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桥头跳车原因分析及防治措施

景 燕

(甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃 兰州 730030)

【摘 要】怎么处理和杜绝桥头跳车的现象频频发生,是各建设、设计、施工、监理等单位时时思考的问题。本文针对公路桥头跳车现象,分析原因,阐述了防治措施,同时总结了我省在防治桥头跳车方面的一些成功经验。

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关键词 桥头跳车;危害;原因;防治

0 引言

桥头跳车是桥梁工程比较常见的一种质量通病,也是困扰桥梁技术人员的难题之一。由于刚性、柔性结构不同,在重力荷载的作用下,路基顶面与桥面产生不均匀的沉降,使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象。

1 桥头跳车的影响

轻微的的桥头跳车导致车辆颠簸和司乘人员不舒服,严重的桥头跳车会造成车辆失控影响到行驶安全,因桥头跳车造成的事故时有发生。另一方面会降低桥涵构造物的使用寿命,因车辆飞跃根据重力加速度原理,落点在梁板上会产生10倍甚至更大的重力加速度,瞬间荷载会超过梁板的设计荷载。

2 桥头跳车的原因分析

2.1 从基本成因上分析

在工程完工不开放交通时,在路面与桥梁相结处比较平整,跳车现象也不明显。充分说明荷载也是桥头跳车病害的因素,所以说跳车的程度是随着各种荷载作用时间长短越显严重。

2.2 从设计方面的分析

桥头跳车的刚性和柔性结构不同,变形大小和温差影响的大小都有不同,因此无法避免材料差异造成的变形影响,或多或少会造成一定的沉降。因此,如何从设计根本上解决材料的变形影响也是一个难题。现在,由于采用了更为先进的整体性伸缩缝施工工艺和新材料,替代了早期的钢筋砼材料,施工后的质量有所改善。在设计时,参照一些较为成熟的施工工艺,从更容易施工的角度上考虑,避免链接结构形式进行设计,所以设计单位要熟悉、了解现场资料, 然后选用既能满足行车要求又方便施工的方案。

2.3 从构造方面分析

从路面和桥的组合可以看出,桥台是刚性体系,路面为柔性或半刚性多层体系,桥头与路基的分界处较为明显,不论是什么等级的公路,基础均为自然土质,桥台为刚性体,桥头路基为塑性体,由于结构的刚度不同,在路、桥过渡段受到车辆荷载的作用时,刚性和柔性变形不同,桥台填筑施工质量好可忽视沉降因素,沉降可视为零,而路面的垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,两者之间引起不同的变形从而造成竖向沉降不均。

2.4 从施工工艺上分析

桥台方面的施工是分段浇筑或浆砌片石和钢筋混凝土砌筑而成的,施工顺序是先施工桥台在填筑台背,台背回填施工的人为因素太多,加上台背回填的规范漏洞。填料尽可能采用砂砾、碎石、及透水性较好的材料作为回填填料,在施工工艺中也提了填筑时要分层填筑、压实,压实度要达到标准,但是在实际中该部分是个比较薄弱的环节,大部分是桥台完工后进行台背回填,它的工作面较小,大型的器械不便于施工,很大程度上压实质量上产生一定的局限性,并且在施工验收等方面更是不利于检查。碾压不到边边角角更是不计其数,在当前的施工工艺和施工手法、经验,压实度很难达到设计和压实度的要求,在桥背施工初始就留有隐患。由于规范标准的漏洞致使设计时为考虑桥台基础部位的回填,大多基础部位回填采用开挖基坑土,土质的品质好坏不一,难以严格控制原材,从施工角度和监理角度都很难控制施工质量。

2.5 从沉降的特性上分析

桥台的沉降和桥台的变形比较小,而台背的沉降比较大。相对来讲,在同等荷载作用下,台背沉降远远大地桥台沉降,因此桥台和桥北两者都没有产生同等的沉降,随着时间的推移,这种差距会越来越大,最后造成伸缩缝破坏。

2.6 自然条件对沉降的影响

自然条件对沉降最大的影响是水的渗入,会使台背回填填料土体软化,尤其是台背回填较高的部位,路基的强度降低,加上荷载作用下,沉降会越来越明显,斜交的构造物较多的出现沉降。台背填土的透水性不好也会造成很大的影响,早期的路表水、基层层间水进入台背部位,软化了台背填料,台背失去承载力,小范围的跳车在汽车荷载冲击下加剧对台背的影响造成沉降的加快,变形比较明显。可见,自然条件的影响也是非常大的一个因素。

2.7 施工的原因

施工队伍盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土与其连接的路堤不能同时施工,速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,台背沉降没有充分的工后沉降期,由于伸缩缝中间的胶条破坏或老化,在维护或更换不及时的情况下雨水会沿着缝隙流到桥台两侧,台背含水量变大,长期受到冲刷和浸泡,土颗粒中的细粒土部分流失严重,减小了承载力。施工时控制不严,分层填筑的厚度太大、填料超粒径较多、透水性材料较少等施工控制不严和材料把关不到位等,诸多的施工因素和不可见因素造成台背填筑质量差,为桥头跳车埋下质量隐患。

3 桥头跳车的处治措施

3.1 设计时考虑设置合理

设计时应根据地质情况,允分考虑台背回填的填筑高度、填筑材料、及构造物的密集度等问题,合理布置构造物的密集度,避免重复设计,构造物太多则桥头跳车的几率增大。在设计时对台背填料的材料给予明确规定,增加材料换填的费用。

3.2 台背原材料控制

桥涵台背的填料,宜采用天然砂砾、二灰土、水泥稳定土或或粉煤灰等轻质材料, 不得采用含有泥草、腐植物或冻土块的土。同时在桥头路堤任一高度的平面内不应采用不同填料填筑(对于不同层次可用不同的填料)。

3.3 采用特殊结构处治

特殊处治目前国内有好多较为先进的工法,主要有换填法、预压、排水板、粉喷桩处理、强夯注浆等常用的方法。目前采用较多的是粉喷桩、强夯和预压,预压工期较长,施工简单但效果不是很明显;比如国道312线柳(沟河)忠(和)段高速公路第三合同段遇到多处软基饱和黄土,按设计对此拟采用强夯法进行处理,从而加快软基沉降速度,保证路基填筑后,地基不再沉降。

3.4 排水隔水设计

台背填筑前,在地基处理后设置泄水管或盲沟,严格控制每层的填筑厚度的碾压质量,根据设计要求填筑透水性较好的填筑材料。每层填筑都要考虑到路拱,防止雨季施工是造成雨水汇集于填料中。

3.5 加筋土路基

在台后路基中分层埋设加筋材料。加土工网不仅可以减少路基的沉降,而且能使沉降呈线性连续发生。

3.6 桥头搭板的设计

为了防止桥头工后沉降加大而引起的桥头跳车,加设桥头搭板主要是防止桥端两侧连接部分的沉降而采取的措施。车辆行驶时可起到缓冲作用,在施工时,桥头搭板下台后填土的填料宜以透水性材料为主,并应分层填筑、压实。台后地基如为软士,应按设计要求对地基进行处理并对台后填土进行预压,预压应在搭板施工前完成。

3.7 严格施工,强化手段,确保桥头路基填筑质量

桥涵附属工程后背回填的施工应符合公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)规定。

4 结束语

评价一条高速公路的质量,尤其是运营后的各项指标和服务质量是否能达到要求,它的舒适性指标是否满足,桥头跳车也是一个很重要的评价标准。如何能解决桥头跳车的质量通病,是很多公路建设参与者函待解决的一个问题。桥头跳车影响因素较多,施工时应根据实际情况选用适宜的处治方法,推广新材料、新工法的应用,也会取得较好的效果。

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参考文献

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[2]刘怀相.处理桥头跳车的施工控制技术探讨[J].中外公路,2005(02).

[3]JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范[S].

[4]JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范[S].

[5]JTG F10-2006 公路路基施工技术规范[S].

[责任编辑:杨玉洁]

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