桥头跳车原因及预防措施

随着我国高速公路的迅速发展, 桥梁在公路路线中所占的比例在不断提高, 同时在桥梁的两端处行车时出现一种普遍的病害现象——桥头跳车。桥头跳车问题对高速公路的运营影响很大, 它除了显著降低车速外, 还影响行车舒适度, 甚至导致交通事故, 加速桥梁、路面以及车辆的损坏。因此, 综合分析和探讨桥头跳车的原因, 并有针对性地提出处理措施对我们的公路建设有着十分重要的现实意义。

1 桥头跳车的原因分析

1.1 从构造方面分析

桥与路的分界处前后一是刚性体, 一是柔性体结构, 在结构刚度上差异很大。柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大, 故在刚柔突变处必然引起振动的突变, 即出现跳车。

1.2 从设计方面分析

桥的设计着重在结构, 地基承载力和稳定性方面的计算, 对总体沉降只做规定, 跨径小于100m时不进行验算;而路面设计则是以整体弯沉和弯拉应力作为控制指标, 路基设计又是以压实度和强度来控制竖向变形。从抗变形能力即弹性模量来看, 不论是轻型桥台, 还是重型桥台, 其弹性模量均是台后填土 (或石渣、掺灰等) 弹性模量的千倍左右, 因此两者在沉降方面产生了明显的差异。同时, 在路桥连接处没有专门的设计要求。而是路桥分别按各自的指标进行设计, 没有统一标准, 加之在结构上又没有进行特殊的设计。所以在路桥连接处是间断不连续的, 这种先天不足, 必然要引起受荷后的不一致变形——跳车。

1.3 从施工工艺上分析

(1) 桥台的施工为砼浇注或拼装砌筑而成, 其构成上较之路堤填土均质而密实, 整体性好, 而台后填土尤其是靠近台背一定范围内的压实, 实际施工中往往是薄弱环节, 大部分是桥台完工后填台背, 作业面小、大型压实机械很难作业, 填筑和碾压受到限制, 而且在靠近台背一定范围内存在碾压不到的死角。因而, 施工后就给桥头跳车留下了隐患。 (2) 台背填料的好坏, 是否用均匀透水性良好的材料填筑及台背排水问题, 也是造成桥头跳车的原因。 (3) 由于公路修建时, 先将桥修好, 路与桥衔接部位最后修, 这样, 自然沉降的时间短, 因而邻近桥头的填方体不密实, 土体自然固结沉降容易引起错台产生跳车。

2 防治桥头跳车的措施

2.1 原地基处理

(1) 基底承载力采用贯入仪测试数据不小于150KPa, 达不到此标准时, 必须先处理地基, 然后才能进行台背填土。 (2) 台前后原地表必须清理掘除干净, 压实度不得低于90%。 (3) 为防止桥台前后人为形成不良地基, 禁止基桩施工用泥浆池建在路基范围内。

2.2 路基处理

(1) 从计上改良填料。从理论上讲应当选择强度高, 宜压实, 透水性好的砂砾土, 石灰稳定土, 卵石土等填料, 我们根据试验发现灰土的压缩性比素土的压缩性减少25%, 压实度提高2%, 可减少沉降12%。在技术上能有效地实现“刚柔过渡”, 在经济上成本低, 所以我们采取将路床范围原土填料改为石灰稳定土填筑。路床以下至原地面之间的填土压实度均提高到90%, 提高填料强度, 尽量避免路堤不均匀沉降。

(2) 保证桥头填土的自然沉降期。从施工开始要求所有桥台后路基范围不允许做料场, 材料加工场地等, 桥台立柱浇筑达到强度就开始台背填土, 尽量增加桥头填土的沉降期。

2.3 台背回填材料的选择

根据工程实践及各类材料的工程性质和实际应用, 笔者认为, 水泥稳定土、石灰稳定土、水泥石灰综合稳定土、二灰稳定土、低标号贫混凝土均为半刚性的不透水材料, 是良好的台背回填材料。既经济又适用的台背填料为石灰土、水泥土、石灰水泥综合稳定土或石灰 (水泥) 稳定天然砂砾土, 在技术上能有效地实现“刚柔过渡”, 在经济上要比水泥砂砾 (碎石) 、二灰砂砾 (碎石) 、贫混凝土、搭板法、土工格栅法等处治的成本低很多。

2.4 合理安排台背回填施工工序

(1) 施工工序:台背回填施工工序:材料试验和选择——基坑排水——回填及验收——挖台阶——确定台背回填土范围——层次标记——材料回填整平——检验松铺厚度和含水量——碾压成型——检验各项质量指标——进行下一层的施工——完工——检验弯沉值——交工验收。

(2) 台背回填要实行“四专”管理。台背回填施工管理是确保台背填土施工质量的关键, 台背填土施工管理上必须做到“四专”, 即成立专业施工队伍, 采用专业机械设备, 使用经监理办批准的专门材料, 安排专门的质量责任人与试验检测人员进行施工和质量控制。

(3) 保证台背回填的范围。台背回填的范围直接影响着台背填土刚度和变形的平稳过渡, 范围太长, 成本增加, 范围太短, 达不到“刚柔过渡”的要求。通过几条路的实践提出可以参考的经济尺寸如下:台背回填基底长度最短为200cm, 以200cm为基准, 对于台背填土与路基原状土相接部分采用1∶1的坡度相接, 对于路基土为回填土部分采用1∶1.5坡度相接。为确保良好结合, 宜采用挖台阶形式与路堤相接, 每级台阶高度宜不大于60cm为宜。

(4) 要做好回填时的施工质量控制。根据试验确定松铺厚度, 并严格控制;严格控制无机结合料的剂量;半刚性材料要拌合均匀;混合料的含水量应严格控制在规定范围内;要用大型的压路机碾压, 但振动力不宜过大, 以免损坏构造物, 压不到的地方用小型压实机具压实;控制压实遍数, 及时检测压实度;台背填筑应按构造物两侧对称填筑。

(5) 台背填土不允许有压实死角。

为保证台背及台前填土质量, 根据台背填土工作作业面小这一实际情况, 严格控制每层压实度不得大于15cm;压实机械要合理配置, 并必须配备气夯, 以保证基坑及死角处都达到压实度要求。

2.5 设置完善的排水设施

排水措施对填方的稳定性极为重要, 特别是桥台背后的填料, 在施工中及施工后易积水下陷。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, 在有地下水或地表水渗入时, 要设置排截地下水的渗沟或排水沟。另外, 也可以在桥台与填方段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。

2.6 加强管理力度, 驻地监理严把施工质量关

加强质量管理是防治桥头跳车的主要手段, 指挥部实行常规检查与不定期检查相结合, 从指挥部到各业务部门, 要深入施工第一线巡回检查, 随时发现问题随时解决。监理人员要认真负责, 死看死守, 跟班作业, 及时处理现场出现的问题, 对施工质量严格把关。台背回填施工应制订详细的实施细则, 明确技术规范和监理程序。做到台背回填施工处于全过程、全方位的受控状态。填筑时严格控制填筑厚度, 压实设备、压实工艺、压实遍数, 每个台背回填应设专人监理, 建立台背回填施工质量追索制, 加强监理人员责任心。

4 结语

消除或避免“桥头跳车”应以预防为主, 在施工和设计过程中通过合理设计, 提高施工质量进行有效的预防, 可最大限度地减少路基工后沉降量。建设单位严肃公正地招标, 选择高素质的施工单位和监理单位, 加大对施工单位和监理单位的管理, 保证高质量的施工水平。合理地应用新工艺、新设备、新材料、新技术, 并注意积累长期的观测资料。

摘要：分析造成高等级公路桥头跳车的原因, 提出预防桥头跳车的各项措施。

关键词：高等级公路,桥头跳车,预防措施