高速公路桥头跳车的原因及预防措施.doc

高等级公路桥头跳车的原因及其防治措施 随着我国经济的快速发展，高等级公路建设取得了突飞猛进的成绩，目前，我国高等级公路建设正处“质”与“量”并重的重要发展阶段，桥头跳车现象是公路建设中常见的质量缺陷之一，也是多年来困扰公路行业的一大难题，越来越引起公路建设、设计、监理、施工等部门的重视。严重的桥头跳车现象，不仅使得行车的不舒适感大为增加，而且造成车辆大幅度减速，严重的跳车现象导致车辆失控而易发生交通事故。因此，如何解决高等级公路桥头跳车问题，本文提出了一点肤浅的认识与见解，从理论与实践上进行了摸索和探讨。 1. 桥头跳车产生的原因 1.1. 地基土质不良 桥涵通常位于沟壑地段，地下水位高，且多属软土，由于软土天然含水量大，压缩性高，空隙比大，抗剪强度低等特点，一旦受到荷载影响，则极易产生沉降，再加上桥头路基填筑高度较大，产生基底应力也大，在车辆荷载作用下更容易引起地基沉陷，特别是工后沉降较大。 1.2台背填料的影响 台背填料一般为渗透性材料，空隙率大，施工中很难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下，孔隙率降低，密实度逐渐增大，便在一定期限内产生路基沉降，造成跳车。 1.3刚柔突变引起的沉陷跳车 构筑物桥台一般采用刚性较大的钢筋砼浇注而成，具有较大的整体刚度，而与之相连的道路，则是刚度较小，柔性较大的弹塑性体，在车辆荷载作用下，这个刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变，增强了桥头跳车的震动效果。 1.4 设计问题 未按设计规范要求在桥台前后正确地设置过渡段，对于软基路段，在沉降还未稳定时应考虑先设过渡性路面，使路堤沉降基本完成后再加铺原路面，在桥台与路面搭接处应设置胀缝。 1.5 施工不当 一些施工单位只求进度而忽视质量，没有严格按施工规范作业，在进行台背回填时松铺厚度控制不严，回填速度过快，压实度未达到要求，材料把关不严，用人工压实，加上台背的防护排水工程设置不完善，使高填土引道不稳定，工后产生不均匀沉降。 2桥头跳车病害的防治措施 2.1地基处理 处理好桥头软弱地基，是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理，国内有换填法、塑料排水板堆载预压法、深层搅拌法等措施，下面介绍几种行之有效的常用方法。 2.1.1换填法 在软弱地层上铺设垫层，作为人工填筑的持力层。同时将结构物基底压力扩散到下卧软土地层中，使其应力减少到下卧层的许可承载力范围以内，从而满足地基稳定性的要求，同时由于垫层材料的压缩性低于天然的软粘土层，采用垫层法也可减少地基的沉降量，垫层材料可分柔性材料和刚性材料。柔性材料包括砂土，碎石、石渣、煤灰，矿渣等，刚性材料包括木材垫层，金属垫层，合成树脂垫层等。砂、砾，碎石或石渣等无粘性土是最常采用的垫层材料，因为这类土的强度大，压缩性小，透水性良好，比较容易使之密实，且在不少地区料源丰富，价格便宜。该法适用与浅层软土地基的处理，由于该方法施工简便，在公路建设中应用较为广泛。 2.1.2塑料排水板堆载预压法 该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低的软弱粘性土。是通过竖向荷载作用使地下水沿着塑料排水板向上渗透到砂垫层中，然后横向排到路堤外面，从而使软基固结，其主要施工程序：整平原地面摊铺下层砂垫层机具就位塑料排水板穿靴插入套管拔出套管割断塑料排水板机具移位摊铺上层砂垫层。其特点是施工简便快捷，造价较低，但仍存在少量工后沉降。 2.1.3 深层搅拌法 该法主要用于加固饱和软粘土地基。它是利用水泥，石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，形成坚硬拌和柱体，与原地层共同起复合地基的作用。其最大优点是工后沉降小，缺点是造价较高。 2.1.4砂桩法 该法属料粒桩类型，适用于松砂地基、杂填土或软土，对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用，主要施工工艺程序：整平原地面机具定位桩管沉入加料压密拔管机具移位。为加速地基固结，减少后期沉降，一般根据实际情况，配合堆载预压或超压施工，使地基强度显著提高，同时改善地基的整体稳定性。其造价在塑料排水板堆载预压法和深层搅拌法之间。 2.2路基处理 2.2.1 台背回填处理方式 桥台后宜选用摩擦角大、强度高、可压缩性小、压实快、透水性好的填料，如岩渣、砾石、砂砾等，并要求填料级配适当。当采用非透水性土，当为粘土或粉质亚粘土时，应掺入灰剂量不小于6的级以上石灰进行改良；当为塑性指数较小的砂土、亚砂土或粉土时，应掺入灰剂量不小于3.5的标号325以上的普硅水泥进行稳定，必要时还可采用土工合成材料加筋处理。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2 m，且与路基相接处按不大于11设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般取24 m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部(约50 cm范围内)设置水泥稳定料改善层次，使路堤体的刚度有所提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约10 m长，用一定剂量(如4%6%)的水泥进行稳定，并且远桥台端与路基相衔接处，采用11设置斜坡。上述两种处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。如两种方式同时考虑，则效果更佳。 2.2.2台背回填处的压实 由于台背回填处位于路基和桥台衔接的特殊位置，成为碾压的薄弱环节，压路机难以碾压到位，距离太近时对桥台有影响，故要求台背回填每层松铺厚度不得大于20cm，压实度必须达到95%，回填材料最大粒径不大于5cm，且有良好的级配和透水性，压实机械宜选用小型机具分层压实，对于机械夯实碾压不到之处，应及时采用人工补充夯实。 2.2.3采用“填筑路堤预压”的施工方法 为减少桥涵两端路堤的工后沉降，从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些，一般可采用填筑路堤预压的施工方法，让路基排水固结，待路堤沉降基本完成以后再开挖涵洞或桥台位置土方，然后再施工桥涵。 2.3路面处理 2.3.1设置桥台搭板 搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定，常取315 m(当超8 m时，宜设计成两段式或三段式搭板)。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道为刚性路面时，搭板的纵坡可采用与路面设计纵坡平行方式(称平置式搭板)；而当引道为柔性路面时，则搭板的远台端常置于路面面层与基层之间(称斜置式搭板)。为预防搭板下沉，也可在搭板上先铺设一层沥青面层，通车后搭板若下沉时，则在其上加铺沥青混凝土或沥青砂。 3.3.2设置变厚式埋板 为避免二次跳车，常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板，其长度一般取35 m，对于水泥混凝土路面，也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。在搭板、埋板或变厚式板的下层，为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水