浅析桥头跳车的处置措施

浅析桥头跳车的处置措施摘要：造成桥头跳车现象的原因有很多，这其中比较重要的有三个，分别是路桥位置所在地的环境影响，路桥的施工存在问题和路桥基础沉降问题。针对沉降问题，如何降低是沉降差异，通过对实际工程中的路桥病害做分析，且从中找到产生的原因，制定合理的处理措施，以减少沉降问题，这是实际工作中需要关注的问题，其所产生的意义重大，本文主要是针对路基和路面做分析且制定解决措施。关键词：桥头跳车现象；环境影响；沉降问题；施工On measures to deal with the Bridgehead BumpAbstract: The cause of bridge jumping phenomenon for many reasons, of which the more important are three, namely, the location of the seat of the environmental impact of road and bridge, road and bridge construction bridge foundation settlement problems and issues. For the settlement issue, how to reduce the differences in settlement, through practical engineering Bridge diseases for analysis, and to find the causes, to develop a reasonable treatment measures to reduce the settlement issue, which is the actual work issues that need attention, and its produced significant meaning, this article is mainly for roadbed and pavement for analysis and to develop solutions.Keywords: Bridge Jumping Phenomenon; Environmental Impact; Settlement; Construction1分析桥头跳车现象的成因1.1路桥自身存在差异（1）桥台刚度与其后的填土刚度在连接处存在差异。由钢筋混凝土结构制成的桥涵结构，其刚度很大，不易出现变形问题和沉降差异，而由沥青混凝土制成的台后路基面，其刚性差，极其容易产生变形和沉降。如若有重型车辆或者车辆荷载重量比较大，在漫长的时间岁月里，这些荷载会对台后填土的密度产生影响，会压实填土，如此以来，多年的填土高度会和当初设计施工后时的高度存在差距，而桥台则不然，依靠坚固的基础支撑，其沉降几乎可被忽略，一大一小，就会产生沉降差，当其数值达到一定程度，桥面搭板就会断裂，进而产生桥头跳车现象。（2）路桥沉降的差异导致桥头跳车。从设计、施工等方面的分析，可以得到其桥梁和路堤是两种性质完全不相当的结构物，导致其在结构变形上存在差异。相比而言，路堤的沉降比较大，如果在大流量下的高速公路上行驶重型车辆，在自身重量和车的重量的两重压力下，随着时间的推移，路基必定会有沉降问题出现。目前对土基沉降的计算一般采用分层综合法。公式如下： 计算PO：（基础底部平均附加压力） (1.1)P:基础底部的平均接触力：基础土的自重应力d:基础埋设ro:基础以上土的平均加权厚度（1） 分层。将地基土以1-2m为厚度作为一层，并且做好编号，且确定好各土层的自重应力和附加应力（2） 算出每层的自重应力和附加应力的平均值。 （1.2） （1.3） 通过差曲线获得：P1-e1；P2-e2（3） 计算各层压缩量 （1.4）（4） 计算总沉降量 分析土质对桥头沉降的影响,首先应通过勘察，查清桥头处工程地质条件，获取基本的土性指标，对路堤沉降进行分析预测；然后在此基础上，采取有效方法对软弱路基进行处理，提高路基承载能力，减少路基沉降。同时还应注意桥台后路基填料的试验研究和选择，合理设计路堤结构，减少路堤自身沉降。 1.2 施工控制不严 1）施工质量控制不严格 由于施工质量而引发的桥头跳车问题可以分为两类：一类是施工时的工序有问题，如在施工过程中台前护坡或路侧挡墙砌筑不及时，就有可能会引起台背整体的土体滑移，严重时还会危害桥基，对台背填土时，一定的压实密度要求难以达到，这就要求在施工的过程中随时进行记录和观测9。另一类是施工方法不符合要求，没有选用合适的填料，没有完善排水措施，压实度没有达到要求，与路堤衔接处处理不恰当，设置的桥头搭板存在安全隐患。 图1 道路施工作业 2)填筑材料压缩引起的桥头跳车 桥台的台背填土一般选用渗透性材料，空隙率大，施工过程中难以将填料之间的空隙完全压缩消除，且台后填土一般较高，按常规施工程序，都是在完成桥涵结构以后再填筑两端路堤，这样会形成一个靠近桥台的填土较高、施工面窄的不规则填土区域，在这个区域内大型压实机械难以发挥作用，既使小型压路机，在台背碾压时也会存在压实盲区，给土方压实工作带来很大的困难。而采用人工压实，则压实度往往达不到要求。 3)桥头伸缩缝设计不良引起的桥头跳车 在公路桥梁建设中，伸缩缝的设置保障了桥梁结构的安全，但同时也是桥梁面层的薄弱部位。桥梁伸缩缝的破坏，会给道路行车安全带来潜在危险，它使得两两端之间不能平滑相接，在伸缩缝位置上的跳车现象，影响了道路平整度，降低了行车舒适性加大了车辆通过时的噪声，具有较大的危害。 图 2 道路伸缩缝 产生伸缩缝跳车的主要原因如下：（1）接缝型钢与桥面面层的铺装衔接不平整（2）伸缩缝型钢两侧高度不一（3）荷载作用下伸缩缝型钢的刚度不够 1.3 环境因素影响 1）排水不畅填土流失引起的桥头跳车 由于排水系统不够完善，在桥涵与路堤的连接部位存在缝隙，雨水会沿缝隙渗透进入路基，对路面结构层和路基土产生冲刷和侵蚀，使地下水位升高，雨水渗入路基会增加路面各结构层和路基土的含水量，造成各种细粒土的流失，增加孔隙率，破坏原有的土质结构，在外部车辆荷载冲击和自身的重力作用下开始沉降，必然会造成桥头路基沉陷，产生桥头跳车现象。 2）冰冻对沉降影响引起的桥头跳车 冰冻对桥头跳车的影响有三种作用，一是对处于干燥地段的旱桥，由于冰冻引起路基冻缩，导致路面标高降低，加剧了桥头跳车；二是由于处于河流、低洼地段的桥梁，地下水位相对比较高，对于路基来说多表现为冻胀，对桥头跳车起削弱作用；三是由于桥头地基的严重冻胀，形成了路基高、桥涵低的 U 型状态，产生了另一种跳车。 2 桥头跳车的工程防治措施 如何进行科学、经济而且又不影响公路运营的情况下进行工程改善是我们关注的问题，下面对常用的桥头跳车的处置方式进行分析。 2.1 基底处理防治桥头跳车 地基处理的主要目的是改善地基性能，提高路基承载能力，减少沉降。一般来说，若台后地基土土质较软，土质强度低且含水量较大，有机质成分较多时，则会导致路基承载力低，这时若土层不是太厚就考虑采用换填法，采用透水性好的天然砂砾等进行换填，改善压实效果，提高土基的抗变形能力；若不良土层太厚，换填法则不是那么经济，这时就考虑使用水泥粉喷桩等措施；若地基土土质较好，压实度高时，则一般仅采用强夯法提高压实度14。该方法的处置作用是：提高了地基的承载能力，减少了地基土的不均匀沉降，缩短工期。 路基的压实度是实测干密度与最大干密度的比值，即 （1.5）其中：K-路基压实度-路基填料的实测干密度-路基填土的最大干密度路的一个特殊部位，设计施工时，既要使产生的差异沉降尽量小和快速的完成，又要使沉降的差异在一定的长度内予以均匀过渡。这样既保证了不会产生过大的沉降,又保证了在微小沉降时的过渡性，使砂桩能够合理分布。 2.2 路面处理防治桥头跳车 对修复罩面的外表形态的设计主要是设计成反方向竖曲线，其目的是消除纵坡变化点时车的轻微跳车。另外，凹凸曲面半径取极限最小，既可以减少修补工作量又可以有效控制跳车现象。如图3.1，i1、i3分别为实测桥面和路堤的坡度，i2为加铺时设置的反向竖曲线的设计坡率，i=il士i2，i为容许坡差，当i1与i2同坡时取负号，i1与i2反坡时取正号。图中A为切点，C为反向曲线公切点。R2, R2分别为设计凸、凹竖曲线的半径，以m计。TI , T2分别为凸、凹竖曲线的切线长。 图3-1路面找平修补范围计算示意图 己知实际路面坡度i1、实际路堤坡度i2，容许坡差i，凹、凸竖曲线半径Rl, R2等，通过一系列的几何运算和简化，可得到路面修补的长度L，修补高差YE，确定反向曲线公切点Xc, Yc等，并获得竖曲线各控制点标高，指导施工30。加铺段最小长度L,加铺厚度YE、桥台至公切点C的长度Xc和高度Yc的计算公式分别见式(3-1)(3-4):（1）加铺路面修补顺滑过渡 对桥头跳车现象不严重的路面进行加铺路面修补处理是如今常用的一种缓解桥头跳车的技术手段，他的设置机理是根据路面沉降差异程度改变路面表层沥青的铺设厚度实现路桥的平稳过渡。沥青路面修补示意图如3.3 所示，这种工艺的使用需要一定的条件，即桥头跳车现象不是很严重，台阶高度相对较小，且当地土质较好、路基结构稳定、压实度高，路基的沉降基本完成，而且在完成路面修补后不会再因沉降出现过大的高差时方可选用。图 3 沥青路面修补示意图直接进行加铺沥青混合料修补的具体施工步骤如下：首先铣刨原有路面，然后清洁断面，底面要求平整，清底后在其上和结构物侧面浇洒粘层油，目的是新铺罩面和老路面能良好的结合。然后再采用热拌沥青混凝土修复罩面，浇筑时宜采用薄层施工，选用的沥青混凝土应能满足抗滑、耐磨、稳定且经济的要求，当差异沉降较大或加铺长度较长时可设置调平层。为保证桥面路堤排水顺畅，路面修复后应恢复至设计横坡 2%。 （2）设置桥头搭板防治桥头跳车 桥头搭板一端放置在桥端梁臂上，一端设置在桥背填土上。当公路结构物产生沉降差异时，由于搭板在引道端沉降的多，将使搭板形成一个坡度，从而使车辆以一定的坡度在搭板上行驶，使桥背填土的沉降均匀，从而避免了在路堤衔接处的跳车。桥头搭板设置示意图如图 3.4：图 4 桥头搭板设置示意图 桥头搭板其实是一种钢筋混凝土简支梁，一般认为搭板设置长度要根据桥梁规模、路堤与桥台预期沉降程度、行车荷载、道路等级和交通量大小而定，在进行具体的设置时，一般可将搭板设置为 3%5%的纵坡，厚度一般大于 30cm。其作用机理是通过设置桥头搭扳，把沉降量大的路堤和沉降量小的桥梁连接在一起，通过合理的设计施工，实现刚度逐渐减小。使柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，实现沉降的平稳过渡，减小冲击，保持纵断面线形的平稳过渡。 图 5 桥头搭板与桥梁设置位置图 针对搭板处病害的解决措施，第一，要清理破损的路基和路面，采用性能高一级别的填土进行补充，第二，要压实，在沉降范围内设置桥头搭板，目的是做平稳过度，让不均匀的沉降段沉降的均匀，减少桥头跳车现象的发生。 （3）土工栅格加固沥青路面 当地基土质良好，不用对地基基层采用处理措施，而桥背由于局部压实不均匀而产生路面裂缝时，就应考虑采用土工栅格来加强路面，减少沉降。 土工栅格的作用机理是通过埋置土工织物，增加织物与粒料填料之间的摩擦，它不仅防止填土的侧向滑移，提高填料的整体稳定性，而且增加了填筑物整体的抗压能力及抗剪能力，提高了路基的承载能力。同时，土工栅格设置在基层中能够使路面荷载均匀传递，使各处的承载力均匀，减少了因集中应力而造成的不均匀沉降，从而能够使沉降在路桥过渡段均匀过渡。 图6 土工栅格施工3 本文小结 本文主要研究了桥头跳车现象的形成原因，其一是由于桥梁本身和路基填土材质的不同，因而刚度不同造成桥头跳车，其二是由于路桥的差异性沉降而引起的桥头跳车。针对桥头跳车现象的形成原因和严重程度的不同，在实际的工程操作中，一类是针对路基的基地处理，这种治理措施是相对彻底的，但造价较大，另一类是针对路面的处置措施，如对路面进行修补顺滑处理，设置桥头搭板，用土木栅格进行加固等措施。具体选用哪种治理方法要根据实际情况进行具体分类。参考文献1邵景干.桥头跳车病害防治研究.长安大学硕士论文.2004:26-342梁武星,屈战辉.路桥过渡段的病害特征和处治对策.筑路机械与施工机械.2007:5-83屈战辉.路桥过渡段不均匀沉降处置措施D.西安:长安大学,2005.4方冰.土工格栅在双西线路面大修工程中的应用.辽宁省交通高等专科学校学报.2009(4):63-655王牧阳.浅谈