橋頭跳車成因及防治措施研究

郭杰（甘肅新路交通工程公司，甘肅蘭州 730000）

橋頭跳車成因及防治措施研究

郭杰
（甘肅新路交通工程公司，甘肅蘭州 730000）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路等級(jí)也不斷提高，橋涵構(gòu)造物在公路工程中所占比例也越來(lái)越大，從已經(jīng)投入使用的公路橋梁運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，橋梁病害及其養(yǎng)護(hù)在整個(gè)橋梁工程中占據(jù)很大比重，尤其在結(jié)構(gòu)物臺(tái)背回填處普遍存在橋頭跳車現(xiàn)象，不僅影響了行車舒適度，也造成了安全隱患。本文對(duì)橋頭跳車問(wèn)題提出自己的一些觀點(diǎn)見(jiàn)解，僅供同仁參考。

橋頭跳車 成因 防治措施

隨著公路橋梁的快速發(fā)展，雖然促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但是在運(yùn)營(yíng)中也產(chǎn)生了一些不盡人意之處，比如橋頭跳車問(wèn)題，不僅影響了乘車人員舒適度，還有可能引發(fā)交通事故，對(duì)于橋梁自身的運(yùn)營(yíng)成本和使用壽命也有極大的影響。由此可見(jiàn)，橋頭跳車已經(jīng)嚴(yán)重影響到了高等級(jí)公路的經(jīng)濟(jì)效益，我們必須重視這些問(wèn)題，進(jìn)而解決它。

1　橋頭跳車的形成原因

橋頭跳車的形成原因是不均勻沉降，表現(xiàn)形式有橫坡變化、縱坡變化、局部沉降等。橫坡變化發(fā)生在高填土路堤時(shí)，由于路堤中心和路肩土中的受力不相同而造成不均勻沉降，使得橫斷面及路拱坡度變化；縱坡變化是在臺(tái)背與結(jié)構(gòu)物不均勻沉降較大時(shí)發(fā)生的變化；局部沉降是指構(gòu)造物臺(tái)背的過(guò)渡段上發(fā)生局部高低差現(xiàn)象。

1.1橋臺(tái)基礎(chǔ)沉降

構(gòu)造物結(jié)構(gòu)一般都是由剛性的石砌或者鋼筋混凝土澆筑而成，而公路路基和路面是相對(duì)柔性的。隨著橋梁的運(yùn)營(yíng)使用，臺(tái)后填土則容易發(fā)生形變，如果橋臺(tái)基礎(chǔ)處理好的話，沉降現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)或沉降不明顯。

1.2路堤填土的沉降

按照工序看，臺(tái)背回填一般都是在橋涵構(gòu)造物完成后進(jìn)行的，這樣橋頭會(huì)由一個(gè)填土高、施工面窄的作業(yè)段，給施工帶來(lái)不便，容易使得壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行過(guò)程中，在車輛荷載作用下路基填料逐步被壓縮，孔隙率低，從而形成沉降。

1.3未處理好排水系統(tǒng)

在橋涵和路堤接連部位，存在縫隙，雨水隨縫隙滲入基底，對(duì)基底產(chǎn)生侵蝕和沖刷，致使填土料流失，破壞結(jié)構(gòu)層，從而造成路堤塌陷。

2　解決橋頭跳車問(wèn)題采取的措施

2.1換填法

路基填筑如果沒(méi)有足夠的強(qiáng)度，其第一層很難達(dá)到較高的壓實(shí)度，必須充分碾壓后在進(jìn)行填筑，提高其承載能力。西北地區(qū)為濕陷性黃土，而黃土地基較軟，即使充分碾壓后也會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，這時(shí)我們可以考慮替換砂礫、中粗砂等為石渣、塊石或者石灰、水泥等，以加強(qiáng)地基強(qiáng)度。不過(guò)換填法適用于深度在0.5m-2m深度的填方，如果換填層太薄，效果不明顯；如果換填層太厚，會(huì)加大成本，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

2.2強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是現(xiàn)在用的較為廣泛的處理方法。一般是采用100-4000KN的重錘，在40米以內(nèi)的高度自由落下，對(duì)地基產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，使得填料更加密實(shí)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)路基填土高小于5m時(shí)，采用此種方法后，整平表土，沉降一般都小于0.05m，用時(shí)3個(gè)月不到，也不會(huì)影響鋪筑后的地基穩(wěn)定性，也不會(huì)耽誤工期。對(duì)于天然地基，采用此種夯實(shí)法，地基承載力會(huì)成倍提高。對(duì)于粘土地質(zhì)，承載力可提高1-3倍；對(duì)于沙土及泥灰?guī)r土承載力可提升2-4倍。

2.3水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）

水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基方案用于工期緊張，無(wú)法采用排水固結(jié)法時(shí)則用此種方法，以達(dá)到工程結(jié)束后沉降的標(biāo)準(zhǔn)。CFG樁在碎石樁基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來(lái)，主要是由碎石、石屑、粉煤灰摻水泥，和水拌合而成，成為粘結(jié)性強(qiáng)的樁。其中碎石是該樁體的粗骨料，石屑是用來(lái)填充空隙，粉煤灰具有填充作用。對(duì)于CFG樁處治構(gòu)造物臺(tái)背地基而言，為了使沉降達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，可以通過(guò)調(diào)節(jié)樁進(jìn)入地面以下的長(zhǎng)度來(lái)確定沉降量，因而實(shí)現(xiàn)柔性到剛性的過(guò)度。

2.4搭板設(shè)置處理

橋頭搭板設(shè)置不合理，對(duì)于高速行駛的汽車來(lái)說(shuō)，不同的搭板長(zhǎng)度、不同的沉降類型以及車型、車速都會(huì)有一定的影響。當(dāng)我們的車輛由橋面行駛至路面時(shí)，經(jīng)過(guò)橋頭搭板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的向心力，向心力會(huì)使人車產(chǎn)生失重，當(dāng)車行駛過(guò)橋頭搭板時(shí)，向心力消失，實(shí)際上，是人車收到了等于向心力的反作用力。據(jù)相關(guān)資料說(shuō)明，當(dāng)人受到自身重量10%的外力沖擊時(shí)，會(huì)覺(jué)得不舒服，但還可以忍受，當(dāng)當(dāng)人受到自身重量20%的外力沖擊時(shí)，車輛會(huì)產(chǎn)生顛簸跳動(dòng)，人也會(huì)覺(jué)得明顯不舒服。向心力大于自重時(shí)，汽車就會(huì)翻車。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮到搭板產(chǎn)生向心力為多少最佳，設(shè)計(jì)最佳的縱坡變坡率，如表1所示。

經(jīng)過(guò)大量的總結(jié)與積累，發(fā)現(xiàn)當(dāng)搭板長(zhǎng)≥橋臺(tái)至穩(wěn)定段路基長(zhǎng)度時(shí)，如果保證搭板末端不再有沉降或者沉降很小時(shí)，就可以消除縱坡突變狀況，從而消除跳車現(xiàn)象。

2.5土工格柵處治法

將土工格柵一段錨固于橋臺(tái)背，另一端向壓實(shí)后的路基上水平鋪展，最下一層鋪設(shè)在構(gòu)造物基礎(chǔ)的頂面，最上一層鋪設(shè)在路基頂面，使得橋臺(tái)借助于土工格柵和臺(tái)背的路基成為一體，使其具有高強(qiáng)度、高彈性，能夠有效的將車輛荷載以及土體上部的自重傳遞到橋臺(tái)，在臺(tái)背的范圍內(nèi)，分層阻止填料沉降；與此同時(shí)改善土體內(nèi)部受力狀態(tài)，將荷載擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，減少壓縮沉降，使得臺(tái)背與填土交界部位變成連續(xù)性漸變沉降，減少跳車。

2.6排水系統(tǒng)處治法

改進(jìn)排水措施，從上到下依次為排水層、土工織物反濾層和粘土層，反濾層可直接用油氈或防水材料直接鋪筑在粘土層上，在其上鋪設(shè)2-5cm的中砂，一面損傷土工織物反濾層，排水層適用級(jí)配碎石填筑，厚度20cm左右為佳。通過(guò)這樣的排水，可以有效的防止雨水滲入基底，減少沉降引起的跳車。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于橋頭跳車采用單一的方法是有局限性的，我們可以綜合考慮，采取有效的處治措施：臺(tái)背路提處置措施、過(guò)渡段路面處治措施、排水新技術(shù)措施；在這些方案中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境因素，擇優(yōu)選擇，以達(dá)到成本最小化，利益最大化的雙贏局面。

［1］蔣應(yīng)軍.橋頭跳車成因分析及防治技術(shù)研究［J］.公路.