關(guān)于橋頭跳車問題的探討和實(shí)踐

張 軍

(河北省高速公路管理局)

我國公路事業(yè)，特別是高速公路事業(yè)在近十幾年來獲得了長足的發(fā)展，截止2010年河北省高速公路通車?yán)锍坛^4 000 km。高速公路為滿足全封閉、全立交的通車要求，在路段內(nèi)建設(shè)了許多橋梁、通道、涵洞，平均3～5道/km。多數(shù)公路在運(yùn)營了一段時間后，在這些構(gòu)造物與路基相接處會出現(xiàn)熟知的橋頭跳車問題，對高速公路上行車的舒適性，甚至安全性產(chǎn)生不利影響。

1 橋頭跳車產(chǎn)生原因的分析

1.1 橋頭跳車產(chǎn)生的直接原因

橋頭跳車是構(gòu)造物與臺背回填土之間由于沉降量不同而產(chǎn)生高差和構(gòu)造物與臺背回填土之間的剛性差異引起的。

1.2 橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因

(1)臺背回填的材料。

高速公路設(shè)計(jì)的回填材料是素土或砂礫土，眾所周知，土體在壓實(shí)度達(dá)到要求后(一般為95% ～97%)，仍因其自重、土體內(nèi)有空隙等物理化學(xué)原因會有一段固結(jié)期，其間土體體積縮小，引起回填土的下降。同時，素土的水穩(wěn)性差，因此干時土體可硬如堅(jiān)石，但一遇水便強(qiáng)度劇減，甚至變成稀泥。另外雖然一些設(shè)計(jì)中臺背回填土采用石灰土，但是石灰土的范圍較小，一般平面范圍與橋頭搭板大小差不多，垂直方向上在橋頭搭板以下2 m左右。這種小范圍臺背回填的弊病是施工時機(jī)械不易進(jìn)入，不易開展工作，從而難以達(dá)到壓實(shí)的目的，以致施工中經(jīng)常出現(xiàn)用不合格的土像填坑一樣將臺背處填滿，再用壓路機(jī)稍微壓一下就完事，根本就不能保證臺背的壓實(shí)度，這種情況下不發(fā)生橋頭跳車才是怪事;同時，用這種石灰土小范圍設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)從橋梁的剛度結(jié)構(gòu)到路基部分半剛性路面的過渡，無論從長度還是深度上，都不能滿足現(xiàn)代重交通的要求。

(2)臺背回填施工中的邊角處理問題。

施工過程中，臺背回填的邊角，特別是樁柱式橋臺的蓋梁下的回填土，處理起來很不方便，以致實(shí)際施工中，許多施工人員都因怕麻煩、趕進(jìn)度而用灰土填齊了事，根本不壓實(shí)、夯實(shí)，更無強(qiáng)度可言。因此容易發(fā)生臺背回填土體下滑、進(jìn)水等病害。

(3)搭板的設(shè)計(jì)及其長度。

由于構(gòu)造物的剛度很大，屬于剛性體，臺背回填土體的剛性較小，屬于半剛性體。為了提高公路上行車的舒適性，在橋頭設(shè)計(jì)一個搭板，其作用就是在剛性的構(gòu)造物和半剛性的路基之間有一個過渡，但是許多公路在設(shè)計(jì)中有些構(gòu)造物如明板涵、通道等沒有設(shè)計(jì)搭板，有些高速公路在設(shè)計(jì)中在橋頭設(shè)置了橋頭搭板，但卻根據(jù)構(gòu)造物的不同而長度差異較大，從2～3 m到6～8 m不等。構(gòu)造物的大小、結(jié)構(gòu)雖然不同，但是構(gòu)造物與臺背回填、路基之間具有的從剛性到半剛性的差異情況卻是相同的。所以建設(shè)中應(yīng)不論大小構(gòu)造物，均應(yīng)設(shè)計(jì)搭板，并且長度應(yīng)相同。同時為了防止臺背回填土受力發(fā)生向構(gòu)造物跨內(nèi)滑移破壞現(xiàn)象(這種情況在構(gòu)造物為樁柱式橋臺時發(fā)生)，應(yīng)將大搭板設(shè)計(jì)得長一些，盡可能在6～8 m。

2 施工中的改進(jìn)措施

針對這些問題，大廣高速公路京衡段在施工中作了一些改進(jìn)。

(1)在路基施工中，為了使將來臺背回填施工時施工機(jī)械施工方便，路基構(gòu)造物之間留足臺背回填的施工空間，其長度為20～30 m。

(2)臺背回填施工前，將原地面進(jìn)行重點(diǎn)碾壓處理，使原地面的壓實(shí)度達(dá)到要求。

(3)為了提高臺背回填的質(zhì)量，形成良好的剛度、強(qiáng)度過渡段，將原來臺背回填石灰土的設(shè)計(jì)做了改進(jìn)。改進(jìn)后形成一個整體上為倒梯形、斜面上為階梯形的灰土土體。在工程費(fèi)用增加不多的同時，形成較長的并且比較緩和的剛度緩沖段，其剛度的漸變情況形如汽車上的弓字板的受力原理，完成從剛性的構(gòu)造物到半剛路基的過渡。

(4)施工中注意做好路基與臺背相接部分的開臺階處理，加強(qiáng)壓實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到要求，嚴(yán)格控制壓實(shí)厚度，每層厚度不超過20 cm，層層檢驗(yàn)。

(5)加強(qiáng)對臺背回填石灰土拌和的控制。在臺背施工中，經(jīng)常出現(xiàn)石灰土因?yàn)樵谂_背處現(xiàn)場拌和，以致石灰土中的灰和土的混合不均勻，拌和不徹底而出現(xiàn)素土夾層現(xiàn)象，降低了灰土的壓實(shí)度、強(qiáng)度、水穩(wěn)性。為保證石灰土的強(qiáng)度，加強(qiáng)對石灰土拌和的控制，采取異地集中拌和。

(6)對樁柱式橋臺的蓋梁下施工不方便的情況，采用了在蓋梁的寬度范圍內(nèi)用漿砌片石代替回填土。這樣既避免了壓實(shí)不易的情況，又可避免灰土向構(gòu)造物跨內(nèi)的滑移破壞，同時可使臺背回填土避免雨水的沖刷。且施工方便，易于操作，能保證施工質(zhì)量。

實(shí)踐證明，大廣高速公路京衡段在改進(jìn)橋頭跳車的探索中，首先從設(shè)計(jì)上為臺背的回填施工創(chuàng)造了較好的條件，其次對臺背回填施工中的死角和常見問題都進(jìn)行了較好改進(jìn)，取得了較好的效果。