解決橋頭跳車問題的探討

石 雯

武漢市政工程設計研究院有限責任公司

解決橋頭跳車問題的探討

石 雯

武漢市政工程設計研究院有限責任公司

“橋頭跳車”問題已經成為普遍的橋梁病害，不僅對行車舒適性、安全性有較大不良影響，還可能會影響橋梁結構的使用壽命。本文針對此病害分析了較為常見的處治方法，根據常見方法的不足，提出一種解決“橋頭跳車”問題的新方法。新材料的使用及結構的調整，對于“橋頭跳車”的病害有顯著的改善。

橋頭跳車處治方法

1“橋頭跳車”問題

“橋頭跳車”是近年來較為普遍性的橋梁工程病害之一。主要是由于橋梁結構一般采用樁基礎或者較強的擴大基礎，其運營期的沉降量與臺后道路路基的沉降量相差較大，超過某一限值后，汽車經過該路橋銜接段時車輪會產生上下顛簸振動的現象。研究表明，二者的沉降差在超過1.5cm后，橋頭跳車的現象就會讓司機和乘客明顯感覺到不適。

“橋頭跳車”輕則使車輛通過時產生跳動和沖擊，對橋梁結構和路面結構造成附加的沖擊，重則可能會導致車輛失控進而發生交通事故。另外，在跳車段的結構受到損壞后，對路橋銜接處后期的維修養護不僅會花費大量的人力、物力、財力，而且還會產生不良的社會影響。針對橋頭跳車問題，國內專家學者也進行了相應的研究，提出了一些處治方法，現按處治原理大致歸類為四種，如下表所示：

“橋頭跳車”的主要處治方法

其中，以提高路基填土壓實度、換填級配碎石、搭設橋頭搭板這幾種方法最為常見，也是代價最小、效率最高的處治辦法。

2 武漢地區處治“橋頭跳車”的常見方法

武漢，地屬長江沖洪積階地，此地橋梁多處于湖積區，地層中填土、淤泥、黏土等軟土疊加厚度大，造成了臺后土壤含水量高，強度低，壓縮性大、力學性能較差的特點，極易發生不均與沉降。而且，作為一個飛速發展的城市，武漢的工程項目施工周期短，施工條件較差，土層自身的壓縮沉降完成之前，就已經通車運營，所以“橋頭跳車”現象尤為嚴重。

武漢地區針對“橋頭跳車”現象采取的主要措施是設置6～8m長、35cm厚的臺后搭板，搭板用錨筋與橋臺牛腿鉸接，搭板下設45cm水泥穩定碎石層，在路橋過渡段以下至橋臺承臺以上范圍內用級配碎石換填，分層換填確保壓實度指標。具體做法如下圖所示。

臺后搭板及填土示意圖

搭板的設置緩解了路橋銜接段的沉降量突變，墊層和級配碎石層也避免了搭板的過大變形，防止搭板受力不均、板下脫空導致的開裂破壞。該做法是從減小路基壓縮變形及平緩過渡沉降差兩個方面減輕“橋頭跳車”現象，具有施工難度小、工法常規、費用低等優點，對“橋頭跳車”現象也能起到實質性的緩解作用。

然而，隨著時間的推移，臺后填土受自身土壓力及外荷載的作用，會沿著土體破裂面發生側向滑移；而且，受氣候變化、干濕循環的影響，臺后填料的壓實度易發生變化，加上排水不良，雨水滲入填料中，會導致填料松散變形；最終還是會因為變形量過大，出現跳車現象。因此，急需提出一種能長期控制沉降差，受環境變化和荷載變化影響較小的處治方法來解決“橋頭跳車”問題。

3 處治“橋頭跳車”新做法的嘗試

3.1針對常規方法填料壓實度難以保證，在較大外荷載及土壓力作用下發生側向滑移的問題，可采用氣泡混合輕質土代替級配碎石。

氣泡混合輕質土是將原料土、固化劑、發泡劑水溶液制備的泡沫按照一定比例充分混合、攪拌后形成的輕型填土材料。氣泡混合輕質土的容重可在5～16KN/m3，抗壓強度可達0.3～10Mpa。除了具有輕質高強的特點之外，氣泡混合輕質土還具有以下優勢：

(1)整體性良好，與主體結構結合緊密，無須設置界隔縫和透氣管。

(2)具有低彈減震性。氣泡混合輕質土，顧名思義，土料與氣泡拌和后，新材料封閉孔隙較多，這使其具有較低的彈性模量，受力后變形較小，因此其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

(3)耐水性。現澆氣泡混合輕質土吸水性較小，含有相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，無現滲水現象，兼具防水效果；不僅自身具有較強的耐久性，主體結構物的耐久性也在其保護下得到增強。

另外，氣泡混合輕質土在工地上可制備后直接泵送澆筑，可實現全機械化作業，施工速度快，造價低，并且安全環保，避免了環境污染和消防隱患。

因此，在臺后回填氣泡混合輕質土不僅能減小臺后土壓力，減小橋臺水平位移，幾乎沒有土體自身的變形滑移，在自重及車輛荷載的作用下，沉降變形小，避免了橋頭跳車現象，大大減少路面維修頻率，增加了行車舒適性和安全性。

城市道路臺后回填一般推薦采用設計容重不大于6.5kN/m3，抗壓強度（28天）不小于0.7MPa的氣泡混合輕質土材料。

(4)針對漸變段較短，不足以平穩過渡沉降差的問題，建議在8m搭板后增設兩塊長5m,厚50cm的墊板，首塊墊板與搭板搭接段長2m。搭板及墊板范圍下的氣泡混合輕質土內滿布單層間距100mm的鋼筋網片，用來過渡搭板及墊板與氣泡混合輕質土之間的剛度變化，防止了搭板及墊板變形過大產生的破壞。通過總長近20m的臺后處治，道路與橋梁銜接處基礎剛度實現了平順漸變，沉降差可控制在1cm之內，“橋頭跳車”現象可得到顯著的改善，并且改善效果能長期維持。具體做法，如下圖所示：

臺后搭板及填土新做法示意圖

相比采用其他方法改善路基性質，本文中提出的新方法，具有工法簡單、施工速度快、造價低、效果顯著、安全環保還能提高整個橋梁結構耐久性的優點，推薦在軟土地區廣泛使用。

4 結束語

處治“橋頭跳車”現象的方法有多種，本文中只是針對常規做法在材料和規模上做出了一定的改進，采用了氣泡混合輕質土這種新型材料，并將搭板及墊板的結構做出了微小的調整，降低了施工的成本，簡化的施工工序，并在解決“橋頭跳車”問題上有顯著的成效，推薦在橋臺埋置深度不高的軟土地區使用。

但是遇到復雜的地質情況，或者不良土層過厚等情況下，應分析現場的實際情況，因地制宜，綜合考慮，采取適宜的設計和施工方法。

[1]丁武洋，劉強，劉化學.橋頭跳車原因分析,狀況評定及處治技術探討[J].路基工程.

[2]魯明,上海城鎮主干道橋頭搭板優化設計[D].武漢理工大學.

[3]張輝泉,湯光祥等.橋頭搭板防止橋頭跳車的幾個問題探討[J].土基工程.