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桥头跳车问题的原因与处理

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摘要:公路建设中为保证行车的舒适与安全。除对路面质量提出高要求外,桥头跳车是急待解决的问题。桥头跳车严重影响行车安全,由于车辆行驶速度快,桥头跳车容易引起驾驶失控,造成交通事故。桥头跳车目前是我国道路质量通病的一种,特别是近年来我国高等级公路的迅速发展,桥头跳车现象尤为普遍。桥头跳车不仅严重影响行车的速度、安全、舒适,同时对汽车产生危害,降低车辆的使用寿命,而且由于产生过大的冲击荷载,从而对桥涵结构造成危害,影响正常的工作性能,并且对桥涵与路面连接处造成频繁破坏。因此,解决的办法是选择易于压实而且压实后在自重应力和荷载作用下沉降变形小的材料作为回填材料,科学地确定最大干密度,合理检测压实度。以确保工程质量。综合分析和讨论桥头跳车问题,提出防治桥头跳车处理措施,对我国公路建设有着重大的理论和现实意义。

关键词:桥头;跳车;原因;防治

一、桥头跳车的原因分析

所谓“桥头跳车”就是指桥头处由于桥台和路堤出现台阶,致使行驶中的车辆在这一区域产生颠簸、跳跃的现象。

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。就城市道路路况而言,主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降,产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异,且桥头连接处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下,桥梁与道路同时发生沉降,但两者的沉降量有很大差异,道路的沉降量远大于桥梁的沉降量,形成错台,导致行车时发生桥头跳车。桥台基础一般都作了加固处理,沉降量很小,建成后的桥台沉降可视为零。而路堤填土因其固有的压缩徐变性质,即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降,需较长时间后才能趋于稳定。台后路堤的沉降量主要由天然地基沉降和填土沉降两部分组成。在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下,路基填料逐渐被压缩,孔隙率降低,密实度逐渐增大,从而产生路堤填土沉降。

在桥涵与路堤的连接部位,由于存在缝隙,雨水会沿缝隙渗透,下渗水对桥台一般不产生破坏作用,但对土类填料易产生浸蚀和软化,特别对填方体压实不够,易产生侵蚀和软化,降低强度,导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下造成桥头路基沉陷。桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同形式,其工后沉降差异很大;对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其效果也大不一样;在考虑桥台结构时,往往忽略桥台与路堤的恰当衔接部位有的设计接缝,有的设计连续铺装,由于路基不均匀沉降的存在,在使用过程中必然形成裂缝。虽然有考虑设置搭板调节连接部位的不均匀沉降,但对承受搭板一端的路堤部位未进行处理,让搭板一端直接置于一般土基上,从而在那里形成凹陷,以致搭板滑落。再则,设计对桥台与路堤相邻的沉降差考虑较多,而对桥头竣工后沉降引起的纵坡变化注意不够,造成桥头段纵坡不顺,在突变点往往形成台降,以致出现跳车现象。

施工工序不符合要求,若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥基。台背填土时,施工面窄而工期要求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,如果缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度难达要求;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。没有严格按“三分法”(分层填筑、分层碾压、分层检测)施工,没有严把填料质量关等也会引起桥头跳车。

二、桥头台阶形成和产生的原因

桥头台阶形成和产生的成因是多方面的,包括设计、施工、监理、地基条件、台背填料等方面。设计原因表现为:对桥头沉陷病害缺少足够的重视,未按规范要求进行设计;勘察资料不完善或不准确,使得在设计过程中忽视了对不良地基进行特殊处理的要求;设计单位缺乏软基处理经验,基底设计不当或设计不合理;设计单位对施工过程如何便于碾压考虑不周,对台背填料未作严格的要求,台背排水和防护系统设计不完善。

施工原因表现为:对桥头沉陷病害缺少足够的重视,未按规范要求进行施工;受工期限制,实际施工过程中先抢修桥涵,后填筑路基,这种工序安排的不合理,使得台背回填在最后进行,造成填料压实度难以达到规范要求,无形中为台背填料沉陷埋下了隐患;施工人员素质较差,对施工中存在的缺陷(如弹簧、起皮、松散等)未做及时处理;机械配置不合理,使填料压实度难以达到规范要求。监理原因具体表现为:对桥头沉陷病害缺少足够的重视,未按设计、规范对施工进行严格要求。

三、桥头跳车的处理及质量控制

桥涵构造物应允分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题,选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程,尽量避免大河面小跨径桥涵。处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法,如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。桥头大多为高填土施工,故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑,且应控制好填筑宽度,严禁因填筑宽度不够进行贴坡,致遇雨期间引起滑坡,导致桥头路基不稳而沉降。如在漕俞路高填土施工时,因遇暴雨引起滑坡现象,致外侧3m范围内结构层开裂等现象。

桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,便于控制压实质量,减小路基压缩沉降;同时,选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡,可采取设置枕梁和搭板和设置变厚式埋板的措施。

由于路基与桥台本身所用材料的不同,决定了它们的竖向位移、塑性变形以及对外部环境改变的相应差异,桥台要比路堤小很多。路桥过渡段作为柔性路堤与刚性桥台的结合部位,在结构上是塑性变形和刚度的突变体,而由散体材料组成的柔性路提发生变形是不可避免的,因此,必须从过渡段的地基条件、软基的处理方法、填料的选择、压实标准、质量检测上采取措施,以减少两者间的塑性变形差,实现平稳过渡。

桥涵台背路堤填料一般全是填土,碾压质量不易控制,其压实度达不到设计要求。即使施工时压实度全部达到设计要求,但因运营时路堤填土本身的自重和动荷载的作用,也将使路堤填土进一步压缩变形,使得路桥过渡处出现沉降差。桥涵台前的防护工程由于受到水平土压力的作用,将产生一定的水平位移。这一水平位移将会导致路桥过渡处路堤出现沉降变形。

由于台背回填处于构造物与路堤之间的缺口处,大吨位压路机又不能靠近构造物激震,只能用小型打夯机夯实或压路机静压。台背回填施工具有结构层次较多的特点,层层检查;填料要求够均匀,控制最大干密度;第三,对台背回填整体内质量快速、准确的检验方法和标准;施工时工期或工序安排有序,很好地控制台背填土的压实质量,致填料压实度满足设计和规范要求。(作者单位:内蒙古交通职业技术学院)

参考文献

[1]蒋功雪;应用“刚柔过渡”原理治理桥头跳车质量通病[J];湖南交通科技;2002

[2]蒋应军,李明杰,达;石灰粉煤灰在台背回填中的应用研究[J];公路交通科技;2005

[3]彭静;浅谈桥头跳车的几项预防措施[期刊论文]-科技资讯2009(9)