浅谈公路桥头段跳车的防治

摘要:针对造成桥头跳车的原因及危害进行了简要的叙述,并从施工实践上提出了几种解决桥头跳车问题的具体措施,主要有提高桥头路基填料的施工质量、和选用填料进行有效的路面处理。

关键词:桥头跳车;公路病害;路基沉降

公路桥头跳车是公路工程的一大通病,主要表现为:路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂使车辆通过时产生跳跃和冲击,加上现在行车速度不断提高,所造成的危害更加突击,有时会导致交通事故。虽然以往采取了一系列治理措施,但桥头跳车仍是国内外公路建设中存在的一大技术难题

1.桥头跳车的原因

桥头跳车产生的原因很多,但归根结底是由于桥涵结构物与其两侧路基填料之间的沉降差造成的。具体包括以下几点:

1.1地基土质不良造成的沉降

桥涵通常位于沟堑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降)。同时,桥头路基填筑高度较其他地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降,特别是工后沉降较大。

1.2台背填料压缩引起路基沉降

台背填料因含水分,存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降。

1.3施工质量不过关引起桥头跳车

由于桥头处路基施工作业面小,机具操作受到限制,压实度往往很难达到标准,使得路基本身的工后沉降进一步加大,这也是造成桥头跳车的一个重要原因。

1.4刚柔突变引起的沉陷跳车

由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇筑而成,具有较大的整体刚度,属刚性体;而与结构物桥台相连的道路,具有刚性较小、柔性较大的特性,属弹塑性体。显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变,势必增强桥头跳车的振动效果。

1.5自然因素的影响

受雨、雪水的冲刷及冻融作用,使得路基表面松软、泥水流失,也加剧了桥头台阶的形成。

1.6 技术失误造成

部分施工图设计在设计桥梁构筑物时,将竖曲线设置于桥头,施工过程中未注意到桥梁段调竖曲线变坡困难,最终结构形成后,路基部分的调坡不能全体现竖曲线变坡,最终造成桥梁的实质性技术失误的跳车。

2.桥头跳车造成的危害

由于道路等级的提高,车速也大大提高,因此,桥头跳车首先对行车安全产生极为不利的影响。车辆在高速行驶下突遇桥头跳车,产生巨大颠簸,极易造成车辆失控,发生交通事故。其次,车辆的颠簸,还会增大对路面、桥涵结构的冲击力,影响其使用寿命。

3.缓解桥头跳车问题的几种有效措施

3.1提高桥头路基填料的施工质量

这是缓解桥头跳车的最基本的要求,目的是提高桥头填料的整体性、刚度和稳定性,使基础不易产生过大车后沉降,减少路基与桥头结构物之间的高程差。

主要技术措施包括:

①加强基础的填前碾压使其充分固结,减小工后压缩沉降。对于湿软地基,更要采取有效的加固处理措施,主要方法有、设置垫层、挖除换填、抛石挤淤等提高地基的承载力和刚度,保证基础的稳定性。

②加强桥头路基填料的压实控制。在施工过程中需严格按规范中的压实标准进行控制,采取有效的技术措施,保证路基填料的压实度,从而提高路基自身的刚度和整体性,减少其自身的压缩沉降,增强路基的抗环境干扰能力。

③改善桥头路基填土材料。采用透水填料,级配碎石、合成材料,水泥稳定碎石,增强填料自身刚度和防水性,减小遇水沉降。

④加强技术控制手段,认真熟知施工图设计,特别是在桥头设置有变坡点及竖曲线坡点调整的路段,核对桥梁构造图与路线图对本段的高程变化点并确认,提前针对此段进行专门的技术控制手段,避免桥梁形成后难以路线坡线难以实现。

3.2路面处理

设置桥台搭板及枕粱。搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上,使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定,常取5～15m。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上后端设枕粱。设置变厚式埋板。为避免二次跳车,常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板,其长度一般取4～6 m。

在搭板、埋板或变厚式板的下层,为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均能渐次变化,建议采用强度及回弹模量均高于其他路段相对应的路面结构层材料、如水泥稳定碎石或天然砂跞,以提高该部位的整体受荷和抗冲能力,有利于减少错台幅度,在搭板上层路面下层采用路面基层进行填筑、以增强路面刚度。

4.结语

近年来,桥头跳车的质量缺陷通过设计不断完善接口段路面与桥梁刚柔递减消能接口方式后逐渐减少,但因施工中未注意地质条件与实际施工的构筑物及时调整,虽在施工后一年期内未出显明显不均匀沉降,随地基、桥梁等构筑与地质环境相互趋于稳定后,仍出现不同程度的沉降,最终出现跳车缺陷,不仅影响全路的交通技术标准降级,还可能引起安全事故。同时跳车在后期进行处理时非常困难,一是此段钢筋砼密集,另还需向路基两侧进行调坡设计,所以作者希望通过本文浅述,使阅读者能够重视在桥头施工及路线纵向岩土接合地层段通过技术改善手段,提高技术控制后,最终避免或减小跳车钻头缺陷的问题。

参考文献 :

[1]《金沙江溪洛渡水电站渡口乡至新市辅助道路I标段两阶段施工图设计》(第四篇路基、路面及排水)及(第五篇桥梁、涵洞)。

作者简介:何枝柳( 1974～),毕业西安铁路职工大学,助理工程师