桥梁工程中桥头跳车问题的探讨

赵海森

摘要:本文通过对公路工程桥头跳车这一通病的产生原因进行深入分析,通过从施工、设计等各相关方面找原因,来制定相应的防范措施,从而来达到降低跳车发生频率及减少桥头沉降程度之目的。

关键词:桥梁工程;桥头跳车;技术分析

桥头跳车问题,一直以来,成为了摆在千千万万公路工程建设者、管理者面前一道禁而不止的老话题。它这所以不能为代代工程建设者所遗忘、所忽视,是因为到目前为止,至今还没找到一个可以足以彻底解决它的办法。它就象一颗埋藏在路线上的炸弹,随时都可能成为引发一起起恶性道路交通事故的肇事者,时时刻刻在威胁着过往车辆的行车安全。对此,作为公路建设部门、养护管理部门,我们完全有责任、有义务去面对它,去想方设法解决它。我们不应该让它就一直这么存在下去,所以,只有从公路工程开始组织建设的第一道环节起,我们就必须去考虑它,去分析它。下面,就让我们先来了解一下,几种容易引起桥头跳车的产生原因。

1 桥头跳车原因分析

1.1 施工过程控制不严:

施工工序不符合要求,若台背填筑速度过快,沉降也较快,对台背挡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,则可能引起土体滑移,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较紧,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;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度亦很难达到要求,特别是台墙后侧及翼墙内侧填土,达到压实密度要求更有一定的难度。没有严格按“三分法”(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。

此外,桥台台背路堤压实度不满足要求,在公路工程建设中台背填土普遍存在压实不足的问题,这是造成路桥过渡段不均匀沉降的基本原因之一。此外,在公路营运过程中,路基在车辆荷载以及自然因素作用下,会形成土基塑性变形的积累,导致路桥间的差异沉降,从而影响高等级公路路面的平顺程度。

1.2 桥头引道软土地基处治不佳

施工图设计时,地质钻探布孔过少,钻探深度不够,未能及时发现软基存在,或者未能准确探明软基范围和深度,软土的物理力学性质,等等,导致桥头路堤软土地基处治遗漏,或采取的处治方法不恰当。此外,采用的软基处治理论计算方法和选用的计算参数与软基实际情况存在一定差距,不能满足JTJ017-96《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(以下简称《规范》)的技术要求。在桥头引道,由于存在软土地基,桥台台背路堤施工时填土压实不足,雨水侵蚀造成路堤填土流失和强度降低,这是造成路桥过渡段路堤沉降的主要原因。然而,桥台基础设计是按规范容许沉降值实施控制设计,一般情况下实际发生的沉降值较设计时小。因此,路桥过渡段的结构设计主要是做好沉降防治等路桥顺接构造物的设计。

1.3桥头引道过渡段结构设计不周

桥头引道路基工程中,搭板结构采用较多。然而,设置搭板以后的桥头跳车现象仍然严重,桥头搭板断板现象较为普遍,分析其设计原因,有下述情况。

根据桥梁的长度,桥头设置搭板长度划分为:大中桥,搭板长度为8m;小桥、填土高度小于0.5m的通道以及涵洞,搭板长度为5m。然而,桥头引道路堤处于高填方路段,软基路段桥涵结构与桥头路堤相对沉降量大,由于搭板长度不够而起不到顺接作用,行驶车辆通过时必然出现桥头跳车现象。

搭板设计根据支承在弹性地基上的板计算,未考虑台背路堤沉降,雨水冲刷带走台背填土等原因造成搭板与台背路堤脱空的不利受力状态。结果形成搭板设计强度不足,产生断板,引起桥头线形突变,诱发车辆跳车现象。

桥头搭板处理目前尚没有定型的设计计算方法,公路桥涵设计规范也没有明确规定。

工程实践中,桥头搭板一般不作专项设计。但合理地处治软土地基,实施台后填土压实是消除路堤填筑土体沉降的条件,而可靠的搭板设计是解决桥头跳车的重要保证。

1.4 桥头引道路堤边坡防护措施欠妥

对桥台处于长期浸水路段,通常采用浆砌片石护坡。而其他桥台路段,只在锥坡范围设置浆砌片石护坡,台背设置方格网草护坡或草皮护坡。从公路续建、水毁和收尾工程勘查过程中发现,许多桥头路堤沉降比较严重的地方,往往伴随锥坡和护坡水毁。分析其原因,主要是因为广东省处于沿海地区,台风和暴雨频繁,雨水对道路的冲刷和侵蚀比其他地区严重,方格网草防护等路堤边坡防护措施未能起到作用。因此,在行驶车辆长期反复作用下,桥头引道过渡段填土塑性变形,诱发桥头路堤不均匀沉降,出现桥头跳车现象。

2 桥头跳车防范对策

2.1 加强台背所在位置的地基处理

处理好台背软弱地基,是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法,如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。同时,考虑到桥头大多为高填土施工,故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑,且应控制好填筑宽度,严禁因填筑宽度不够进行贴坡,致遇雨期间引起滑坡,导致桥头路基不稳而沉降。如在漕俞路高填土施工时,因遇暴雨引起滑坡现象,致外侧3m范围内结构层开裂等现象。

2.2 提高桥台背的压实度

根据现行的公路路基施工技术规范的有关规定,台背填土不低于同层路基压实度的标准,某些公路建设管理部门还提出:重要部位(台背填土也是其中之一)压实度提高1个～2个百分点。

从理论上讲,可以适当减小引道路堤的沉降量,对桥头跳车有一定的改善。但受桥台背地形狭小的限制,大型压实设备无法作业,小型压实设备能力有限,压实死角、结构物边沿处很难达到要求,形成欠压实区。因此提高压实度只是一种办法,从根本上还解决不了桥头跳车的问题。

2.3 设置桥头搭板

采用桥台搭板来防止桥头跳车是一种较为常见的处治方法。其基本思路是将桥台与路堤衔接处因较大差异沉降引起路面纵坡突变,通过设置桥头搭板进行缓和过渡,将路面纵坡变化控制在容许范围内,从而达到消除桥头跳车的目的。需要注意的是搭板的长度要尽可能的长,填土高度越大,次固结引起沉降越大,要求搭板长度就越长。因此,仅仅靠桥头搭板解决桥头跳车也不是现实的。

2.4 采用土工合成材料处治

实践证明:加筋可以明显提高土体的承载能力。土工合成材料加筋发挥其抗拉强度,通过加筋与土体之间的摩擦作用约束土体的侧面变形,从而达到提高土体承载力和抗剪强度,使之趋近于弹性范围内工作。同时,使土体上的作用荷载比较均匀地分散到整个加筋层上,单位土体面积的受力减小。采用土工合成材料处治需要注意几点:加筋设的长度最好等于桥台的高度;桥头路堤地基如果属于软弱地基,应先进行软土地基处理,如选用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治,上设砂砾垫层,顶面铺设土工布,并做好排水系统。然后进行路堤的填筑。

结束语

综上所述,桥头跳车的引发原因是多方面的,有可能由其中一个环节的设计疏忽或大意施工,就造成了日后导致它提前出现的潜在风险。因此,我们在公路工程进行设计、施工的整个过程,对每个环节、每道工序都必须认真对待、进行深入考虑、仔细分析,在建设过程中将这些大大小小的注意事项都控制好、都把关好。这样,我们就做到了事前预防的目的,做到了事先考虑的目的。本人坚信,只要每一位公路工程建设者、管理者在进行桥头部位的施工设计时,对桥头跳车问题的处理及预防留有一颗慎对之心,保持一份认真对待的工作态度,并制订一套切实可行的防范措施,桥头跳车问题最终还是会得到改善和解决的。

参考文献

[1]JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].

[2]雷进生.《控制减沉桩在防止桥头跳车中的应用》.三峡大学学报.2006年2月.