道路桥梁差异沉降引发桥头跳车的原因分析及解决措施

【摘要】 桥头跳车的主要表现形式是当高速车辆驶过桥梁间和桥台与路基连接处时，由于伸缩缝两边沉降量的差异而存在台阶，当车辆快速越过台阶时造成车辆的突跳和颠簸，给行车造成安全隐患。本文对道路桥梁差异沉降引发的桥头跳车进行了原因分析，并提出了解决措施，从根本上防止道路桥梁过渡段的路基产生过度沉降，从而能在一定程度上预防交通事故的发生。

【关键词】 道路桥梁；差异沉降；桥头跳车；原因；措施

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：

桥头跳车的危害有很多，首先，直接影响了车辆的行车安全和舒适度。由于跳车的存在，使车辆行驶到此处时不得不降低车速，从而使公路的使用功能和通行能力受到影响；其次，跳车使驾乘人员感到不适，所载货物易损坏，特别是易碎贵重物品，容易造成经济损失；严重的跳车甚至造成翻车事故，威胁生命安全。同时由于车辆的高速行驶在桥头产生的跳动和冲击，对路面和桥梁产生一个附加荷载，进而造成桥头路面，伸缩缝等装置的破坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益。

一、引发桥头跳车的原因分析

1、台背地基发生变形

桥涵结构地基变形多发在沟壑地段，这一地段地基具有较大的土壤孔隙比、较低的地基强度、较高的含水量、较大的压缩性，使得填筑的路基非常容易出现大幅度变形。相比一般路段，桥头段的路堤通常填筑高度会高出5 ～ 10 cm，对于基底来说，这部分高出的路基就会产生一定的附加应力，进而引发地基沉降。如果填土容重没有不同，伴随着增加的填土高度，出现地基沉降变形的可能性也就越大。

2、桥头搭板设置导致沉降

在路基上，桥头搭板会出现弹性支撑，支撑的着落点在牛腿上，路基部分土体，因为其靠近桥台处，其承受的应力就会比较小，从而产生不均匀受力。在纵向层面，伴随着汽车荷载的不断运动，会出现两个峰值的路基应力，一个峰值在汽车荷载作用的位置，另一个在搭板支承的路基端。伴随着汽车的不断移动，在汽车来到搭板末端时，搭板末端处的路基承受的纵向应力就会最大，对应的塑性变形程度也是最大的，在搭板末端，就会发生过量沉降现象 。另外，由于不能精确计算路基沉降量，在发生较大的路基沉降变形的情况下，板后路基与搭板间出现的纵向坡度差就非常的大。

3、对桥头高填土及软土地基等处理存在缺陷

如路基穿越软土地基或采用高路堤方案，存在较大工后沉降；桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同形式，其工后沉降很小，所以差异沉降很大；对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同，其效果也大不一样，由于与桥梁相连接的高路堤，在填筑以后受到自重和行车荷载作用，路堤填土必然要产生竖向变形；在考虑桥台结构时，往往忽略桥台与路堤的恰当连接，桥归桥，路归路；在连接部位有的设计接缝，有的设计连续铺装，由于路基不均匀沉降存在，在使用过程中必然形成裂缝。有考虑设置搭班调节连接部位的不均匀沉降，但对承受搭板一端的路堤部位未进行处理，让搭板一段直接置于一般土基上，从而在那里形成凹陷，以致搭板滑落。还有就是设计对桥台与路堤相邻的沉降差考虑较多，而对桥头竣工后沉降引起的纵坡变化注意不够，造成桥头段纵坡不畅，在突变点形成一个拐点，以致出现跳车现象。

4、排水不畅及填土流失

在桥涵与路堤的连接部位，由于存在缝隙，雨水会顺着缝隙渗透，下渗水一般对桥台不产生破坏作用，但对土类填料易产生浸蚀和软化，特别对填方体压实不够，易产生浸蚀和软化，降低强度，导致台后填料变形。在外部车辆荷载冲击作用下，必然造成台后路基沉陷，形成桥台与路基间的高差，产生跳车。

5、施工质量控制不严

施工工序不符合要求，若台背填筑速度过快，沉降也较快，对台背填土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时，则可能引起土体滑坡，影响压实机械作业效果，严重时还会危害桥基。台背填土时施工面窄而工期要求又紧，靠近桥面部分的填土平面形状不规则，如果缺乏适当的压实机具，采用人工夯实，则密实度难达要求；即使有压实机具，由于受地形、便道、作业面及机械等的限制，桥头填土压实密度也很难达到要求，特别是台墙后侧及翼墙内侧填土，也很难达到压实密度要求。施工时没有严格按照分层填筑、分层碾压、分层检测施工，没有严把填料质量关等也会引起桥头跳车。需要特别指出的是施工不良比材料不良更容易造成构造物台后填料的沉降。

二、道路桥梁差异沉降引发桥头跳车的解决措施

1、处理地基

处理好台背软弱地基，是控制桥头跳车的重要措施，为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需要对地基进行加固，如采用水泥土或石灰土等的方法进行加固处理，对软土、湿陷性黄土、解冻土等特殊地基，需采用适用于各自特点的特殊地基处理方法，如换土、强夯、固结、轻质路堤和粉喷等方法，以改善地基提高承载力减少台后沉降。

在具体施工中，应该按照实际情况的不同，予以不同的选择，这样能够提高原有承载力，改善地基原有性能，将路堤与桥台之间的沉降差缩小，尽可能减少沉降变形，并且能够最大程度上避免错台现象。在厚度较大的软土层地基修筑高路堤时，由于填充材料的填入，软土地基会出现侧向挤动的现象，进而对基桩的压力就会变大，造成桥台转动或者在水平面上出现位移。这些现象对支座和伸缩缝都会产生很大的损坏，严重时可能损坏桥台和桥面。为了避免出现非正常位移现象，回填材料一定要减轻，地基刚性一定要增强，还可以借助于基桩对地基侧向流动予以抵制。在沟壑地段，土壤孔隙较大，含水量较高，这样就可以与黏性土层之间换土，因为黏性土层强度较大，富含有机物。换土深度依软层厚度而定，如果是一般性的黏土，可以挖开后进行翻晒。比如在填土高度低于4m的情况下,0.6m 就是适宜的开挖深度; 如果填土高度非常大，可以开挖1m 以上的深度。开挖翻晒黏土达到一定程度，可以回填并密实，留0. 6 m 于回填土上层，使用石灰土进行密实回填。如果是雨季，黏土就不可能被晒干，可以全部使用石灰土回填，位于路基下的那层石灰土就成为了一渐变带，这样可以避免沉降变形。

2、填筑台后

桥梁引道发生的路堤沉降主要有地基沉降和发生在路面与路基本体上的压缩变形。一般来讲，位于路面上的压缩变形，不会有太大的影响，可以不予考虑。路堤沉降从时间角度可以划为次同结、同结和瞬时沉降。对于桥头跳车产生较大影响的沉降方式为次同结和同结，对路堤沉降产生较大影响的因素有填筑材料的质量和填充材料本身，如果是轻型材料，可有效减轻地基沉降，压缩变形也减小，材料被压实后，压缩模量得到提高，反复荷载产生的累积变形也可以得到一定程度的缓解。总之，施工中要注意台背材料的选择与填筑方法。

3、完善排水设施

排水设施对填方的稳定性特别重要，特别是靠近构造物背后的填料，在施工中及施工后易积水下沉。因此设计及施工时，应保证施工中的排水坡度，设置必要的地下排水设施。另外也可以在桥台与填方结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方体。

4、强化施工管理

由于桥涵两端路堤所处的位置和特定条件使其有别于一般地段的路基质量要求，应采用相应的方法达到较高的质量。为了使桥台填方达到要求的密实度，必须完善施工工艺、施工方法和强化施工管理，比如压实土层厚度可以适当减薄以及增加压实遍数。为适应桥涵端部路堤施工场地窄小，压实区域性状不规则而工期又紧迫的特点，应使用专用的小型压实机械。

三、结束语

综上所述，桥头跳车是由于公路桥头及伸缩缝处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶，引起车辆通过时产生跳跃的现象。跳车的主要表现形式是当高速车辆驶过桥梁间和桥台与路基连接处时，由于伸缩缝两边沉降量的差异而存在台阶，当车辆快速越过台阶时造成车辆的突跳和颠簸。桥头跳车预防和治理、施工质量控制是一项长期而艰巨的工作，在严格按照施工规范操作规程下，还需建设方、设计方、监理方及其它相关方等各单位共同努力才能完成，希望通过共同努力，真正使桥头跳车问题进一步地控制和解决。

参考文献

【1】公路路基施工技术规范（JTG F10—2006）.人民交通出版社，2006

【2】公路工程技术标准（JTG B01—2003）.金盾出版社,2006

【3】黎奎.公路工程项目施工管理和案例分析.中国矿业大学出版社，2010