浅谈防止桥头跳车的技术措施

杨堃贤

摘要:桥头跳车是一种普遍现象。分析出现桥头跳车的原因,并从三方面提出防止桥头跳车的技术措施。

关键词:桥头跳车;刚度差;沉降差;地基处理;路基处理;路面处理

引言

随着公路建设的迅速发展,特别是高等级公路里程的增加,汽车的行驶速度不断提高,对行车舒适性的要求也越来越高,但是,桥头跳车的问题,却是公路建设多年的通病之一。桥头跳车是指在桥台构筑物与引道路堤填土衔接处产生较大的差异沉降,使得路面纵坡呈台阶显著变化,导致高速行驶的车辆在这一区段产生颠簸跳跃现象。这种现象相当普遍。

1 桥台跳车产生的主要原因及危害

桥头跳车的基本原因在于桥头和路堤的沉降差。桥头跳车产生的直接原因是刚性桥台结构物与柔性路堤连接处所产生的刚度差,以及在桥台台尾两界地段因行车荷载的反复作用,填土在固结沉降过程中产生了较大的差异沉降。过渡段区域所存在的刚度差及沉降差问题是导致桥头跳车的根本原因。刚度差的产生。桥台与台后填土连接刚度不同。由于桥涵结构物具有较大的刚性,而台后路基和路面而组成的道路属于刚性或柔性结构。公路建成后,随着时间的推移,台后填土产生较大的固结变形,与其相比,桥台基础产生的沉降变形相对小得多。当二者的相对沉降差达到一定程度时,搭板出现沉降或断裂,在台后便出现跳车现象。沉降差的产生。由于路基与桥涵在施工及运营过程中的不均匀沉降,致使路面不平顺。在车辆经过时,桥头产生“跳车”现象,影响行车的安全舒适性,严重时将限制运行速度,危及行车安全。在松软及软土路基地段的路桥(涵)过渡段,因较大沉降差使过渡段的问题更为突出。桥头跳车的危害主要表现在影响行车安全、影响行车速度以及影响公路的服务水平几方面。

2 防止桥头跳车的技术措施:

2.1 地基处理

淤泥质地基。对于高等级公路工程的软基处理,通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆载预压法、换土法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法等等。但实践表明,以塑料排水板堆载预压法的效果最佳。根据经验推算,12m厚的淤泥层,若不采取任何加固处理措施,在5m填土高度的条件下,其100年的沉降量才达到1.7m。若采用塑料排水板法时,欲达到同样的沉降量,当塑料排水板呈等边三角形布设,板间间距(板距)为1.8m时,只需10个月,当板距为1.2m时,仅需4个月。含水量大的粘性土。对于含水量和孔隙比均较大、且含有有机物质的粘性土层可进行换土处理。换土深度视软层厚度而定。对于一般性粘土,可进行开挖翻晒。当填土高度不大于4m时,开挖深度取O.6m;当填土高度较大时,开挖深度可大于lm。土质晒到最佳含水量时,再回填密实。回填土的上层则留出60cm的厚度用石灰土填实。如遇雨季施工不能晒干时,则全部用石灰土。在路基底下有了这一层石灰土后,便形成一个渐变带,可以避免沉降的突变。

2.2 路基处理

填料选择。首先应选择强度高、压实快、透水性好的材料,如卵砾土、碎石土、中粗砂以及强度较高的工业废碴等。为了改善填土的密实性,应设计好相应的级配。在通常情况下、透水性填料的填筑长度(沿纵向)在基底处不少于2m,并按1:1设置斜坡或作成阶梯状,保证在顶面的填筑长度与搭板长度相对应。设置横向泄水管或盲沟。在基底上填筑横坡为3%～4%的粘土土拱,并进行夯实,然后在土拱上挖一条双向放坡的地沟。地沟断面尺寸一般可取(40～6O)×(30～50)cm,然后在台背后全范围内满铺一层隔水材料,例如油毡或尼龙薄膜材料,再在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管,塑料管的直径不小于10cm。其上的小孔孔径为5mm,布成梅花形,间距约10cm。塑料泄水管的出口应伸出路基或桥头锥坡以外。最后在塑料管四周填筑上述的透水性材料。若采用盲沟时,设置方法与此相同,仅取消其中的塑料管,而用大粒径的碎石填筑地沟,并用土工布包裹盲沟的出口和作必要的处理。桥梁两端路堤进行强夯处理。 对于台背不易被压路机碾压的“死角”,应采用强夯处理方法,保证填土的密实和加速压缩过程。强夯机宜采用重100kN的夯锤,其提升高度一般为6m～8m,即夯击能量为600kN·m～800kN·m,夯锤面积为3.5m2,夯击影响深度约为5m～10m。对于台背和耳墙附近,夯锤提升高度取2m～3m,但锤击次数需要增多,并注意不要损坏桥台。设置桥头搭板和埋板。设置桥头搭板的目的是将台堤衔接处突变的错台高差分散到搭板的两端,这样处理以后,对于原路面的纵坡只增加某个微小增量,从而可以改善桥头行车条件,因此是重要的技术措施之一。

2.3 路面处理

预设反向坡度。在台堤结合段预留反向坡度有点和设置桥梁预拱度的作法相类似。坡度的大小视台堤间的沉降差而定。有的地方在路面铺筑之前预加抛高14cm～16cm,待路面铺完之后,其沉降量就能达到此抛高值的50%以上。设置过渡段路面。当路基沉降规律难以掌握时,可在桥头一段长度的范围内铺设过渡性路面,待路提沉降基本完成后再改铺原设计路面。常用的过渡性路面有预制水泥混凝土六棱块(边长34.6cm,厚20cm)和条石铺砌(尺寸为25×25×40cm)等。这种处理方法的优点是发现局部沉陷时,翻修处理速度快,但不易铺砌平整,行车时有抖动感觉,并且雨水易通过砌缝渗入路基内。桥面与路堤路面的铺装混凝土一次完成。这种方法可以解决路面与桥面混凝土连接的顺适性。但此时应注意,在设计中应将台帽背墙的顶面标高降低,使搭板的一端直接搁置在背墙顶面上,使桥头从原来的两条接缝变化一条接缝,提高了行车的舒适性。桥台与路面间的接缝处理。对于水泥混凝土路面,在桥台与路面连接处,易产生横桥向裂缝。为防止雨水渗入路基导致路面破坏,可以采用如下图所示的连接形式。填缝材料可用玻璃纤维类的物质,或麻织物等,然后再灌进较稀的沥青。