高等级公路桥头跳车的成因及处治对策

2011-08-15曲长清

黑龙江交通科技 2011年12期

关键词：跳车搭板桥头

曲长清

(黑龙江省公路勘察设计院)

高等级公路桥头跳车的成因及处治对策

曲长清

(黑龙江省公路勘察设计院)

分析了高等级公路产生桥头跳车的原因，并提出了处治措施。

高等级公路;桥头跳车;处治措施

1 引言

桥头跳车问题一直是困扰桥梁工程技术人员的难题之一，特别是近几年来随着我国高等级公路的迅速发展，桥头跳车现象较为普遍，它直接影响行车速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故，同时由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击，对路面和桥梁产生附加的冲击荷载加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益，因此如何解决高等级公路桥头跳车问题已成为刻不容缓的大事，针对北黑高速公路就几种有代表性的桥头跳车处治方法。

2 桥头跳车的成因

2.1 桥头路堤及锥坡范围内地基处理不彻底

桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上，如果在填土前不做处理或处理不彻底，在路堤土的重力作力下其将产生极大变形，而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等，其沉降量很小，若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成，将产生桥不沉而路沉的现象，造成跳车。

2.2 压实度达不到标准

由于引道填土在压路机碾压时工作面小，特别是埋置式柱式桥台台帽周围一般压路机无法作业，这就导致桥头引道及锥坡的填土压实度达不到标准，造成这部分填土下沉，引起跳车。

2.3 路面渗水

路面水渗入路基或路面积水沿台背渗入路基，造成路基土软化、水土流失，引起桥头引道路基下沉，造成跳车。桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失，引起沉降和跳车。

2.4 台后填土含水量大

台背填土如含水量大即使在填土中也掺入了石灰，并设置桥头搭板，但最终还是因填土达不到压实度标准引起较大的变形，通车一两年就出现非常明显的跳车现象。

3 桥头路车病害的处治措施

3.1 地基处理

(1)一般地基。

挖除桥头路堤边坡及锥坡(护坡)坡脚外2 m范围内的腐殖土、耕植土、淤泥等，对基底进行压实，压实度按正常提高2%，回填土应分层压实，压实度也按规范提高2%。

(2)软土地基。

桥头路堤地基要针对软土层的厚度和软弱程度采用不同的处治方法。当浅层软土厚度小于2 m时采用全部挖除，再进行基底压实，换填颗粒较粗的填料，如天然砂砾、碎石等，北黑高速压实度要求不下于96%。

当软土层较厚全部挖除有困难时，应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治，并设置砂砾垫层，在垫层顶面铺设土工布，坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。

(3)对季节性冻融地区的桥头地基遇有饱和细粒土或含水土层时，应全部挖除换填透水性土压实后再填路基，北黑高速项目基本上属于季节性冻融地区主线全部用砂砾换填。

3.2 严格控制桥头路堤的压实度

桥头路堤及锥坡应用小型振动式压路机分层碾压，每层碾压厚度不超过10 cm，或用强夯机夯实。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高2%，分层取样测定其压实度，并由试验得出桥头路堤的工后沉降量，以此来确定以后工序所应采取的措施，以便于桥头搭板长度与所适应的工后沉降差相一致。

3.3 合理选择路堤填料

(1)在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑(不同层次可用不同的填料)。

(2)选用透水性良好、易压实、沉降完成快、后期变形小的砂砾填筑路堤。

(3)季节性冻融地区的桥头路基上部采用水稳性好、冻融性好、强度高的粗粒土填筑，填筑深度应不小于最大冻深(包括路面结构层厚度)，以防冻胀时路面产生有害变形，冻融时路床承载力下降。易受地表水、地下水影响的矮路基地段，除做好路基、路面排水进行路基全防护外，还应将路侧边沟远离路基，以减少水对路基的影响。

3.4 桥头搭板底部加强处理

桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要辅助措施。搭板的一端支承在台背上，用锚栓固定，另一端直接置于路面基层上。搭板长度依据设计行车速度、路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定，可选用4 m、6 m、8 m、10 m、12 m 几种长度。北黑高速主要为6 m和8 m两种，并对底部进行加深处理。

3.5 严格控制填料质量及填筑施工

产生桥头跳车主要原因是路基压缩沉降和地基沉降，由于填土的内摩擦角较小，加之压实的影响，所填路基的压缩沉降一般较大，因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料，如岩渣、碎石等。同时，选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。台背填筑透水性材料还应满足长度和宽度的要求，通常情况下基底处长度不小于42.0 m，与路基衔接处一般应留不大于1∶1的斜坡或台阶形式。

填筑透水性材料，施工应掌握以下几点。

(1)控制填料质量，其细料含量不宜过大;

(2)台背填筑前，在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟;

(3)应注意结构物两端对称填筑施工;

(4)严格按有关规程作业，控制每层填筑厚度和碾压遍数，并对每层填筑质量实施检测，透水性材料采用孔隙率控制其施工压实质量，其一般不宜大于15%。

在桥涵施工中，注意桥台砌筑与路基填高相结合并分层压实到路基处理高度，要达到压实度标准。

3.6 桥头路面作特殊结构处理

考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异，为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡，可采取以下措施。

(1)设置枕梁和搭板。

枕梁和搭板根据不同情况应采取不同的布设方式。

桥梁为正交时，宜采用钢筋或钢纤维混凝土铺装层，在搭板与混凝土路面相接处设置胀缝，在与搭板邻近的2～3块路面的板缝连续设置胀缝。

桥梁为斜交时，除用钢筋混凝土搭板和铺装层整体现浇完成以外，还另设钢筋混凝土渐变板。渐变板的块数视桥梁斜交角度大小而定，大于70°和小于45°时分别设1、2、3块板或以上，并考虑受力关系，其短边应≥5 m，长边≤10 m，搭板按简支计算配筋，渐变板构造钢筋位于板面下1/3～1/2板厚范围。实践证明采用此措施还应考虑到:①搭板长度确定至关重要，一般采用＞5 m长搭板为佳，且其长度与路堤填高成正比，并与土基状况有关。②搭板按简支板进行内力优化并配筋，面层按构造钢筋配筋，但在荷载作用于搭板时，板下路基会起到一定的支承作用，尤其当枕梁下沉时，部分搭板更受到路基支撑，使板顶产生局部拉应力，对这种复杂的受力过程，设计时难以确定，故配筋与实际会有出入，枕梁按弹性地基梁计算，其关键问题在于确定地基(路基)反力的分布规律，而截止到目前关于弹性地基结构计算的各种理论都只是部分地、不同程度地反映地基的实际性质，只在一定范围内比较符合实际，故对于不同计算方法的适用范围应特别注意。③搭板顶面设置何种铺装层，设计时应考虑当其出现沉陷时需要使用的修补材料、修补方法，并结合实际情况及相关问题，进行处理以达到满意效果。

(2)设置变厚式埋板。

对沥青混凝土路面，在桥台连接处增设变厚式水泥混凝土埋板，对水泥混凝土路面，则将连接处的路面板改为变厚式。在搭板、埋板或变厚式板下，为保证连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均渐次变化，宜采用强度及回到弹模量均高于土基的路面结构层材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，利于减小错台幅度，调整不均匀沉陷。

(3)路面类型过渡。

桥头不均匀沉降原因多且难于根除，为此应根据桥涵的长度和接线填方长度可在桥头一定长度范围内铺刚性过渡层或沥青过渡层。