浅谈公路桥头跳车的原因及处理方法

2011-08-15顾健

黑龙江交通科技 2011年1期

顾健

(邳州市公路管理站)

1 概述

桥头跳车一直困扰着公路工程技术人员，随着经济的快速发展，公路建设的发展取得了突飞猛进的成绩，但桥头跳车的问题也越来越普遍，尤其是在一些软土地基的路段，这种现象更为严重。它直接影响行车速度、舒适与安全，严重地甚至造成行车事故。由于车辆高速行驶，在桥头产生跳动和冲击，使桥梁台后伸缩装置过早破坏，这样就加快了车辆本身的损坏。这直接影响了公路的使用寿命，整个社会效益也受到损失。因此，解决桥头跳车问题就显得非常重要。

2 变形分析

桥头跳车的产生和形成原因是多方面的，包括地基地质条件、填筑材料以及设计、施工方面的诸多原因。其中底基土质不良、填土高度过高等因素产生的沉降差是产生桥头跳车的主要原因。桥梁与其两端接线间的沉降差，从理论上讲是可以消除的，但事实上要完全消除它是很困难的，甚至是不可能的。不过采取有效措施尽可能减少之，以满足行车舒适、安全、快捷的要求。

(1)桥台及台后填方地基的受力与沉降变形。桥台及台后填方地基的地层岩性状况千差万别，有基岩地基、黄土地基、软土地基、冻土地基、盐渍土地基、膨胀土地基等，除基岩地基外，其他类型的地基在桥台及台后填方的作用下，一般都会发生不同程度的沉降或竖向固结变形，所以对地基必须进行加固处理，以保证地基的稳定性。桥台和台后填方是两个不同性质的结构体，虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方，但由于桥台基础一般都进行了加固处理，所以它一般不会发生竖向沉降变形;台后填方的地基没有进行加固，其竖向沉降变形都远大于桥台下的地基变形，由于地基的这种差异变形，反映到上部路面，就会出现差异沉降变形。

(2)台后填料压实度。在靠近桥台处填料的压实度很难达到设计及规范要求，也是一直困扰设计和施工的难题，设计上和施工中一般主要采用强夯、人工夯实、填筑砂料等方法和措施。对于轻型桥台，重型压路机靠近桥台进行压实，可能破坏桥台的结构，特别是用振动压路机时更要小心。而对于“U”型桥台，重型压路机难以靠近，从而使靠近桥台部位的填方料不能碾压密实，造成桥台与后填料差异沉降变形。

(3)台后填料受渗水侵蚀而变形。桥台由浆砌片石或钢筋混凝土砌筑而成，在桥台与台后填方之间或者锥坡部位，大气降水易沿路面或锥坡体下渗，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但对于土类填料，易产生侵蚀和软化作用，特别对于填料体压实度不够时，更易产生侵蚀和软化，从而降低填料体的强度，导致填料体变形。对于砂砾类填料，下渗水会冲刷走部分细料，形成空洞，造成变形沉降差异。对于不加固的地基来讲，下渗水到了土基后，使土基软化产生沉降变形。

3 产生桥头跳车的原因

(1)设计时考虑不周。设计人员对于施工程序不明确、对于填料的要求不严格及台背排水考虑欠佳。桥台两端的路堤，由于过水、跨线或通道的要求，填土高度一般都比较高，最高时可能达到3m多，甚至更高，除了过水的桥梁两侧路堤往往受水浸淹，地基条件也较差，设计上对于路基断面结构和边坡防护上有所考虑外，其他多数情况对高路堤无特殊要求，压实度指标与一般路堤无异。但由于路堤较高，在填筑以后受到自重和行车荷载的作用，路堤填土必然要产生竖向变形，从而引起跳车。

(2)台后填料不当。施工时用料不当、控制不严格，压实度未能达到设计及规范要求，而这种施工造成的沉降差异，更具有危害性和突然性。

(3)台后压实度不足。施工时工期工序安排不当，使桥头填料处于赶工期时，不能很好地控制台背填土的压实度，致使桥台后填料压实度不能满足设计和规范要求，使填料体产生竖向固结变形，形成较大的完工后期沉降，在台背与路基连接部造成沉陷形成台阶，产生跳车。

(4)地基强度不同。桥梁与路基一般是同时施工的，桥梁是刚性结构，其地基强度一般都有较高的要求，并进行加固处理，沉降较小。而台后填方段地基未进行加固处理，从而使桥台与台后填方产生差异沉降变形，以致形成台阶。

(5)地基浸水软化。软土地基、湿陷性黄土地基浸水等造成路基沉降。特别需要指出的是，在温州地区，往往由于软土层很厚，填料体产生压力，使软土地基沉降期很长，有时需要几年，甚至更长时间才能稳定，更需要做好台后处理。

(6)桥台伸缩缝的破损。桥梁在使用过程中，由于伸缩缝的老化、损坏等原因，产生跳车。

4 防治措施

根据公路修建中桥梁两路堤设计、施工的实际情况，结合产生跳车原因的分析，对桥头跳车进行综合防治。

(1)地基加固处理。为了消除桥台后填方段的差异沉降变形，需对地基进行加固。台后填方压力一般小于桥台的压力。其次台后填方的高度一般情况下沿纵向不断降低，压力不断减小，所以在进行地基加固处理时，就首先了解地基的地层岩层情况，并取样做土的含水量、密度和剪切试验。再次对填方自重压力进行分段计算，根据具体的地层情况设计地基加固方案，使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致，对不同的地层采用不同的方法和措施。

(2)桥头设置过渡段。在路堤和桥梁结构物的连接段设置一定长度的过渡段，以减小由于沉降差异而产生的跳车。一般采用路面类型过渡和搭板过渡两种类型。桥梁两端的路堤施工，在一定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降稳定后，再改铺原设计路面，这种措施适合于水泥混凝土路面。设置搭板可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过搭板逐渐过渡至桥梁结构物上，车辆行驶就不会产生跳跃。

(3)台背填方碾压方法。在施工中尽可能扩大场地，以便充分发挥大型填方压实机械的作用，认真施工，对填料进行充分压实。当场地受到限制时，可采用横向碾压法，以使压路机尽量靠近台背进行碾压。对于压路机不能靠近台背时，采用小型压路配合人工夯实与碾压，以达到压实度的设计要求。

(4)选择较好的台背填料。在设计与施工中，应选择较好的材料进行填筑。采用粗粒材料填筑桥梁两端路堤或设置一定厚度的稳定土结构层。用粗粒材料作为路基的填料不仅改善了压实性能，使其易达到要求的密实度，而且有利于减缓冻融的危害。设置稳定土的改善层能够使路基、路面的整体性刚度有所提高，从而减少沉陷。在高填方桥梁的相接部位，应尽量使用内摩擦角大的填料进行填筑，而且施工时应注意填料土的压力平衡，不应发生偏压，以免造成工程事故。

(5)设置完善的排水系统。填方路段的排水措施对填方的稳定极为重要，特别是靠近构造物背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此在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。

(6)强化施工质量管理，提高施工质量。桥梁两端路堤所处的位置和特定条件与一般地段不同，其质量要求也有所不同，应采用相应的方法使其达到较高的质量。桥梁端部与路堤是两种不同性质的结构，各有各自的设计与施工要求，为了使沉降差尽量小一点，应将该处的压实度要求在现有基础上提高。除了路基顶部土层可提高至98%或更高外，整个路堤的压实度都应提高。必须完善施工工艺、施工方法和强化施工质量管理，以使桥台填方达到设计及规范的压实度。适当减少压实厚度，增加压实遍数。为适应桥梁端部路堤施工场地窄小，压实区域形状不规则且工期紧迫的特点，要使用专用的小型压实机械。

(7)加强工程监理工作。监理应对台背填土施工的填料选择、填土厚度进行检查，分层验收，对排水情况应予以检查，严格执行工序验收制度。为防止形成桥梁路堤的沉降台阶，防止桥头跳车，除对路堤的设计、施工予以改善外，还要加强管理，提高路基碾压质量。