路橋過渡段跳車原因分析及其設計與施工措施探討

摘 要：在鐵路工程運營的過程中，會經(jīng)常存在橋梁臺后搭板斷裂以及橋臺跳車發(fā)生的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在高速鐵路的路橋過渡區(qū)段都有可能出現(xiàn)。本文針對跳車原因進行了系統(tǒng)地探討，結(jié)合國家某重點鐵路的施工和運營情況系統(tǒng)地探討和分析路橋過渡段跳車原因以及其設計與施工的相關措施。分析鐵路路橋連接段產(chǎn)生跳車的原因及其對行車安全和舒適度的影響，并提出設計、施工和養(yǎng)護維修中解決橋頭跳車問題的措施。

關鍵詞：高速鐵路 路橋過渡段 跳車原因 施工措施 舒適性

中圖分類號：TY52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0036-02

由于在橋涵、通道等橋梁主體與兩端公路連接的過渡段，經(jīng)常會出現(xiàn)不均勻的沉降，使得運行中的車輛受到嚴重的影響，跳車現(xiàn)象也會經(jīng)常發(fā)生，給橋梁養(yǎng)護部門帶來了很大的困難。橋頭跳車現(xiàn)象的癥結(jié)是決定橋面高度的橋臺和橋頭的路基地面在沉降之后形成的高度差，出現(xiàn)了臺階，引起橋頭的線性發(fā)生變化。經(jīng)過研究和分析發(fā)現(xiàn)，這個高度差在根本上是難以消除的，可以通過控制車輛的速度來減緩跳車現(xiàn)象的發(fā)生，以達到舒適的效果，減少跳車現(xiàn)象對于橋梁的危害和影響。其他研究人員也在努力地尋找一種介于路基土和臺墻材料之間的一種材料，從而減緩這種高度差的急劇變化，從而體現(xiàn)路橋過渡段的作用。

1 路橋過渡段的跳車原因分析

（1）導致路橋過渡段的跳車原因主要有：第一，地基條件原因?，F(xiàn)在許多既有線路都是修筑在條件差并未經(jīng)很好處理的軟弱地基土上的。在軟土地基上，路橋過渡段的路和橋的工后沉降量是不同的，因此在路橋過渡處必然有沉降差，路橋過渡段由于其結(jié)構的原因，橋頭路基的填筑高度較大，產(chǎn)生的基礎應力也較高，因此在路橋過渡段產(chǎn)生的沉降較其他路段要大一些。第二，設計及施工原因。

設計時對路橋過渡區(qū)段的施工碾壓過程考慮不周，橋臺后的排水設計考慮不周， 對填料的要求不嚴格，都將影響其施工質(zhì)量。施工時對工期或工序安排不當，以至使路橋過渡區(qū)段的填土碾壓工作安排在施工工期的尾部，被迫趕工期。施工時對路橋過渡區(qū)段的回填料不按設計要求填筑，或采用不良填料，或碾壓厚度超過要求，或壓實度達不到設計要求，不進行分層次質(zhì)量檢查，也會使壓實質(zhì)量達不到控制要求。

（2）路橋過渡段也會受到降雨、地陷等其他自然環(huán)境的影響。由于在橋涵建筑物與路堤之間的連接處，通常需要設置能夠伸縮的縫隙，當河水處于洪澇季節(jié)以及雨雪較多的時候，雨水會浸入到橋頭的引道，沖刷著路堤的各種建筑材料，致使路面結(jié)構的含水量增加，加劇了橋面和路基的沉降速度。通過橋梁車輛的速度變化也會加劇影響路橋過渡段的沉降，出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。橋臺后路堤填料的原因。橋臺后路堤填料一般全是填土。碾壓質(zhì)量不易控制，其壓實度達不到設計要求。由于施工原因，往往作業(yè)面狹小。即使施工時壓實度全部達到了設計要求，但因運營時路堤土本身自重和動荷載作用，也將使路堤填土壓縮變形，使得路橋過渡處出現(xiàn)沉降差。

2 路橋過渡段路基施工技術問題分析

（1）路橋過渡段的路基路面的施工技術方式主要有兩種：①設置搭板。目前通常采用的是克服路面的彎沉變化，不小于8 cm誤差的方式，有效解決了剛?cè)徇^度的問題。同時也可以采用預留反向坡度法。主要是要求搭板和橋臺連接處的高度一致，需要考慮路線縱斷面的平順，確定沉降差與預留反向坡度的差異，坡度的大小根據(jù)路橋的沉降差來定。同時，枕梁的設置有利于改善路基內(nèi)部的填土承載能力，減少該處的沉降幅度。②不設置搭板。搭板的設置雖然能夠有效地改善路橋過渡段沉降的局面，但是搭板一旦遭到破壞后，將會嚴重地影響到車輛的通行。路橋過渡段搭板的設置加大了施工的難度，增加了建造和維修的成本。一些西方國家的路橋沒有設置搭板，只需加強對后臺填筑進行周密的設計和嚴謹?shù)氖┕ぜ纯伞?/p>

（2）后臺填筑、地基處理、臺背排水、橋頭換填技術施工的控制也是路橋過渡段路基路面的施工技術指標。路橋過渡段的路堤沉降主要是由地基、路面、路基的壓縮變形引起，如果能夠保證搭板和橋面的面層結(jié)構和厚度相同，則不會形成沉降差。事實上，由于施工的不嚴密和填筑材料的固結(jié)，很難從根本上解決跳車問題。同時利用換土法、減少附加應力法、深層攪拌法和超載預壓法等處理好橋背軟弱的地基問題，也是控制和解決橋頭跳車問題的措施。在施工的過程中，要根據(jù)降雨資料、填料類型和滲水量選擇相應的排水方式，從而避免因路橋過渡段的排水處理不當而使路面結(jié)構層和地基的穩(wěn)定性。

（3）橋頭引道路堤邊坡防護問題。通常，對橋臺處于長期浸水路段，采用漿砌片石護坡。根據(jù)公路橋頭引道路堤設計和施工可以知道，不考慮防水和排水設施，臺背路堤填土通常采用砂類、滲水性土作為填料。而其它橋臺路段，只在錐坡范圍設置漿砌片，臺背設置方格網(wǎng)草護坡或草皮護坡。在公路續(xù)建、水毀和收尾工程勘查過程中可以發(fā)現(xiàn)錐坡和護坡水毀往往會發(fā)生在許多橋頭路堤沉降比較嚴重的地方。橋頭引道路堤邊坡防護措施以及排水設施的不適當，促使路基強度降低，臺背填土流失。

3 路橋過波段的合理的施工措施

（1）在過渡段較軟一側(cè)，增大路基基床的豎向剛度，減少路基結(jié)構的沉降。其主要的方法有：①加筋土法。通過過渡段路基土中埋設一定數(shù)量的拉筋材料，形成加筋土路基結(jié)構。加筋土不僅能增加路基的強度，而且還能大幅度提高路基的剛度，顯著減少路基的變形。②土質(zhì)改性法。運用各種方法對過渡段路基土進行土質(zhì)改性，以提高填土的強度，降低填土的壓縮，增加路基的剛性和減少路基的變形。③碎石材料填筑法。使用強度高、變形小的優(yōu)質(zhì)材料進行過渡段填筑的方法。該法設計意圖明確，材料性質(zhì)可靠，易控制，剛度與變形可實現(xiàn)均勻過渡。④過渡板法。在過渡段范圍內(nèi)路基填土上現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板，并使一端支撐在剛性基礎上，利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來增加軌道的剛度。

（2）合理選擇路堤填土材料、合理設置橋涵構建物和處理好橋頭過渡段的地基是有效解決橋頭跳車現(xiàn)象的措施。橋涵地段地基一般來講含水量較高，地基比較軟弱，因此處理好橋頭軟弱地基，是控制線路沉降和橋頭跳車的關鍵。設計時應該根據(jù)橋位的地質(zhì)勘測資料對橋頭軟弱地基予以合理的加固處理。選擇橋涵構造物位置時，應特別地考慮到路基的地質(zhì)情況、路堤長度、填土高度等方面。采用超輕質(zhì)材料作路橋過段填料。鋪設輕質(zhì)材料可以減輕路堤自重，有效降低地基應力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數(shù)，常用的輕質(zhì)材料如粉煤灰等。對于填土較高的橋頭引道進行詳細的地質(zhì)鉆探，嚴密地測算出其地基的承載能力范圍?？梢酝ㄟ^采用換填法、水泥攪拌法等減少地基施工的沉降。

（3）根據(jù)相關的路橋過渡段的施工實例研究可以得到一些綜合防治路橋過渡段跳車的方案。第一，超載預壓法。采用超載預壓的方式可以加速填土的自然沉降，使沉降層趨于穩(wěn)定。對于橋梁的臺背填方采用8%的石灰土從原地面進行回填壓實，每層碾壓厚度不得超過20 cm。第二，提高地基承載力。由于路橋過渡區(qū)域的地下水位較高、土壤為典型的粉質(zhì)堿性土，地基承載力不能滿足要求。為了加強地基的堅固強度可以采用臺后水泥粉噴樁施工方法進行操作。第三，針對大面積的路基過渡段施工時，應該嚴格按照試驗的結(jié)果取段，同時要熟練掌握施工的基本技巧和相關規(guī)范。嚴格按照施工的流程進行配料，壓路機碾壓不到位時應該采用人工沖擊進行夯實。嚴格控制好工藝流程、施工含水量、配套機械、檢測的方法、松鋪厚度。

4 結(jié)語

路橋過渡段的處理有兩方面的問題：一是受到列車荷載影響較大范圍內(nèi)線路結(jié)構抵抗變形能力差異的問題；另一方面是人工結(jié)構的剛性橋臺與土工結(jié)構的柔性路基間工后沉降差引起軌面彎折的限值問題。本文通過對路橋過渡段的路面、路基的施工技巧和方法進行了系統(tǒng)的分析，并總結(jié)和研究其原理。雖然，路橋過渡段跳車現(xiàn)象的原因是多方面的，具有一定的復雜性。但是，只要根據(jù)具體的施工實際情況，采取合理恰當?shù)氖┕し绞?，肯定能夠?qū)⒙窐蜻^渡段跳車的危害降低到最低程度。

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