公路橋梁橋頭跳車的分析與防治

吳秋福

摘 要：結(jié)合我國公路建設(shè)現(xiàn)狀，研究分析公路橋梁橋頭跳車病害的各種成因，介紹幾種常見的橋頭跳車的處理方案，提出一些有效的防治橋頭跳車的措施。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車；跳車分析；地基處理；設(shè)置搭板；施工控制

1 定義及危害

1.1 定義

橋頭跳車就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(tái)階而引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象。當(dāng)這種高差達(dá)到110mm以上后就會(huì)使過往的車輛產(chǎn)生跳躍。

1.2 跳車危害

橋頭跳車的主要危害表現(xiàn)為：（1）影響行車安全、降低行車速度。（2）車輛通過時(shí)，司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，可能導(dǎo)致車輛阻塞甚至發(fā)生交通事故。（3）增加車輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和加速橋梁及路面的病害產(chǎn)生。

2 橋頭跳車成因分析

引起橋頭跳車的主要原因有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。橋梁與道路同時(shí)發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量。橋梁完工時(shí)，沉降就基本穩(wěn)定：但高填土路堤的剛度很小，在車輛荷載的反復(fù)作用下產(chǎn)生較大的塑性變形，當(dāng)這種沉降變形達(dá)到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象。這是產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因。

2.1 地基沉陷

橋梁通常橫跨溝河，地下水位較高，這類土天然含水量大于液限，孔隙比大，常常含各種有機(jī)質(zhì)，可壓縮性較高，抗剪強(qiáng)度較低，車輛在路面運(yùn)行，這類土天然結(jié)構(gòu)遭受破壞，抗壓強(qiáng)度就降低，橋頭一般路基填筑高度較高，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大，在車輛荷載作用下，就更容易引起地基沉陷，造成路面高程下降，而橋臺(tái)高程不變，這種變形往往持續(xù)幾十年，這是引起橋頭跳車的主要原因。

2.2 路基壓縮沉降

路基在自重和汽車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生較大變形，這種變形包括壓縮沉降與側(cè)向變形，這種變形不斷積累，形成橋頭的沉降差。臺(tái)后填料多是透水性較好的材料，孔隙率大，并且受施工作業(yè)方面影響，不能全部消除填料顆粒間孔隙，在車輛荷載和自身重力反復(fù)作用下，填料顆粒間空隙不斷被壓縮，孔隙率不斷減少，于是頂面就產(chǎn)生沉降，當(dāng)沉降量達(dá)到一定程度，就造成車輛經(jīng)過時(shí)跳車。

2.3 施工不規(guī)范

目前，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)下，有些施工隊(duì)伍素質(zhì)不高，光追求高速度，高效益，施工時(shí)不嚴(yán)格按照施工規(guī)范作業(yè)，填土速度過快，沒有嚴(yán)格控制每層填土厚度，沒有嚴(yán)格按照施工方案碾壓、每層壓實(shí)度檢測(cè)頻率不夠，壓實(shí)度不能夠全部滿足設(shè)計(jì)要求；填筑材料沒有把好質(zhì)量關(guān)，含有較多的有機(jī)雜質(zhì)或不同的土質(zhì)混合填筑；排水措施不當(dāng)，造成局部含水量較高；壓實(shí)機(jī)具不配套，橋臺(tái)背后施工空間小，大型壓實(shí)機(jī)具的使用受到限制，不能無限靠近臺(tái)帽、耳墻，存在施工死角，橋臺(tái)背后的填土不能達(dá)到要求的壓實(shí)度。這些施工不規(guī)范的因素使填土不穩(wěn)定，完工后沉降量還較大，并且沉降不均勻，這也是造成橋頭跳車現(xiàn)象主要原因之一。

2.4 橋頭路堤滲水破壞

橋頭的差異沉降容易造成路面開裂，路面水順著裂縫滲入路基，造成路基填土含水量過高，受浸泡的路基強(qiáng)度指標(biāo)下降，土基軟化，造成路基下沉，導(dǎo)致跳車。同時(shí)還易發(fā)生唧泥等形式的破壞，跳車又加大了車輛荷載對(duì)路面和路基的沖擊力。如果養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)，這種惡性循環(huán)會(huì)使破壞程度不斷加劇發(fā)展。

3 橋頭跳車病害防治措施

3.1 地基處理

不同的區(qū)域，地基土的各種指標(biāo)不同。為能最大限度的消除橋頭跳車現(xiàn)象，對(duì)橋頭地基進(jìn)行有效的處理是非常必要的，地基的處理方法多種多樣，用得比較多的有以下幾種方法。

3.1.1 換土墊層法

（1）灰土墊層：適用于地下水位較低，基槽經(jīng)常處于較干燥狀態(tài)下的一般粘性土地基的加固。

（2）砂墊層和砂石墊層：砂墊層和砂石墊層是將基礎(chǔ)下面一定厚度軟弱土層挖除，然后用強(qiáng)度較高的砂或碎石等回填，并經(jīng)分層夯實(shí)至密實(shí)，作為地基的持力層。

3.1.2 夯實(shí)地基法，其中包括重錘夯實(shí)法和強(qiáng)夯法

擠密樁施工法包括灰土擠密樁、砂石樁和水泥粉煤灰碎石樁。

填土預(yù)壓法，等到沉降穩(wěn)定后，再進(jìn)行下步工序施工。

這些都是行之有效的方法。工程綜合考慮實(shí)際情況，選擇合適的處理方法，用來改善地基性能，提高地基承載力，減少地基沉降。

3.2 臺(tái)背填料的選擇

由于臺(tái)后路基壓縮沉降是橋頭跳車的主要原因之一。因此，選擇填料至關(guān)重要。選用壓縮性小，孔隙率大的填料，如半剛性填料、透水性的砂礫等，可以有效的減小臺(tái)背路堤的沉降量。透水性好、內(nèi)摩擦角大的材料能夠有效地減少壓縮沉降。（1）石灰、粉煤灰、碎石按一定比例混合就稱為二灰碎石，二灰碎石填料在我國應(yīng)用較普遍。（2）用低劑量（6%或8%）的石灰穩(wěn)定改善土進(jìn)行臺(tái)后填筑也能取得比較好的效果。（3）土工格柵處理路基填土。（4）在原地表設(shè)置碎石墊層，能夠及時(shí)排出路基內(nèi)多余的水分。不管用什么填筑臺(tái)背，臺(tái)背填料各層的壓實(shí)度是工程質(zhì)量的重要保證，臺(tái)背填料的每層壓實(shí)度至少要達(dá)到96%以上。

3.3 設(shè)置搭板

橋頭搭板的設(shè)置能有效減小橋頭跳車，通過搭板把地基的不均勻沉降量分散在搭板長(zhǎng)度范圍內(nèi)，路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到橋臺(tái)上，避免橋臺(tái)與路面臺(tái)階的出現(xiàn)。橋頭搭板有利于橋頭與路堤的平緩過渡，調(diào)節(jié)橋面、路面之間的不均勻沉降，在橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，效果較好。設(shè)置的搭板應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：（1）搭板的長(zhǎng)度中小橋一般為6-8米，大中橋一般為8-12米，寬度一般為距路緣石50厘米。（2）將橋頭搭板設(shè)計(jì)為一端簡(jiǎn)支、一端自由的地基粱，當(dāng)橋頭地基沉降時(shí)，其可以單獨(dú)支承路面上通行的車輛荷載。

3.4 施工控制

嚴(yán)格控制施工，是保證工程質(zhì)量的前提。在施工中，我們一定要做到以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)施工工序進(jìn)行合理安排，如果條件允許，先把橋臺(tái)處路基和錐坡填土完工，再施工臺(tái)樁基和臺(tái)帽，能有效保證路基壓實(shí)度。（2）控制好填料質(zhì)量，控制好填料的各項(xiàng)指標(biāo)。含灰量、含水量不合格的決不允許施工。（3）嚴(yán)格控制好每層填筑厚度，碾壓遍數(shù)，并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，特別是控制好壓實(shí)度，不要留任何死角。（4）臺(tái)背填料盡量選擇透水性好的材料。

4 結(jié)束語

（1）首先要保證原材料質(zhì)量關(guān)及生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)，尤其要對(duì)施工前材料進(jìn)行嚴(yán)格檢查，不合格混合料要堅(jiān)決棄掉。（2）橋頭地基處理是非常必要的，結(jié)合各自的實(shí)際情況，選擇最有效合理的處理措施及施工方案。（3）橋頭搭板設(shè)置能有效的緩和橋臺(tái)與路堤之間沉降差出現(xiàn)。（4）不嚴(yán)格按規(guī)范施工，會(huì)加劇橋臺(tái)與路堤的高差，因而加劇了跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生，所以，施工質(zhì)量也必須嚴(yán)格把關(guān)。橋頭跳車是一種成因復(fù)雜的病害，影響因素多種，這便需要設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位做到具體情況具體分析，各部門協(xié)調(diào)合作，制定切實(shí)有效的解決方案，使橋頭跳車時(shí)處理達(dá)到最好的結(jié)果，讓有限的資金發(fā)揮最大的效益。

參考文獻(xiàn)

[1]隋耀華，王曉峰，王桂堯.橋頭跳車產(chǎn)生原因及防治措施研究[J].湖南交通科技，2003.

[2]凌曉，李志能，凌堅(jiān)橋頭跳車的原因分析[J].路基工程，1999（3）.

[3]王明懷.高等級(jí)公路橋頭跳車病害的成因與防治研究[J].華東公路，1996.