浅谈高速公路桥头跳车问题及原因

2022-10-05

随着我国高速公路的不断发展, 解决高速公路的桥头跳车的问题已经成为大家关注的重点。因为桥头跳车是高速公路较常见的公路危害之一, 它能使车辆通过时产生跳动和冲击, 严重时, 还可以使通过的车辆大幅度减速, 甚至造成行车事故。所以, 对桥头跳车现象进行分析与研究势在必行。

1 高速公路桥头跳车产生的原因

1.1 桥头沉降的原因

公路构造物本身远较台背填土变形较小, 所以桥台沉降的主要原因是地基沉降。为了安全与正常的运行, 在公路的构造物设计与施工中对地基和稳定性控制就要有严格的要求, 在设计时, 一般情况下都要考虑到桥夸结构对沉降的限制。所以, 在正常的情况下, 其工程后期沉降量较小的就可以忽略不计。因而, 不均匀沉降也正是因为桥台基本不沉降而台背填土路堤存在较大沉降所引起的。台背填土沉降主要有两个原因:路堤下天然地基沉降和填土沉降。

1.2 地基土质不良的原因

桥台及台后填方的地基, 一般情况为同一性质或同一类型的地层。但由于桥台基础通常都要进行加固处理, 所以它的竖向沉降的变形极小。而台后填方的地基一般不进行加固, 其竖向沉降变形都远大于桥台下的地基变形, 特别是南方地带多有深厚软土, 此类土的孔隙比大, 压缩性高, 含水量大于液限, 常含有机质, 抗剪强度低, 一旦受到扰动, 天然结构易受破坏, 强度便显著降低。再加上桥头路基填筑高度较大, 产生基底应力相对较大, 在车辆荷载作用下, 更容易引起地基沉陷。由于地基的这种差异变形反映到上部路面, 就出现了桥台和台后填方段的差异沉降变形, 以至形成台阶, 造成桥头跳车现象。

1.3 勘测设计原因

(1) 是否具有完整、可靠的前期勘测数据, 试验是不是能够真实地反映现场情况。 (2) 地基处理的设计, 是否充分考虑了各种特殊情况。 (3) 路堤填筑, 特别是高填方路堤填筑, 一定要充分考虑好沉降和与桥台的衔接是否合理。 (4) 桥头搭板的下承层应使用半刚性材料。 (5) 桥头的衔接处排水设计是否合理。

1.4 在施工方面的原因

(1) 与路堤衔接处的处理不够恰当; (2) 台背回填施工压实不够, 检测不合格; (3) 桥头搭板施工存在着安全隐患; (4) 施工工艺不足现场施工的要求; (5) 桥头台背或墙背排水系统施工未能达到规定要求。

2 高速公路桥头跳车造成的严重危害

2.1 影响了行车的速度

车辆行驶到桥头, 为防治车辆剧烈跳动, 司机被迫刹车, 就会使车辆速度受到不同程度影响。据调查分析:较小台阶对车速影响不大, 只有当台阶达到一定的高度时才会对车速有着显著影响。台阶越高, 特别是达到4cm以上时, 对车速的影响会很大。

2.2 影响安全行驶

当车辆通过路桥过渡段台阶处时, 车辆产生跳动和冲击, 使司机乘员感到颠簸不适, 影响行车的舒适性;同时对驾驶员产生不利的心理影响, 严重时会产生对车辆的错误操作, 造成车辆失控, 引起交通事故。

2.3 影响车辆运行费用

因跳车而不得不在桥头频繁减速, 以减轻汽车的颠簸。减速及颠簸现象都对汽车造成不同程度的损坏和轮胎磨损;同时频繁的减速浪费燃料。因此桥头跳车现象提高了车辆的运行成本。

3 桥头跳车的预防措施

3.1 台背填筑设计

(1) 台背填土的长度, 不得小于规范规定, 即台身顶面处不小于桥台高度加2m, 底面不小于2m;拱桥台背填土长度不应小于桥台高的3~4倍。 (2) 关于填筑材料的选用。选用摩擦角大, 强度高, 压实快, 透水性好的材料, 如岩渣、砾石、砂砾。通常情况下, 都选用砂砾。 (3) 台背回填严禁采用腐殖土、盐渍土、淤泥、白垩土、硅藻土和冻土块。填料中不应含有机物、冰块、草皮、树根等杂物及生活垃圾。桥台后选用轻质材料 (常用的轻质材料如粉煤灰等) 可减轻路堤自重, 有效降低地基应力, 减少沉降并增大稳定安全系数。 (4) 采用特殊地基处理方法, 可以提高桥台附近填土的抗剪强度, 防止台背处被拉裂, 使土体上作用荷载均匀的扩散, 单位土体面积受荷减小, 有效减缓桥头跳车。

3.2 地基处理设计

地基处理是防治桥头跳车重要环节之一。 (1) 地基加固。路基敷设于天然地基上, 自身荷载较大, 要求地基应具有足够的承载能力, 以保持地基稳定。目前国内常有换填土层法、重锤夯实法、排水固结法、挤密法、化学加固法等五种方法。一是选用轻质材料。在台背的回填中, 选用轻质材料, 可以减轻路基的自重, 降低地基应力, 减少沉降, 并增大稳定安全系数, 常用的有粉煤灰。 (2) 为减小软土地基工后沉降量, 缩小路桥之间的沉降差异, 采取土工合成材料、砂桩、袋装砂井、塑料排水板等地基处理方式。对于不同的地质条件、现场环境和处理要求, 选择适当的处治方法。

3.3 施工方面

(1) 有条件情况下最好是台背后面的路基先于结构物施工等沉降稳定后开始结构物施工, 桥头台背回填应注意与路堤的连接处的处理。过渡段路堤填筑施工应编制专门的作业指导书, 按照规范和设计要求, 合理安排施工计划、填料质量要求、施工操作工艺、自检内容和要求等。

(2) 台背回填应注意结构物两端对称填筑施工。台身强度达到设计强度的75%以上时, 方可进行填土。回填区仍要求采用大型压路机碾压, 严格控制每层填筑厚度、碾压遍数, 并对每层填筑质量实施严格检测, 检测频率和检测方法一定要符合规范要求;对台背或墙背大型碾压机械无法压实的边角部位和与原路堤衔接部位, 应配合使用小型专用机具夯实。

(3) 桥头搭板宜采用就地浇筑的施工方式, 其下承层必须采用半刚性材料处理。如果为软基段桥台, 在搭板施工前应先进行沉降观测, 达到控制值时再浇筑施工。还应对完工的桥头搭板经常进行检查, 如发现脱空等情况, 及时采取措施处理。

(4) 采取有效的施工工艺。青银高速公路冀鲁界至石家庄市段台背回填:对高填方或软基段的台背处地基采用水泥搅拌桩配合土工格室的处理方法;基坑、台背回填采用轻型填料流态水泥粉煤灰回填, 以减小工后沉降, 第二年沉降观测的数据表明只有2mm~3mm的沉降量, 取得了不错的效果。

(5) 施工中排水与防护。台背回填前应做好防水处理及施工现场的排水工作;桥台处路堤下部设置的排水盲沟系统完整到位, 材料不受污染;排水层与一般填料同步填筑碾压;边沟排水保持畅通, 不准积水;边沟、护坡道桥头锥坡的防护, 应在地基沉降基本稳定或预压结束后进行, 以免由于沉降, 使防护变形、破坏, 影响加固效果。

因此只要针对问题进行相应的解决, 勘测设计合理, 严格按照规范精心施工, 就可以将桥头跳车这一公路通病对行车的影响减至最低, 为车辆行驶一个舒适与安全的行车条件。

摘要：随着高速公路的发展, 深入开展公路桥头跳车防治技术的研究, 有效的防治公路构造物台沉降, 最大限度的消除和防治跳车现象, 满足高等级公路对行车高速、安全舒适的要求, 以及延长道路的使用寿命等, 都具有十分重要的现实意义。

关键词：高速公路,桥头跳车,问题及原因