桥头跳车问题研究与综述

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摘要：随着经济的发展和社会的进步，我国公路建设也得到高速、高效地发展。通过实践及试验研究，提出各种预防及处理桥头跳车的措施，收到较好的效果。

关键词：桥头跳车；处理措施；特点

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着我国社会经济的发展，公路网建设也从上世纪90年代的“五纵七横”发展到现在的“7918”。公路建设也向高速、高效发展。使用者对于公路的服务水平提出了越来越高的要求。为了跨越沟谷、河流或者其它线路等均应设置桥涵结构，在路堤与桥涵的交接处，往往会由于二者的沉降差异而造成桥头跳车现象，不仅严重影响了行车的速度及舒适性，甚至会影响行车安全性，引起交通事故，进而降低整段公路的服务水平。因此桥头跳车问题应予以重视。

引起桥头跳车的原因

当汽车驶过有沉降差的桥头时，发生的桥头跳车会导致车辆的腾空、车速降低。实际的测试发现当沉降产生的陡坎台阶高于5.0 cm，则不仅减速与颠簸现象更明显，且驾驶员在行驶时速超过80 km/h时，开始有掌握方向困难的感觉，对行车安全也将造成不利影响[1]。产生沉降差的原因归结起来有以下几方面：

（一）软土地基

若桥位位于软土地基区域，桥梁基础埋置较深或者采取了桩基将上部结构传至基岩或较硬土层上，因此桥位的沉降较小,可以将其看做刚性结构；相邻的软土地基由于路堤本身及填土后软土地基的固结沉降均会导致路堤表面产生较大沉降，可以看做柔性结构，变形之间的差异性引起了较大的沉降差。

（二）高路堤

高等级公路中由于地形及线形设计的限制经常会出现高路堤，在高路堤与桥头相接的地方，由于高路堤压缩土层较厚，工后的沉降值也将较大，从而无法避免在桥头产生沉降差，如果选料不当（例如不易压实的粉土等）、施工质量差，更会增加由此产生的沉降差。

（三）施工不当

一般情况下，构筑物往往先行施工，待一般路段的路基成型后，在台背处留下缺口。当此缺口填筑时处于整个工程的施工末期，被迫赶工，且由于压实机械的作业面狭小而使压实不到位，特别是台背后侧及翼墙内侧达到规定要求更有一定的难度，导致该处路基压实质量下降，通车后引起变形而产生压缩沉降差[2]。

处理及防治措施

（一）DCG 工法

DCG 工法是通过化学和物理作用改善土体的物理力学性能，将配制好的浆液通过特制的灌浆系统送达到需加固的土层。浆液混合料中的水泥采用 42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比为 0.45～0.6，同时，根据不同孔深和地质情况在水泥浆中加入一定比例的DCG- 979 化学剂，用以控制浆液的扩散半径，增加速凝性，以利于快速稳定的将搭板抬起。浆液首先填充土体的裂隙，并迅速初凝，裂隙被“堵塞”后，灌浆压力增强，使土体产生“液压开裂”，浆液沿着开裂面侵入并迅速初凝，这时进浆的通道也被“堵塞”，于是又产生新的劈裂面，这样的作用不断地重复进行，随着浆液的不断侵入，对劈裂面两边的土体产生挤压，致使土体颗粒发生移动，重新排列进而脱水压密。上述过程在一定范围内不同的部位以同一种方式同时连续而密集地重复发生，使土体得到充分“劈裂”和压密灌浆的双重作用。然而，获得这样的双重效果并不需要很大的灌浆压力，通常只用 0.1～2.0 MPa 的灌浆压力即可。浆液具有速凝的特性，使土体很容易发生液压开裂，同时浆液又不会扩散得太远而造成浪费。[3]

（二）土工格栅加固法

在室内进行的大量试验证明：在土体中合理布置土工格栅，可使土体的垂直应力、水平应力明显降低，土体剪应力(土颗粒之间的摩擦作用)明显提高，土体的抗剪强度得到充分发挥，可以大大地提高土体的承载能力、抗变形能力和抗裂能力。将土工格栅用于处理软土地基以提高其承载力，是通过格栅将其上部填料的垂直变形向水平方向扩散以致其上部填料的抗剪切变形能力得以充分发挥，使得软土地基表面的承载区大大增加，表面的压强大大减小，从而达到提高其承载力的目的。土工格栅之所以能用于桥头跳车处理，是利用了格栅变形的连续性，及其高强、高弹、大变形特性，将交通荷载及上部土体的自重荷载部分地传递到桥台，并将荷载扩散到一个较大的范围，从而降低对其下部土体的压力，减小台背填土的总沉降，并将台背与填土交界部位的阶梯状沉降变为连续渐变沉降。[4]

（三）灌浆法

灌浆法即为在桥头路堤段关注水泥浆，注浆加固机理是：水泥浆具有产生胶结力的化学反应，把土粒连结在一起，使土体整体结构加强；填充在孔隙中的浆液凝固后，因具有不同程度的刚性而能改变对外力的反应机制，使岩土的变形受到约束；浆液在化学反应过程中，

与岩土中的元素进行离子交换，从而形成具有更加理想性质的材料。地基处理中，灌浆工艺可归纳为渗透灌浆、压密灌浆、劈裂灌浆、电动化学灌浆四类，其中压密灌浆可用于非饱和土体，以调整不均匀沉降进行托换技术。压密注浆过程中，随着土体的压缩和浆液的挤入，将在压浆点形成“浆泡”，并因浆液的挤压而产生辐射状抬力，从而引起地层局部抬动及隆起，能使下沉的建筑物回升到相当精确的范围，以达到纠偏的目的。[5]

处置效果及特点

（一）DCG 工法可在不破坏构筑物结构的情况下施工，对消除桥头跳车现象，恢复桥头搭板的设计功能，加固地基等方面效果明显，是整治公路桥头跳车病害的快捷有效的方法。[3]

（二）实践证明应用土工格栅可以很好地解决软土地基问题及桥头跳车问题，甚至是软土地基上的桥头跳车这种更复杂的问题。[4]

（三）工程实践证明：通过压密灌浆施工，有效地治理了桥涵头的跳车病害。且灌浆法工艺简单、易于操作、便于推广，为今后治理类似的桥涵头跳车病害提供了经验。[5]

展望

综上所述，实践及试验研究均表明各种预防及处理桥头跳车的措施均有较好的效果，各有特点。

目前，一般采用以容许工后沉降量为指标来控制引道土体工后沉降量的方法。日本道路协会建议连接桥梁的填土路堤中心处铺筑路面后3年内的容许剩余沉降量，希望不超过10～30 cm；我国交通部重庆公路科学研究所在有关研究报告中指出，对于高级路面铺后20年内，邻近人工构造物路段容许工后沉降值定为10～20 cm较为适当。我国已建和在建高速公路桥头引道基本上以容许工后沉降量为指标，控制标准为10 cm。目前，主要是通过对桥头行车状况调查提出有关控制标准的建议。Daniel等人[2]根据美国、加拿大公路部门和研究所在20年间对800多个桥头现场调查研究资料分析后认为，对于设置长度为6.1 m至9.1 m的桥头搭板，引道与桥台沉降差接近2.54 cm左右时，不会造成桥头跳车。研究人员根据对沪嘉高速公路9年的跟踪调查取得的观察资料研究后，建议由工后沉降量造成纵坡变化率控制在0.2%～0.3%之内，则会避免高速行车时有跳车感觉。叶见曙等对设置桥头搭板的问题进行了探讨并给出了得到引道土体容许工后沉降量的计算公式，其中考虑了桥头的沉降、桥梁不均匀沉降引起的桥面倾斜，一般不引起跳车的容许搭板倾斜度。对于其它处理措施的效果也应深入研究控制沉降的标准[6]。

参考文献

[1] 冯忠居,方贻立,龚坚城,朱建斌. 高等级公路桥头跳车的危害及其机理的分析. 西安公路交通大学学报,1999,4(19):33～35

[2] 旺珍. 公路桥涵跳车病害原因分析与防治措施. 大学学报,2009,2(24):85～87

[3] 蔡广平. DCG 工法在桥头跳车整治中的应用.城市道桥与防洪,2009,5:143～145

[4] 田小革,应荣华,张起森. 应用土工格栅处理软土地基上的桥头跳车问题. 岩土工程学报,2000,6(22):744～746

[5] 隆威, 邓君君,吴晓恩. 压密灌浆技术在桥涵头跳车治理中的应用.路基工程,2008,3:176～177

[6] 叶见曙.桥头引道工后沉降控制标准的研究.东南大学学报,1997,3(27):12～16.