淺談城市橋梁橋頭跳車成因及控制

張萬明

(浙江利越路橋建設集團有限公司,浙江 金華 322100)

中圖分類號:U448.15U445.7 文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)12-068-01

摘要:結合我市城市道路建設,分析城市橋梁橋頭跳車病害的成因機理,橋頭跳車常導致公路交通運輸功能無法得到滿足,誘發和加重了橋梁病害,并縮短了交通工具使用壽命,從而影響交通安全。介紹幾種常用的橋頭跳車處理方案,提出 一些有效的防治措施。

關鍵詞:橋頭跳車;地基處理;搭板設計

橋頭跳車現象是公路工程中普遍存在的一種病害.所謂“橋頭跳車”是指橋涵兩端一定范圍內路面相對橋面整體下沉,產生臺階,引起通過車輛跳起顛簸的現象.橋臺與臺后路堤的沉降差是產生橋頭跳車現象的根本原因,這種沉降差主要是由路堤過大的沉降量而引起。

橋頭跳車是指由于橋涵構造物與橋涵臺后的路堤之問的沉降差超過某一限定值造成汽車經過該路段時車輪產生上下振動的現象。一般認為當這種沉降差達到l.5cm后就會給司機、乘客帶來不舒適感。橋頭跳車不儀影響道路的服務水平,而且影響道路和橋梁的使用壽命。因此,有效地防治和控制橋頭跳車有著積極的意義。

一、橋頭跳車的成因分析

現行的橋涵規范中規定,簡支梁橋臺的工后沉降量的容許值為2.OL12 cm,跨徑小于25m時仍以25m計算。以25m跨徑的簡支梁為例,該橋臺的工后容許沉降為lOcm。而在實際的橋涵建設中,簡支梁橋臺的設計容許沉降量比規范中要小得多,特別是樁基橋臺的沉降量更小,通常為不超過3cm。而在軟土路堤設計與施工技術規范中規定,容許沉降量為:橋臺與路堤相鄰處≤0.10m;涵洞箱型通道處及過渡段≤0.20m; 一般路段≤0.30m。樁基橋臺的輕微沉降要比地基路堤的沉降小得多,而跳車的一個重要原因。

二、工程案例

選擇320省道某橋作為試驗工程。對上述兩座橋橋頭引道路堤進行了注漿加固處理。陸渡橋橋頭引道注漿孔深度9.0 m(從路面頂起算),注漿孔平面呈等腰三角形布置,為防止注漿過程中由于漿液的擠壓造成臺背損壞,臺背后第一排注漿孔距臺背頂面外緣1.5 m,注漿孔在臺背后引道路堤縱向75.0m 、橫向18.0 m(公路中線兩邊各9.0 m)范圍內布設,橫瀝橋橋頭引道路堤注漿孔深度8.0 m(從路面頂起算),注漿孔平面呈等腰三角形布置,為防止注漿過程中由于漿液的擠壓造成臺背損壞,臺背后第一排注漿孔距臺背頂面外緣2.0 m,注漿孔在臺背后引道路堤縱向8.0 m、橫向20.0 m(公路中線兩邊各10.0 m)范圍內布設,漿液配合比為水泥:水玻璃=100:5(重量比),水灰比為0.55～0.60.每立方米加固土體中32.5普通硅酸鹽水泥用量100 kg,水玻璃5。雙液孔水玻璃增加5%(重量比),即每立方米加固土體中水玻璃用量10 kg。

三、橋頭跳車的控制措施

1.地基處理

對橋臺背軟弱地基進行處理 是控制橋頭跳車的重要手段。軟土地基處理的方法很多,如換土法、超載預壓法、強夯、減少附加應力法、排水固結法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、碎石樁法等等。實際運用中應結合實地情況,采用行之有效的方法處理軟土地基,改善地基性能,提高地基承載力,減少沉降。

同時應采取技術措施,設置透水層,清除原地面雜物,壓實度控制在90%以上,地基承載力滿足設計值,基坑回填用石灰穩定土和砂礫分層回填整實至原地面。

2.路基處理

(1)合理選擇填料

臺后填科應選擇內摩擦角較大壓縮沉降量小的透水性材料,如我們選擇強度高,易壓實,透水性好的砂礫土、石灰穩定土、卵石土等填料。試驗表明灰土壓縮性比素土減少25%,壓實度提高2%,使填土壓實度提高95%,最終可減少沉降量12%。臺后填料也可選擇輕質填筑材料如粉煤灰等,通過減少自重,達到減少沉降的目的。

(2)減少工后沉降

施工期間臺后路基范圍內不允許做施工場地.故橋臺施工保養完畢后.應馬上開始橋臺臺背后的填土工作,盡量增加橋頭填土的沉降期,減少其工后沉降。此外也可采用超填預壓的方法。

(3)保證密實度要求

為保證臺背及臺前填土質量,根據臺背填土工作作業面小這一實際情況,嚴格控制每一層壓實厚度不得大于l5厘米.壓實機械要臺理配置. 并配備氣震,保證基坑及死角處的壓實度要求 特別是對橋臺墻后側及翼墻內側難以達到規范要求處,應翻挖再回填細式砼。

3.合理安排施工工序

樁基施工時應先橋臺,后橋姆。盡早進行臺后填土,堿少工后沉降。為保證橋臺臺后填土壓實度要求,應先將臺后填填至臺帽底面標高,再澆注帶搭板牛腿的臺帽。為使伸縮縫與兩側橋梁及臺帽標高一至,不發生錯臺,在施工時就必須由生產廠家專業隊伍安裝伸縮縫,根據不同的溫度.采用不同的預伸縮量。要求鋪筑路面時先將伸縮縫預留槽臨時用瀝青填筑,路面一次鋪筑,再對預留槽進行切縫,安裝伸縮縫。

4.橋頭搭板的設置

路基沉降在匠度和寬度方向上均有不均勻沉降,設置橋頭搭板可使其產生的較大沉降逐漸過渡到橋臺所在地段,搭扳的長度可根據臺后填土破壞棱件的長度來確定,與道路路堤填筑高度成正比,并與土基狀況有關。經計算一般情況下填土高5米以內搭板高度定為8米,板厚30厘米;填土高度太于5米,搭板長度定為l0米,板厚35厘米。當橋粱為斜交時,應加設鋼筋混凝土漸變扳, 漸變扳一端擱置于枕粱上與搭板連接,其余直接置于路基上。漸變板塊數視橋梁斜交角度大小而定,大于75度設1塊,75～45度設2～3塊,小于45度設3塊板以上考慮到受力關系, 漸變扳的短邊長度不小于5米,長邊不大于l0米。

為防止搭板下路基下沉、措板斷裂和縱向移位,應在搭板下澆筑素砼墊層,提高措板底層的強度。在橋臺背墻上預埋鋼筋錨栓,牽制搭板縱向移位。搭板及枕粱設計較為復雜。搭板按兩端支撐的簡支板進行內力和配筋計算,其面層可以按構造配筋。而在實際運行中,當荷載作用在搭板上時,路基并沒有全部與措扳低面相脫離, 尚對其有一定的支撐作用,扳頂有可能出現拉應力. 這種復雜的受力過程,設計時難以從全面考慮,配筋與實際會有出入,因此對面層筋要適當放大。枕粱按地基梁計算.關鍵在于確定地基反力的分布規律,再通過有關理論和方法加以解決。到目前為止,關于彈性地基上結構計算理論,雖然不少,但不很完善,備種理論只是部分地不同程度地反映地基性質。因此只是在一定范圍內比較符合實際,在具體運作過程中,應根據實際情況,考慮各種外界因素,加以綜臺考慮。

四、小結

(1)對橋頭地基進行處理是非常必要的,工程中應結合經濟、安全、工期、土質等實際因素選擇合理的處理措施及施工方法;

(2)通過對橋頭引道路堤填土和其地基土注漿處理,可改善其力學性質,處理后比處理前的輕便動力觸探(N10)平均提高了1.47倍。

(3)注漿加固處理后,有效減少了橋頭跳車程度,通過一年的實測,沉降量很小。

(4)橋頭跳車是由于橋臺臺背填土在行車荷載作用下塑性變形的積累和固結沉降以及地基自身的壓縮變形引起的,而施工質量不高又加劇了跳車現象的產生,因此,施工質量也必須嚴格把關。?