公路桥头沉降控制技术研究与分析

王淑君+++卢明亮

摘 要：近些年来，我国经济快速发展，高速公路作为我国经济快速发展的主要交通结构形式在近些年来大量建设。随着经济的快速发展，经济形势对于公路系统的需求量越来越大，对于高速公路建设速度的要求也越来越高。但是由于建设周期缩短，沉降时间不足的原因，大量桥头跳车现象出现，极大地影响了高速公路使用的舒适性以及安全性。根据常年工作经验以及针对桥头跳车以及桥头沉降的理论研究我们得到了以下几点研究结论：（1）通过对桥头跳车现象的理论分析，结合公路桥头沉降现象的理论研究，总结了桥头跳车出现的主要原因以及理论依据；（2）结合不同情况下的桥头跳车结合相应的形成机理，提出符合高速公路快速施工情况下的控制桥头沉降的具体施工技术；（3）运用有限元分析技术，对采用相应技术处理的公路跳车部位进行有限元模拟，分析其应力应变变化。通过分析结果利用线性回归方法测算最终变形系数以验证处理技术是否有效。

关键词：公路施工；桥头跳车；沉降；有限元；理论分析；线性回归；施工技术

1 概述

公路桥头由于基础沉降不同步，会大量出现桥头跳车的现象[1]。桥头跳车严重时会直接导致桥头与公路路面之间的沉降缝以及伸缩缝出现破坏，从而直接导致交通舒适度下降，甚至会直接导致交通事故的出现[2]。特别是由于近些年来我国公路建设快速化，更加导致了公路桥头跳车现象大量出现[3]。关于桥头沉降的控制技术也逐渐成为我国公路建设过程中重要的研究方向之一。针对公路桥头跳车现象，控制的主要着力点在于判断沉降类型以及控制指标的确定[4]。确定相应的沉降类型以及控制指标后采用对应的施工技术手段予以控制[5]。

2 桥头沉降现象的主要类型以及评价指标研究与分析

桥头跳车现象的主要原因是由于基础不均匀沉降所造成的，但是由于沉降方式以及沉降原因不同对于桥头沉降产生的影响也不相同。针对不同的沉降方式，应当结合相应的沉降模式以及沉降机理进行相应的处理。所以需要根据具体施工经验以及相应的理论研究来判断公路桥头沉降的主要类型以及相应的判定指标。

2.1 桥头沉降主要类型与处理技术指标研究与分析

由于桥头沉降的主要类型直接决定了桥头跳车病害的表现形式以及病害控制的侧重点。所以根据多年施工经验以及对于公路桥头不均匀沉降的研究可以将公路桥头沉降分为以下几个重要类型：

（1）结构性沉降：由于桥头公路引道与桥梁桥台在结构方面存在着较大的结构差异，会直接导致在结合处出现相应的沉降突变现象。结构性沉降会直接导致桥头出现错台现象并直接导致纵坡出现线性突变。结构性沉降一般出现在未设置搭板的桥头部位。

（2）应力性沉降：由于在具体施工中桥台与引道在基础处理方面会出现一定的差异。所以在长期使用后会直接导致公路桥头部位出现大量的不均匀沉降的现象。这种类型的沉降会直接导致桥头出现马鞍形的不均匀起伏。

2.2 短工期条件下公路桥头跳车主要处理技术指标确定及研究

针对不同情况下的公路桥头跳车现象，结合其具体的沉降模式对于相应的沉降控制指标进行确定是进行短工期条件下公路桥头沉降控制的主要前提。根据对实际施工中的经验总结以及理论研究后得到的结论相结合可以得到不同的沉降类型有以下几点处理控制指标：

（1）沉降差：根据上文中对于短工期条件下的桥头沉降类型的研究，结合具体沉降机理我们确定根据采用桥头容许沉降差可以有效地评判结构性沉降的控制效果。由于结构性沉降主要的沉降部位为桥头引道与桥台之间没有设置搭板而發生沉降，所以根据桥头引道的具体沉降差可以直接有效地判断沉降控制效果。

（2）坡度差：由于在应力性沉降中，主要沉降是由于桥头区域内基础不均匀沉降引起的，所以无法以某一部位的沉降差予以判断控制。由于马鞍形沉降主要的表现形式为引道与台后沉降坡度出现较大差异，所以可以采用坡度差作为主要控制指标来判断桥头沉降控制的主要指标。

3 短工期条件下公路桥头沉降控制措施研究与分析

通过对现有条件下公路桥头沉降类型的研究与具体控制指标的研究，针对不同的沉降类型要采用不同的沉降控制技术进行施工。在进行具体施工过程中，应该对短工期条件下桥头沉降的处理方法方式进行一定的决策分析，根据分析结果再具体进行施工控制。

3.1 短工期条件下公路桥头跳车沉降控制决策研究与分析

桥头沉降控制在消除桥头跳车的前提下要对施工过程中的各项经济指标以及技术指标进行相应的控制。对于短工期条件下公路桥头跳车沉降处理的决策研究与分析是进行相应技术处理的关键。根据实际施工经验总结，关于短工期条件下桥头沉降控制有以下几点结论：

（1）有效性原则：针对采用的技术有效性决定了决策的成败。桥头沉降控制的前提是保证在今后的使用过程中保证桥头跳车沉降满足公路使用要求，保证舒适性以及安全性。

（2）费用低廉，进度快捷原则：由于桥头跳车沉降不均匀的现象主要决定于基础的不均匀沉降。所以在短工期工作条件下，保证进度满足工期要求是控制技术实施的前提。同样作为一定的施工过程，在进行沉降处理要保证成本目标，在保证控制效果的前提下，保证成本目标。

3.2 短工期条件下公路桥头跳车沉降控制技术研究

在长期的施工过程中，不均匀沉降作为影响行车舒适性以及行车安全性的主要因素，在短工期条件下保证沉降效果是决定桥头跳车沉降控制处理的关键。通过对桥头跳车机理研究以及对长期工作经验的总结我们可以得到以下几种具体施工方法：

（1）堆载预压与真空降水联合施工技术：通过在施工过程中采用真空降水以及堆载预压两种施工方法相结合的施工方法可以有效地弥补桥头跳车不均匀沉降的现象。主要施工方法是先采用真空降水的方法加速基础沉降固结，使原状土与桥台后填土保证同样的沉降起点。然后再桥台两侧采用相同重量进行堆载预压，保证沉降速度以及沉降效果。

（2）复合地基施工技术：由于台前台后基础沉降不均匀的主要原因在于地质条件以及结构差异产生的，可以采用复合地基技术在基础下设置相应的深层搅拌桩，将上部荷载完全施加给基础下层的深层搅拌桩，从而减小基础原状土由于荷载产生沉降，从而避免了不均匀沉降。

（3）高强材料填筑方法：由于从整体应力应变研究来看，桥台基础沉降主要是由于路基之间相应的剪切强度过小，自重过大导致的。在施工中可以在台前台后区域采用EPS材料拌入填筑材料，增强基础之间的抗剪强度并减小相应自重。通过加强整体强度并减小不均匀荷载的方法以减少不均匀沉降，保证桥头跳车的曲线连续性，保证行车舒适性以及安全性。

4 结束语

通过对短工期条件下公路桥头沉降技术的研究得到了相应的沉降控制技术，实际施工中可以通过相应的技术快速沉降，保证工后沉降小于10cm。极大地保证了桥头跳车的沉降效率。

参考文献

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[3]Amy L.SimPson.Measurement of Rttlng in AsPhaltPavements[D].TheUnlversity of TexasatAustin，2001.

[4]李彩霞，常斐.高速公路大修典型方案探討[J].北方交通，2009，1.

[5]中华人民共和国行业标准.JTJ073.2-2001.公路沥青路面养护技术规范[S].北京：人民交通出版社，2001.