橋梁工程中橋頭跳車問題的探討

趙海森

摘要:本文通過對公路工程橋頭跳車這一通病的產生原因進行深入分析,通過從施工、設計等各相關方面找原因,來制定相應的防范措施,從而來達到降低跳車發生頻率及減少橋頭沉降程度之目的。

關鍵詞:橋梁工程;橋頭跳車;技術分析

橋頭跳車問題,一直以來,成為了擺在千千萬萬公路工程建設者、管理者面前一道禁而不止的老話題。它這所以不能為代代工程建設者所遺忘、所忽視,是因為到目前為止,至今還沒找到一個可以足以徹底解決它的辦法。它就象一顆埋藏在路線上的炸彈,隨時都可能成為引發一起起惡性道路交通事故的肇事者,時時刻刻在威脅著過往車輛的行車安全。對此,作為公路建設部門、養護管理部門,我們完全有責任、有義務去面對它,去想方設法解決它。我們不應該讓它就一直這么存在下去,所以,只有從公路工程開始組織建設的第一道環節起,我們就必須去考慮它,去分析它。下面,就讓我們先來了解一下,幾種容易引起橋頭跳車的產生原因。

1 橋頭跳車原因分析

1.1 施工過程控制不嚴:

施工工序不符合要求,若臺背填筑速度過快,沉降也較快,對臺背擋土墻等構造物的擠壓相對較大。如果臺前護坡或擋墻砌筑不及時,則可能引起土體滑移,影響壓實機械作業效果,嚴重時還會危害橋基。臺背填土時,施工面窄而工期要求又較緊,靠近橋面部分的填土平面形狀不規則,如果缺乏適當的壓實機具,采用人工夯實,則密實度難達要求;即使有壓實機械,由于受地形、便道、作業面及機械等的限制,橋頭填土壓實密度亦很難達到要求,特別是臺墻后側及翼墻內側填土,達到壓實密度要求更有一定的難度。沒有嚴格按“三分法”(分層填筑、分層碾壓、分層檢測)施工,沒有嚴把填料質量關等也會引起橋頭跳車。

此外,橋臺臺背路堤壓實度不滿足要求,在公路工程建設中臺背填土普遍存在壓實不足的問題,這是造成路橋過渡段不均勻沉降的基本原因之一。此外,在公路營運過程中,路基在車輛荷載以及自然因素作用下,會形成土基塑性變形的積累,導致路橋間的差異沉降,從而影響高等級公路路面的平順程度。

1.2 橋頭引道軟土地基處治不佳

施工圖設計時,地質鉆探布孔過少,鉆探深度不夠,未能及時發現軟基存在,或者未能準確探明軟基范圍和深度,軟土的物理力學性質,等等,導致橋頭路堤軟土地基處治遺漏,或采取的處治方法不恰當。此外,采用的軟基處治理論計算方法和選用的計算參數與軟基實際情況存在一定差距,不能滿足JTJ017-96《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》(以下簡稱《規范》)的技術要求。在橋頭引道,由于存在軟土地基,橋臺臺背路堤施工時填土壓實不足,雨水侵蝕造成路堤填土流失和強度降低,這是造成路橋過渡段路堤沉降的主要原因。然而,橋臺基礎設計是按規范容許沉降值實施控制設計,一般情況下實際發生的沉降值較設計時小。因此,路橋過渡段的結構設計主要是做好沉降防治等路橋順接構造物的設計。

1.3橋頭引道過渡段結構設計不周

橋頭引道路基工程中,搭板結構采用較多。然而,設置搭板以后的橋頭跳車現象仍然嚴重,橋頭搭板斷板現象較為普遍,分析其設計原因,有下述情況。

根據橋梁的長度,橋頭設置搭板長度劃分為:大中橋,搭板長度為8m;小橋、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板長度為5m。然而,橋頭引道路堤處于高填方路段,軟基路段橋涵結構與橋頭路堤相對沉降量大,由于搭板長度不夠而起不到順接作用,行駛車輛通過時必然出現橋頭跳車現象。

搭板設計根據支承在彈性地基上的板計算,未考慮臺背路堤沉降,雨水沖刷帶走臺背填土等原因造成搭板與臺背路堤脫空的不利受力狀態。結果形成搭板設計強度不足,產生斷板,引起橋頭線形突變,誘發車輛跳車現象。

橋頭搭板處理目前尚沒有定型的設計計算方法,公路橋涵設計規范也沒有明確規定。

工程實踐中,橋頭搭板一般不作專項設計。但合理地處治軟土地基,實施臺后填土壓實是消除路堤填筑土體沉降的條件,而可靠的搭板設計是解決橋頭跳車的重要保證。

1.4 橋頭引道路堤邊坡防護措施欠妥

對橋臺處于長期浸水路段,通常采用漿砌片石護坡。而其他橋臺路段,只在錐坡范圍設置漿砌片石護坡,臺背設置方格網草護坡或草皮護坡。從公路續建、水毀和收尾工程勘查過程中發現,許多橋頭路堤沉降比較嚴重的地方,往往伴隨錐坡和護坡水毀。分析其原因,主要是因為廣東省處于沿海地區,臺風和暴雨頻繁,雨水對道路的沖刷和侵蝕比其他地區嚴重,方格網草防護等路堤邊坡防護措施未能起到作用。因此,在行駛車輛長期反復作用下,橋頭引道過渡段填土塑性變形,誘發橋頭路堤不均勻沉降,出現橋頭跳車現象。

2 橋頭跳車防范對策

2.1 加強臺背所在位置的地基處理

處理好臺背軟弱地基,是控制橋頭跳車的重要措施。對軟基處理目前國內已有不少處理方法,如排水固結法、換土法、振動碎石樁法等,都是行之有效的方法。可以根據實際情況應用,以改善地基性能,提高地基承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。同時,考慮到橋頭大多為高填土施工,故在橋頭可考慮采用材質較輕的粉煤灰填筑,且應控制好填筑寬度,嚴禁因填筑寬度不夠進行貼坡,致遇雨期間引起滑坡,導致橋頭路基不穩而沉降。如在漕俞路高填土施工時,因遇暴雨引起滑坡現象,致外側3m范圍內結構層開裂等現象。

2.2 提高橋臺背的壓實度

根據現行的公路路基施工技術規范的有關規定,臺背填土不低于同層路基壓實度的標準,某些公路建設管理部門還提出:重要部位(臺背填土也是其中之一)壓實度提高1個～2個百分點。

從理論上講,可以適當減小引道路堤的沉降量,對橋頭跳車有一定的改善。但受橋臺背地形狹小的限制,大型壓實設備無法作業,小型壓實設備能力有限,壓實死角、結構物邊沿處很難達到要求,形成欠壓實區。因此提高壓實度只是一種辦法,從根本上還解決不了橋頭跳車的問題。

2.3 設置橋頭搭板

采用橋臺搭板來防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變,通過設置橋頭搭板進行緩和過渡,將路面縱坡變化控制在容許范圍內,從而達到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長度要盡可能的長,填土高度越大,次固結引起沉降越大,要求搭板長度就越長。因此,僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也不是現實的。

2.4 采用土工合成材料處治

實踐證明:加筋可以明顯提高土體的承載能力。土工合成材料加筋發揮其抗拉強度,通過加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側面變形,從而達到提高土體承載力和抗剪強度,使之趨近于彈性范圍內工作。同時,使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個加筋層上,單位土體面積的受力減小。采用土工合成材料處治需要注意幾點:加筋設的長度最好等于橋臺的高度;橋頭路堤地基如果屬于軟弱地基,應先進行軟土地基處理,如選用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等方法進行處治,上設砂礫墊層,頂面鋪設土工布,并做好排水系統。然后進行路堤的填筑。

結束語

綜上所述,橋頭跳車的引發原因是多方面的,有可能由其中一個環節的設計疏忽或大意施工,就造成了日后導致它提前出現的潛在風險。因此,我們在公路工程進行設計、施工的整個過程,對每個環節、每道工序都必須認真對待、進行深入考慮、仔細分析,在建設過程中將這些大大小小的注意事項都控制好、都把關好。這樣,我們就做到了事前預防的目的,做到了事先考慮的目的。本人堅信,只要每一位公路工程建設者、管理者在進行橋頭部位的施工設計時,對橋頭跳車問題的處理及預防留有一顆慎對之心,保持一份認真對待的工作態度,并制訂一套切實可行的防范措施,橋頭跳車問題最終還是會得到改善和解決的。

參考文獻

[1]JTJ017-96,公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].

[2]雷進生.《控制減沉樁在防止橋頭跳車中的應用》.三峽大學學報.2006年2月.