城市桥梁桥头跳车成因分析和防治措施

2010-01-01徐云肖郑少午

中国新技术新产品 2010年6期

徐云肖郑少午

（杭州市建设工程质量安全监督总站，浙江杭州 310000）

1 桥头跳车的成因分析

现行的桥涵规范中规定，简支梁桥台的工后沉降量的容许值为2.0cm，跨径小于25m时仍以25m计算。以25m跨径的简支梁为例，该桥台的工后容许沉降为l0cm。而在实际的桥涵建设中，简支梁桥台的设计容许沉降量比规范中要小得多，特别是桩基桥台的沉降量更小，通常为不超过3cm。而在软土路堤设计与施工技术规范中规定，容许沉降量为：桥台与路堤相邻处≤0.10m；涵洞箱型通道处及过渡段≤0.20m；一般路段≤0.30m。桩基桥台的轻微沉降要比地基路堤的沉降小得多，而正是这种沉降差造成了桥头跳车。桥台是刚度很大的构造物，在施工结束时沉降已基本完成：而高填土路堤的刚度很小，它在车辆荷载的反复作用下产生较大的沉降变形，这是产生桥头跳车的主要原因。把造成桥头跳车的因素归结起来主要有以下两个方面。

1.1 路基沉降

台后填料本身含有水分，存在孔隙，施工中无论采用什么措施，采用何种填料也不可能完全消除填料颗粒间的空隙，即使压实度达到95%以上，在填料及车轮荷载的反复作用下，路基填料逐渐被压缩，在通车后一段时间内产生压缩沉降。另一方面，台后填料及路基填土在竣工通车时并没有全部完成固结沉降。在车辆荷载作用下土颗粒(填料颗粒)骨架会发生蠕动变形，它所产生的次固结沉降可以达到总沉降的10%左右，这也是桥头跳车的一个重要原因。

1.2 地基沉降

桥涵结构一般位于沟壑地段，桥台背后的地物地貌和其他路段相比，明显要差些。该地段地下水位较高，孔隙比大，含水量高，强度低，压缩性大，土质具有湿陷性。在其上填筑路基肯定会产生较大变形。同时，由于桥头段路堤填筑比一般路段要高，约在5～l0m 左右，有的甚至在l0m 以上；其产生的基底附加应力就大，从而引起的地基沉陷也大。

2 桥头跳车的控制措施

综上所述，台背与路基的工后沉降差是客观存在的，难以避免的。一般桥台采用桩基来承受外荷载，发生沉降很小，而路堤建在柔性地基上，必然产生较大沉降。笔者认为，主要要从设计和施工两方面将错台高差控制在2厘米以内并使之产生平滑过渡段，减少或消除跳车现象，并通过使用甲加强养护来弗补差值。

2.1 合理设置桥梁长度，减少桥头填土高度

桥梁长度的设置应充分考虑到桥台背填方路段的地基情况、填土高度，改善堤长度，综合分析其沉降问题。选择经济合理的桥梁位置、桥梁跨径和长度及路堤护坡形式。

2.2 地基处理

对桥台背软弱地基进行处理，是控制桥头跳车的重要手段，软土地基处理的方法很多.如换土浩、超载项压法、强夯、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、碎石桩法等等。实际运用中应结合实地情况，采用行之有效的方法处理软土地基.改善地基性能，提高地基承载力，减少沉降。同时应采取技术措施，设置透水层，清除原地面杂物，压实度控制在90%以上，地基承载力满足设计值，基坑回填用石灰稳定土和砂砾分层回填整实至原地面。

2.3 路基处理

2.3.1 合理选择填料

台后填科应选择内摩擦角较大压缩沉降量小的透水性材料，如我们选择强度高，易压实，透水性好的砂砾土、石灰稳定土、卵石土等填料。试验表明灰土压缩性比素土减少25%，压实度提高2%，使填土压实度提高，最终可减少沉降量12%。台后填料也可选择轻质填筑材料如粉煤灰菩，通过减少自重，达到减少沉降的目的

2.3.2 减少工后沉降

施工期间台后路基范围内不允许做施工场地。故桥台施工保养完毕后.应马上开始桥台台背后的填土工作，尽量增加桥头填土的沉降期，减少其工后沉降。此外也可采用超填预压的方法。

2.3.3 保证密实度要求

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，严格控制每一层压实厚度不得大于l5厘米。压实机械要台理配置，并配备气震，保证基坑及死角处的压实度要求，特别是对桥台墙后侧及翼墙内侧难以达至l 规范要求处，应翻挖再回填细式砼。

2.4 台理安排施工工序

桩基施工时应尽早进行台后填土，减少工后沉降。为保证桥台台后填土压实度要求，应先将台后填土填至台帽底面标高，再浇注带措板牛腿的台旧。为使伸缩缝与两侧桥梁及台帽标高一戥.不发生错台.在施工时就必须由生产厂家专业队伍安装伸缩缝，根据不同的温度。采用不同的预伸缩量。要求铺筑路面时先将伸缩缝预留槽临时用沥青填筑，路面一次铺筑，再对预留槽进行切缝，安装伸缩缝。

2.5 桥头搭板的设置

台后路基沉降在长度和宽度方向上均有不均匀沉降，设置桥头搭板可使其产生的较大沉降逐渐过渡到桥台所在地段。搭扳的长度可根据台后填土破坏破坏的长度来确定，与道路路堤填筑高度成正比，并与土基状况有关。经计算一般情况下填土高5米以内搭板长度定为8米，板厚30厘米；填土高度太于5米，搭扳长度定为l0米，板厚35厘米。

当桥粱为斜交时，应加设钢筋混凝土渐变扳，渐变板一端搁置于枕粱上与搭板连接.其余直接置于路基上。渐变板块数视桥梁斜交角度大小而定，大于75度设1块，75～45度设2～3块，小于45度设3块板以上考虑到受力关系，渐变板的短边长度不小于5米，长边不大于l0米。

为防止搭板下路基下沉、搭板断裂和纵向移位，应在搭板下浇筑素砼垫层，提高搭板底层的强度。在桥台背墙上预埋钢筋锚栓，牵制搭板纵向移位。

搭板及枕粱设计较为复杂。搭板按两端支撑的简支板进行内力和配筋计算，其面层可以按构造配筋。而在实际运行中，当荷载作用在搭板上时，路基并没有全部与搭扳低面相脱离，尚对其有一定的支撑作用，板顶有可能出现拉应力、这种复杂的受力过程，设计时难以从全面考虑，配筋与实际会有出入，因此对面层筋要适当放大。枕粱按地基梁计算，关键在于确定地基反力的分布规律，再通过有关理论和方法加以解决到目前为止，关于弹性地基上结构计算理论，虽然不少，但不很完善，各种理论只是部分地不同程度地反映地基性质。因此只是在一定范围内比较符合实际，在具体运作过程中，应根据实际情况，考虑各种外界因素，加以综台考虑。

2.6 横向加筋技术

横向加赫技术主要是铺设土工合成材料，把浅层软弱地基加固成加筋土形式。通过铺设土工格栅使上部填土的抗剪切变形能力得以充分发挥，达到提高地基承载力的目的。