江 杭州 310000）

1 橋頭跳車的成因分析

現(xiàn)行的橋涵規(guī)范中規(guī)定，簡支梁橋臺的工后沉降量的容許值為2.0cm，跨徑小于25m時仍以25m計(jì)算。以25m跨徑的簡支梁為例，該橋臺的工后容許沉降為l0cm。而在實(shí)際的橋涵建設(shè)中，簡支梁橋臺的設(shè)計(jì)容許沉降量比規(guī)范中要小得多，特別是樁基橋臺的沉降量更小，通常為不超過3cm。而在軟土路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，容許沉降量為：橋臺與路堤相鄰處≤0.10m；涵洞箱型通道處及過渡段≤0.20m；一般路段≤0.30m。樁基橋臺的輕微沉降要比地基路堤的沉降小得多，而正是這種沉降差造成了橋頭跳車。橋臺是剛度很大的構(gòu)造物，在施工結(jié)束時沉降已基本完成：而高填土路堤的剛度很小，它在車輛荷載的反復(fù)作用下產(chǎn)生較大的沉降變形，這是產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因。把造成橋頭跳車的因素歸結(jié)起來主要有以下兩個方面。

1.1 路基沉降

臺后填料本身含有水分，存在孔隙，施工中無論采用什么措施，采用何種填料也不可能完全消除填料顆粒間的空隙，即使壓實(shí)度達(dá)到95%以上，在填料及車輪荷載的反復(fù)作用下，路基填料逐漸被壓縮，在通車后一段時間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降。另一方面，臺后填料及路基填土在竣工通車時并沒有全部完成固結(jié)沉降。在車輛荷載作用下土顆粒(填料顆粒)骨架會發(fā)生蠕動變形，它所產(chǎn)生的次固結(jié)沉降可以達(dá)到總沉降的10%左右，這也是橋頭跳車的一個重要原因。

1.2 地基沉降

橋涵結(jié)構(gòu)一般位于溝壑地段，橋臺背后的地物地貌和其他路段相比，明顯要差些。該地段地下水位較高，孔隙比大，含水量高，強(qiáng)度低，壓縮性大，土質(zhì)具有濕陷性。在其上填筑路基肯定會產(chǎn)生較大變形。同時，由于橋頭段路堤填筑比一般路段要高，約在5～l0m 左右，有的甚至在l0m 以上；其產(chǎn)生的基底附加應(yīng)力就大，從而引起的地基沉陷也大。

2 橋頭跳車的控制措施

綜上所述，臺背與路基的工后沉降差是客觀存在的，難以避免的。一般橋臺采用樁基來承受外荷載，發(fā)生沉降很小，而路堤建在柔性地基上，必然產(chǎn)生較大沉降。筆者認(rèn)為，主要要從設(shè)計(jì)和施工兩方面將錯臺高差控制在2厘米以內(nèi)并使之產(chǎn)生平滑過渡段，減少或消除跳車現(xiàn)象，并通過使用甲加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)來弗補(bǔ)差值。

2.1 合理設(shè)置橋梁長度，減少橋頭填土高度

橋梁長度的設(shè)置應(yīng)充分考慮到橋臺背填方路段的地基情況、填土高度，改善堤長度，綜合分析其沉降問題。選擇經(jīng)濟(jì)合理的橋梁位置、橋梁跨徑和長度及路堤護(hù)坡形式。

2.2 地基處理

對橋臺背軟弱地基進(jìn)行處理，是控制橋頭跳車的重要手段，軟土地基處理的方法很多.如換土浩、超載項(xiàng)壓法、強(qiáng)夯、減少附加應(yīng)力法、排水固結(jié)法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、碎石樁法等等。實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)結(jié)合實(shí)地情況，采用行之有效的方法處理軟土地基.改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降。同時應(yīng)采取技術(shù)措施，設(shè)置透水層，清除原地面雜物，壓實(shí)度控制在90%以上，地基承載力滿足設(shè)計(jì)值，基坑回填用石灰穩(wěn)定土和砂礫分層回填整實(shí)至原地面。

2.3 路基處理

2.3.1 合理選擇填料

臺后填科應(yīng)選擇內(nèi)摩擦角較大壓縮沉降量小的透水性材料，如我們選擇強(qiáng)度高，易壓實(shí)，透水性好的砂礫土、石灰穩(wěn)定土、卵石土等填料。試驗(yàn)表明灰土壓縮性比素土減少25%，壓實(shí)度提高2%，使填土壓實(shí)度提高，最終可減少沉降量12%。臺后填料也可選擇輕質(zhì)填筑材料如粉煤灰菩，通過減少自重，達(dá)到減少沉降的目的

2.3.2 減少工后沉降

施工期間臺后路基范圍內(nèi)不允許做施工場地。故橋臺施工保養(yǎng)完畢后.應(yīng)馬上開始橋臺臺背后的填土工作，盡量增加橋頭填土的沉降期，減少其工后沉降。此外也可采用超填預(yù)壓的方法。

2.3.3 保證密實(shí)度要求

為保證臺背及臺前填土質(zhì)量，根據(jù)臺背填土工作作業(yè)面小這一實(shí)際情況，嚴(yán)格控制每一層壓實(shí)厚度不得大于l5厘米。壓實(shí)機(jī)械要臺理配置，并配備氣震，保證基坑及死角處的壓實(shí)度要求，特別是對橋臺墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)難以達(dá)至l 規(guī)范要求處，應(yīng)翻挖再回填細(xì)式砼。

2.4 臺理安排施工工序

樁基施工時應(yīng)盡早進(jìn)行臺后填土，減少工后沉降。為保證橋臺臺后填土壓實(shí)度要求，應(yīng)先將臺后填土填至臺帽底面標(biāo)高，再澆注帶措板牛腿的臺舊。為使伸縮縫與兩側(cè)橋梁及臺帽標(biāo)高一戥.不發(fā)生錯臺.在施工時就必須由生產(chǎn)廠家專業(yè)隊(duì)伍安裝伸縮縫，根據(jù)不同的溫度。采用不同的預(yù)伸縮量。要求鋪筑路面時先將伸縮縫預(yù)留槽臨時用瀝青填筑，路面一次鋪筑，再對預(yù)留槽進(jìn)行切縫，安裝伸縮縫。

2.5 橋頭搭板的設(shè)置

臺后路基沉降在長度和寬度方向上均有不均勻沉降，設(shè)置橋頭搭板可使其產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到橋臺所在地段。搭扳的長度可根據(jù)臺后填土破壞破壞的長度來確定，與道路路堤填筑高度成正比，并與土基狀況有關(guān)。經(jīng)計(jì)算一般情況下填土高5米以內(nèi)搭板長度定為8米，板厚30厘米；填土高度太于5米，搭扳長度定為l0米，板厚35厘米。

當(dāng)橋粱為斜交時，應(yīng)加設(shè)鋼筋混凝土漸變扳，漸變板一端擱置于枕粱上與搭板連接.其余直接置于路基上。漸變板塊數(shù)視橋梁斜交角度大小而定，大于75度設(shè)1塊，75～45度設(shè)2～3塊，小于45度設(shè)3塊板以上考慮到受力關(guān)系，漸變板的短邊長度不小于5米，長邊不大于l0米。

為防止搭板下路基下沉、搭板斷裂和縱向移位，應(yīng)在搭板下澆筑素砼墊層，提高搭板底層的強(qiáng)度。在橋臺背墻上預(yù)埋鋼筋錨栓，牽制搭板縱向移位。

搭板及枕粱設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。搭板按兩端支撐的簡支板進(jìn)行內(nèi)力和配筋計(jì)算，其面層可以按構(gòu)造配筋。而在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)荷載作用在搭板上時，路基并沒有全部與搭扳低面相脫離，尚對其有一定的支撐作用，板頂有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力、這種復(fù)雜的受力過程，設(shè)計(jì)時難以從全面考慮，配筋與實(shí)際會有出入，因此對面層筋要適當(dāng)放大。枕粱按地基梁計(jì)算，關(guān)鍵在于確定地基反力的分布規(guī)律，再通過有關(guān)理論和方法加以解決到目前為止，關(guān)于彈性地基上結(jié)構(gòu)計(jì)算理論，雖然不少，但不很完善，各種理論只是部分地不同程度地反映地基性質(zhì)。因此只是在一定范圍內(nèi)比較符合實(shí)際，在具體運(yùn)作過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，考慮各種外界因素，加以綜臺考慮。

2.6 橫向加筋技術(shù)

橫向加赫技術(shù)主要是鋪設(shè)土工合成材料，把淺層軟弱地基加固成加筋土形式。通過鋪設(shè)土工格柵使上部填土的抗剪切變形能力得以充分發(fā)揮，達(dá)到提高地基承載力的目的。

3 小結(jié)

3.1 對橋頭地基進(jìn)行處理是非常必要的，工程中應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)、安全、工期、土質(zhì)等實(shí)際因素選擇合理的處理措施及施工方法

3.2 橋頭搭板是一種緩和橋臺與路堤之間沉降差的比較有效的措施。不過這種措施的設(shè)計(jì)、配筋計(jì)算有待進(jìn)一步完善

3.3 橋頭跳車是由于橋臺臺背填土在行車荷載作用下塑性變形的積累和固結(jié)沉降以及地基自身的壓縮變形引起的，而施工質(zhì)量不高又加劇了跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此，施工質(zhì)量也必須嚴(yán)格把關(guān)。

[1]王明懷.高等級公路橋頭跳車病害的成因與防治研究[J].華東公路;1996年01期.