吴秋福

摘 要:结合我国公路建设现状,研究分析公路桥梁桥头跳车病害的各种成因,介绍几种常见的桥头跳车的处理方案,提出一些有效的防治桥头跳车的措施。

关键词:桥头跳车;跳车分析;地基处理;设置搭板;施工控制

1 定义及危害

1.1 定义

桥头跳车就是由于公路桥头及伸缩缝(桥头引道)处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶而引起车辆通过时产生跳跃的现象。当这种高差达到110mm以上后就会使过往的车辆产生跳跃。

1.2 跳车危害

桥头跳车的主要危害表现为:(1)影响行车安全、降低行车速度。(2)车辆通过时,司机和乘客感到颠簸不适,甚至造成车辆大幅度减速,可能导致车辆阻塞甚至发生交通事故。(3)增加车辆运营费用和加速桥梁及路面的病害产生。

2 桥头跳车成因分析

引起桥头跳车的主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等。桥梁与道路同时发生沉降,但两者的沉降量有很大差异,道路的沉降量远远大于桥梁的沉降量。桥梁完工时,沉降就基本稳定:但高填土路堤的刚度很小,在车辆荷载的反复作用下产生较大的塑性变形,当这种沉降变形达到一定程度,就会产生桥头跳车现象。这是产生桥头跳车的主要原因。

2.1 地基沉陷

桥梁通常横跨沟河,地下水位较高,这类土天然含水量大于液限,孔隙比大,常常含各种有机质,可压缩性较高,抗剪强度较低,车辆在路面运行,这类土天然结构遭受破坏,抗压强度就降低,桥头一般路基填筑高度较高,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,就更容易引起地基沉陷,造成路面高程下降,而桥台高程不变,这种变形往往持续几十年,这是引起桥头跳车的主要原因。

2.2 路基压缩沉降

路基在自重和汽车荷载的反复作用下,产生较大变形,这种变形包括压缩沉降与侧向变形,这种变形不断积累,形成桥头的沉降差。台后填料多是透水性较好的材料,孔隙率大,并且受施工作业方面影响,不能全部消除填料颗粒间孔隙,在车辆荷载和自身重力反复作用下,填料颗粒间空隙不断被压缩,孔隙率不断减少,于是顶面就产生沉降,当沉降量达到一定程度,就造成车辆经过时跳车。

2.3 施工不规范

目前,在市场经济主导下,有些施工队伍素质不高,光追求高速度,高效益,施工时不严格按照施工规范作业,填土速度过快,没有严格控制每层填土厚度,没有严格按照施工方案碾压、每层压实度检测频率不够,压实度不能够全部满足设计要求;填筑材料没有把好质量关,含有较多的有机杂质或不同的土质混合填筑;排水措施不当,造成局部含水量较高;压实机具不配套,桥台背后施工空间小,大型压实机具的使用受到限制,不能无限靠近台帽、耳墙,存在施工死角,桥台背后的填土不能达到要求的压实度。这些施工不规范的因素使填土不稳定,完工后沉降量还较大,并且沉降不均匀,这也是造成桥头跳车现象主要原因之一。

2.4 桥头路堤渗水破坏

桥头的差异沉降容易造成路面开裂,路面水顺着裂缝渗入路基,造成路基填土含水量过高,受浸泡的路基强度指标下降,土基软化,造成路基下沉,导致跳车。同时还易发生唧泥等形式的破坏,跳车又加大了车辆荷载对路面和路基的冲击力。如果养护维修不及时,这种恶性循环会使破坏程度不断加剧发展。

3 桥头跳车病害防治措施

3.1 地基处理

不同的区域,地基土的各种指标不同。为能最大限度的消除桥头跳车现象,对桥头地基进行有效的处理是非常必要的,地基的处理方法多种多样,用得比较多的有以下几种方法。

3.1.1 换土垫层法

(1)灰土垫层:适用于地下水位较低,基槽经常处于较干燥状态下的一般粘性土地基的加固。

(2)砂垫层和砂石垫层:砂垫层和砂石垫层是将基础下面一定厚度软弱土层挖除,然后用强度较高的砂或碎石等回填,并经分层夯实至密实,作为地基的持力层。

3.1.2 夯实地基法,其中包括重锤夯实法和强夯法

挤密桩施工法包括灰土挤密桩、砂石桩和水泥粉煤灰碎石桩。

填土预压法,等到沉降稳定后,再进行下步工序施工。

这些都是行之有效的方法。工程综合考虑实际情况,选择合适的处理方法,用来改善地基性能,提高地基承载力,减少地基沉降。

3.2 台背填料的选择

由于台后路基压缩沉降是桥头跳车的主要原因之一。因此,选择填料至关重要。选用压缩性小,孔隙率大的填料,如半刚性填料、透水性的砂砾等,可以有效的减小台背路堤的沉降量。透水性好、内摩擦角大的材料能够有效地减少压缩沉降。(1)石灰、粉煤灰、碎石按一定比例混合就称为二灰碎石,二灰碎石填料在我国应用较普遍。(2)用低剂量(6%或8%)的石灰稳定改善土进行台后填筑也能取得比较好的效果。(3)土工格栅处理路基填土。(4)在原地表设置碎石垫层,能够及时排出路基内多余的水分。不管用什幺填筑台背,台背填料各层的压实度是工程质量的重要保证,台背填料的每层压实度至少要达到96%以上。

3.3 设置搭板

桥头搭板的设置能有效减小桥头跳车,通过搭板把地基的不均匀沉降量分散在搭板长度范围内,路堤产生的较大沉降逐渐过渡到桥台上,避免桥台与路面台阶的出现。桥头搭板有利于桥头与路堤的平缓过渡,调节桥面、路面之间的不均匀沉降,在桥梁建设中得到了广泛的应用,效果较好。设置的搭板应满足以下两个条件:(1)搭板的长度中小桥一般为6-8米,大中桥一般为8-12米,宽度一般为距路缘石50厘米。(2)将桥头搭板设计为一端简支、一端自由的地基粱,当桥头地基沉降时,其可以单独支承路面上通行的车辆荷载。

3.4 施工控制

严格控制施工,是保证工程质量的前提。在施工中,我们一定要做到以下几点:(1)对施工工序进行合理安排,如果条件允许,先把桥台处路基和锥坡填土完工,再施工台桩基和台帽,能有效保证路基压实度。(2)控制好填料质量,控制好填料的各项指标。含灰量、含水量不合格的决不允许施工。(3)严格控制好每层填筑厚度,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度,不要留任何死角。(4)台背填料尽量选择透水性好的材料。

4 结束语

(1)首先要保证原材料质量关及生产质量关,尤其要对施工前材料进行严格检查,不合格混合料要坚决弃掉。(2)桥头地基处理是非常必要的,结合各自的实际情况,选择最有效合理的处理措施及施工方案。(3)桥头搭板设置能有效的缓和桥台与路堤之间沉降差出现。(4)不严格按规范施工,会加剧桥台与路堤的高差,因而加剧了跳车现象的产生,所以,施工质量也必须严格把关。桥头跳车是一种成因复杂的病害,影响因素多种,这便需要设计、施工、监理单位做到具体情况具体分析,各部门协调合作,制定切实有效的解决方案,使桥头跳车时处理达到最好的结果,让有限的资金发挥最大的效益。

参考文献

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[3]王明怀.高等级公路桥头跳车病害的成因与防治研究[J].华东公路,1996.