公路橋頭跳車的成因分析及處治措施

賈祥愛

（唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，河北唐山063000）

1 橋頭跳車對道路通行的影響和危害

近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，交通事業(yè)得到了良好的發(fā)展機(jī)遇，各地公路建設(shè)如火如荼，但是道路病害也日益增多。其中，最為典型的一種病害就是橋頭跳車。所謂橋頭跳車是由于公路橋頭及伸縮縫（橋頭引道）處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺階引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。公路橋頭跳車問題是多年來一直困擾著公路建設(shè)者的一道難題。

橋頭跳車的影響和危害主要有以下幾個方面：

（1）橋頭跳車顯著降低汽車行駛速度，使公路的使用功能和通行能力受到很大影響。

（2）橋頭跳車使車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍和沖擊，從而對橋涵和路面造成額外的沖擊荷載，使司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴(yán)重的還會造成行車事故。

（3）橋頭跳車加速橋臺、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，投入使用的公路由于橋頭跳車導(dǎo)致的維護(hù)費(fèi)用和管理難度的增加，直接影響了公路的使用壽命。

（4）跳車時(shí)的沖擊力會對車輛產(chǎn)生不利反力，增加車輛的振動和機(jī)械磨損和輪胎的磨耗，油耗增大，也加快了車輛本身的損壞，增加運(yùn)輸成本，影響社會效益。

2 橋頭跳車的成因分析

橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因是構(gòu)造物與其兩端路基的沉降差，其產(chǎn)生和形成是多方面的，包括地基條件、設(shè)計(jì)不完善、施工不合理等。

詳細(xì)分析成因，主要包括以下幾個方面。

2.1 橋頭路基地基未處理好

橋涵構(gòu)筑物與路基大都是同年平行進(jìn)行施工的，橋涵是剛性體，其地基強(qiáng)度一般都有較高的要求，并進(jìn)行加固處理，沉降較小或不沉降，而橋頭路基一般位于天然地基上，如果在填土前不做處理或處理不徹底，在路基土的重力作用下將產(chǎn)生極大變形，這樣就使橋臺和臺后填方產(chǎn)生差異沉降變形，以致形成臺階，造成跳車現(xiàn)象。

2.2 壓縮沉降

臺背的填筑在設(shè)計(jì)上要求是透水性好的材料，施工時(shí)對臺背的回填土未能慎重考慮，施工人員用料不當(dāng)、控制不嚴(yán)，填料選用沉降性較大的軟土或自然土，導(dǎo)致壓實(shí)度達(dá)不到要求，再加上施工時(shí)受作業(yè)面的影響，施工機(jī)具不能靠近臺背，這樣，有的地方就出現(xiàn)了死角，不能碾壓。在車輛荷載的重復(fù)作用下和自身的重力作用下，產(chǎn)生了壓縮沉降，由此產(chǎn)生了跳車。

2.3 臺背填土含水量大

由于施工在雨季等不利季節(jié)，土本身含水量過大，雖然在臺背回填土中也滲入了石灰、水泥等改善材料，并設(shè)置橋頭搭板，但最終還是因填土達(dá)不到實(shí)壓標(biāo)準(zhǔn)，引起較大變形，造成跳車。

2.4 路面滲水

路面水滲入路基或路面積水沿臺背滲入路基，造成路基土軟化、水土流失，引起橋頭引道路基下沉，造成跳車。另外，橋頭路基兩側(cè)排水不暢，使雨水侵入路基，導(dǎo)致填方土體軟化，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生沉降，也容易造成跳車。

2.5 設(shè)計(jì)不完善

設(shè)計(jì)人員有時(shí)對施工過程如何便于碾壓考慮不周，對于填料的要求不嚴(yán)格，臺背排水考慮欠佳，有時(shí)地基處理設(shè)計(jì)沒有充分考慮各種特殊情況。路堤填筑特別是高填方路堤填筑，要充分考慮好沉降和與橋臺的銜接是否合理。如果在設(shè)計(jì)上只是對路基斷面結(jié)構(gòu)和邊坡防護(hù)有所考慮，而對高路基設(shè)計(jì)上并無特別的要求，在填筑以后受到自重和行車荷載的作用，路基土必然要產(chǎn)生豎向變形值。

3 橋頭跳車的處治措施

橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因是橋梁構(gòu)造物與路基存在著沉降差，想要完全消滅沉降差幾乎是不可能的，只有從設(shè)計(jì)、施工等多方面采取各種防治措施，把沉降差降低到最小，使其控制在設(shè)計(jì)行車速度下，以滿足使用要求。

具體的處治措施主要有以下幾個。

3.1 地基加固處理

路基敷設(shè)于天然地基上，自身荷載較大。要求地基應(yīng)具有足夠的承載能力，以保持地基穩(wěn)定，同時(shí)，也為消除橋臺和臺后填方段的差異沉降變形，需要對地基進(jìn)行加固。對一般地基可采取加固土的方法進(jìn)行加固處理，對軟土、濕陷性黃土等特殊地基，需進(jìn)行適用于各自特點(diǎn)的特殊地基處理方法，如換土、強(qiáng)夯、輕質(zhì)路堤和粉噴樁等方法，以改善地基，提高承載力，減少工后沉降。

3.2 合理選擇臺背填料

臺背填料應(yīng)在現(xiàn)場擇優(yōu)選用。

（1）對軟土地段采用粉煤灰等輕質(zhì)材料填筑路堤。

（2）選用內(nèi)摩擦較大的粗顆粒，強(qiáng)度高、壓實(shí)性好、透水性好的填料。如砂卵石、碎石土、石渣等材料。條件允許的可采用穩(wěn)定土材料。

（3）不準(zhǔn)采用高塑性粘土填筑橋頭路段。

（4）在橋頭路堤任一高度的平面內(nèi)不應(yīng)采用不同填料填筑(不同層次可用不同的填料)。

（5）臺背回填嚴(yán)禁采用腐殖土、鹽漬土、淤泥、白堊土、硅藻土和凍土塊。填料中不應(yīng)含有機(jī)物、冰塊、草皮、樹根等雜物及生活垃圾。

3.3 嚴(yán)格控制壓實(shí)度

施工過程中盡可能擴(kuò)大施工場地，以便充分發(fā)揮一般大型填方壓實(shí)機(jī)械的使用，認(rèn)真施工，給予充分壓實(shí)，每層壓實(shí)厚度不應(yīng)超過規(guī)定厚度。在不能用大型機(jī)械壓實(shí)的情況下，要用小型振動壓路機(jī)，壓路機(jī)碾壓不到的死角應(yīng)使用打夯機(jī)配合人工壓實(shí)，保證每層壓實(shí)度不低于96%。對臺背及柱式、肋板式橋臺的臺身周圍和橋頭引道填土的壓實(shí)度按設(shè)計(jì)規(guī)范再提高2個百分點(diǎn)，分層取樣測定其壓實(shí)度，并由試驗(yàn)得出橋頭路堤的工后沉降量，以此來確定以后工序所應(yīng)采取的措施，以便于橋頭搭板長度所適應(yīng)的工后沉降差相一致。

3.4 設(shè)置橋頭過渡段

公路橋梁設(shè)計(jì)一般均采用加設(shè)鋼筋混凝土搭板方式進(jìn)行過渡。考慮到橋臺與臺背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)帷⒚浛s等方面存在的差異，設(shè)置搭板可以將橋臺與臺背路面之間沉降變形分散到搭板兩端，從而提高路面的抗變形能力，有效地消除跳車現(xiàn)象。

搭板的一端支承在臺背上，用錨栓固定，另一端可直接置于石灰穩(wěn)定土或路面基層上，不設(shè)枕梁。搭板長度依據(jù)設(shè)計(jì)行車速度、路堤填土高度及預(yù)計(jì)的橋臺與臺后填土的工后沉降差的大小來確定。搭板的受力形式多種多樣，在頂、底面配置足夠數(shù)量的受力鋼筋，搭板的下面設(shè)不小于2m厚的石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層，石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層應(yīng)在兩則鋪至邊坡面處，并順路方向鋪至搭板外2～3 m。

3.5 重視橋頭排水設(shè)計(jì)和施工

橋頭填方路基應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施或防護(hù)設(shè)施，保證雨水順利排出。基層還應(yīng)設(shè)置滲水層或排水溝，當(dāng)有地下水或滲入水時(shí)能順利排出。對于路堤與臺背結(jié)合部，應(yīng)設(shè)有上下貫通的完整排水系統(tǒng)，填料應(yīng)以透水性材料為主，把橋頭下滲水迅速排出路堤。

臺背回填前應(yīng)做好防水處理及施工現(xiàn)場的排水工作；排水層與一般填料同步填筑碾壓，邊溝排水保持暢通，不準(zhǔn)積水；邊溝、護(hù)坡道橋頭錐坡的防護(hù)。應(yīng)在地基沉降基本穩(wěn)定或預(yù)壓結(jié)束后進(jìn)行，以免由于沉降，使防護(hù)變形、破壞，影響加固效果。

3.6 采用土工格柵處理臺背回填

土工格柵是一種新型的土工合成材料，抗拉強(qiáng)度較高，具有良好的水穩(wěn)性，對路基土粒間存在一定的約束作用。土工格柵伸縮自由、可折疊，使用時(shí)將其張開在格柵內(nèi)充填土石等材料，利用填料與格柵產(chǎn)生的摩阻力和格柵本身對填料的約束力，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制能力和大剛度的結(jié)構(gòu)體。試驗(yàn)表明，土工格柵加筋砂墊層能夠明顯提高橋臺的剛度和承載力，減少地基的總沉降，因此土工格柵常被用來處理橋臺地基，并取得了很好的工程效果。

3.7 完善施工工藝

（1）臺背回填應(yīng)注意結(jié)構(gòu)物兩端對稱填筑施工。臺身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，方可進(jìn)行填土。回填區(qū)仍要求采用大型壓路機(jī)碾壓，嚴(yán)格控制每層填筑厚度、碾壓遍數(shù)，并對每層填筑質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格檢測。

（2）若有條件的話，最好是臺背后面的路基先于結(jié)構(gòu)物施工，等沉降穩(wěn)定后開始結(jié)構(gòu)物施工。橋頭臺背回填應(yīng)注意與路堤的連接處的處理。過渡段路堤填筑施工應(yīng)編制專門的作業(yè)指導(dǎo)書，按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，合理安排施工計(jì)劃、填料質(zhì)量要求、施工操作工藝、自檢內(nèi)容和要求等。

（3）合理安排施工工期，橋面鋪裝和橋頭引道路面面層應(yīng)在路基和路面基層完工后，間隔一段時(shí)間（最好在6個月以上或越過一個雨季）再同時(shí)鋪筑，使得路面面層鋪筑時(shí)路堤沉降能基本完成，以減小工后沉降差。 為使臺背填土可以盡早開始，可以在立柱、樁基等施工安排中，先安排橋臺再做其它中間橋墩。

4 結(jié)語

橋頭跳車是一直困擾公路修建和使用的一個關(guān)鍵問題，特別是高等級公路，線性指標(biāo)高，橋涵構(gòu)造物較為密集，而路基的地基和橋涵基礎(chǔ)抗變形能力差別較大，沉降速率與沉降量也往往相差懸殊，加之行車速度高，橋頭跳車問題尤為突出。

要治理橋頭跳車首先要研究其產(chǎn)生的原因，提出適當(dāng)?shù)奶幹畏椒ǎ⑶乙袑?shí)可行，便于施工。解決好橋頭跳車問題，公路的使用壽命就能夠延長，公路的社會效益也就更能夠得到發(fā)揮。

[1]楊文淵，徐年編.橋梁工程師手冊[M].北京：人民交通出版社.

[2]公路施工手冊《橋涵》[M].北京：人民交通出版社，1985.

[3]JTJ033-95，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]高燕希，陳永福，張起森.Netlon土工網(wǎng)在公路橋臺跳車處理中的室內(nèi)試驗(yàn)研究與分析[J].長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，（03）.

[5]陶世群.高等級公路橋頭跳車的研究[J].中南公路工程，2000，（02）.