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浅析桥头跳车产生的原因和防治措施

时间:2024-08-31

王亚涛,韩秀娟

1 河南省地质矿产勘查开发局第一地质工程院(463000) 2 河南省地球物理工程勘察院(450000)

桥头跳车是指由于桥梁或通道等构造物两侧与路堤填土衔接处产生较大的差异沉降,使路面出现显著的纵坡变化和刚度变化。桥头跳车现象是公路桥梁上的一大质量通病,由于桥头跳车引起颠簸,从而导致高速行驶的车辆在该处产生跳跃的现象。下面就对桥头跳车产生的原因做一下浅析,并提出相应的防治措施。

1 桥头跳车产生的原因

1.1 从地基受力与沉降变形方面分析

桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,在南方地带多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低。桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。就是在一些稳定地基,在外荷作用下,也无可避免出现地基受力沉降变形。

1.2 从台后填料方面分析

台后填料一般为渗透性材料,存在诸多孔隙,尽管台背采用了砂粒及石灰土等材料进行回填,但因水分仍存在于孔隙中,施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在回填土自重、车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,在一定期限内产生路基沉降。根据有关资料调查研究:当土堤压实度为95%时,每米填土工后的沉降约为1 cm。

1.3 从施工措施方面分析

当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,且没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测的“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使台后填土不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。

1.4 从设计方面分析

刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇筑而成,具有较大的整体刚度,属刚性体;而与结构物桥台相连的道路,具有刚性较小柔性较大的特性,属弹塑性体。显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形,相对较大的刚度差和较大的刚度突变,势必增强桥头跳车的振动效果。

2 桥头跳车的防治措施

2.1 地基处理

对于淤泥地段地基处理方法有:袋装沙井、塑料排水板、堆载预压法、换土法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法、强夯法等。对于含水量和空隙比均较大,且含有机质的粘质土地层可进行换土处理;对于一般粘土可进行开挖翻晒,待土质晒到最佳含水量时再回填压实。

2.2 填料的选择

台背填料应在现场择优选用。宜采用透水性好的填料填筑桥涵两侧路堤或采用改良性土作为填料。如果条件允许可用轻质材料填筑。

2.3 制定合理的施工方案

合理安排好施工计划,施工时进度符合规定,是有效减少桥头跳车的关键。后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,尽量使那些不易碾压的地方密实度达到要求,台后最好按一坡度设置泄水盲沟,沟底用粘土夯实,以利排水。这样,才能更好减少病害。

2.4 优化设计方案

设计时应注意以下几点:1)桥台形式的优化设计,采用可变厚度搭板;2)桥头背面填料之前,先将路堤作成梯状,防止路堤土流失;3)桥台搭板设计要保证车辆从柔性至刚性、刚性至柔性有一个较合理的过渡段,减少桥头跳车,在桥台背墙上预埋钢筋锚栓,牵制纵向位移;4)先估算出沉降残值,然后在桥头依据估算的沉降值,有意做出“预拱”,长期通车后,自然平顺。

3 结束语

桥头跳车的引发原因是多方面的,有可能由其中一个环节的设计疏忽或大意施工,就造成了日后导致它提前出现的潜在风险。因此,在公路工程进行设计、施工的整个过程中,对每个环节、每道工序都必须认真对待、进行深入考虑、仔细分析,在建设过程中将这些大大小小的注意事项都控制好、把好关。桥头跳车作为一个带有共性的工程病害,虽暂时无法根治,但只要加强施工规范化技术管理,提出严格要求,就能将病害降低到最低程度。

[1]王明怀.高等级公路桥头跳车清害的成因与防治研究[J].华东公路,1996,(1)

[2]JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S]

[3]刘文会,孙宇怀等.桥头跳车原因分析及处理措施[J].东北公路,2002

[4]公路施工桥涵手册 [D].人民交通出版社,1985

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