姚柯
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摘要:国内外就解决桥头跳车问题进行了大量的研究与尝试,也已基本达成共识,很多防治措施在实践中收到一定效果,但采取上述措施并不能彻底解决桥头台阶解决桥头跳车问题,这个问题引人思考。
关键词:桥头跳车;思考
1桥头跳车问题及危害
在我国已建的各级公路中,桥头跳车已经成为一个质量通病,而高等级公路中则尤为严重。桥头跳车是道路的安全隐患,破坏路面平整度,严重影响通行能力和使用性能,大大降低了高速公路的社会效益与经济效益。其危害主要表现在两点:(1)降低车速,影响行车安全。当车辆行驶桥头搭板纵坡转折处,为避免车辆剧烈震动,司机会进行刹车减速,当车速过高时,车速减小幅度相对不大,跳车现象严重,极容易诱发安全事故;(2)提高养护成本。桥头跳车时会产生较大的冲击力,对桥梁和道路产生附加的冲击荷载,加速了道路、桥台、支座、伸缩缝等构造物的损坏,并因此增加了后期的养护成本。
2国内外的研究和尝试
不止于国内,桥头跳车问题也同样是国内外公路界关注的重要问题之一,在高速公路已取得大力发展的今天,如何有效解决桥头跳车或将跳车减小到最低程度,已成为高速公路建设及运营中亟待解决的问题。发达国家建设高速公路较早,因此他们较早发现了桥头跳车问题,并开展了有关的调查研究,也提出了相应的防治和处理措施。美国和加拿大等国家从20世纪60年代开始就对桥头引道沉降问题开展了广泛的调查,如美国背塔基州从64年开始对很多桥梁(782座)和引道进行调查和实地测量,有的进行了连续19年的观察,发现大量的桥头引道(78%)需要维修。加利福尼亚州和怀俄明州也进行了调查、监测以及有关的处治试验。为确定桥头路堤沉降引起跳车问题的严重程度和了解搭板设计与养护的现状,美国公路局也在此基础上进行了调查,范围波及大多数州和加拿大的部分省。略微提及不再累述。
由美国国家公路合作研究计划委员会编写的桥头跳车研究指出,美国大约25%的桥梁(约15000座构造物)受到桥头跳车的影响,全国每年此项修理费用预计高达1亿美元以上;我国在桥头跳车的维修治理方面同样耗资巨大,若按湖北武汉一宜昌高速公路统计推算,全国高速公路年均维修治理过渡段的费用至少在1亿元以上。桥头跳车所导致后期的养护成本增加之大由此可知。
在欧洲、北美、日本等国也通过应用土工格网等方法对高速公路桥头跳车问题进行处治。也早在2006年,葛洲坝集团的贺朝阳,就对桥头跳车的原因及危害进行了分析,并结合南昌生米大桥施工实际提出了解决桥头跳车的措施。网络中已公开的桥头跳车方面优秀的研究应用案例更是不胜枚举。
3桥头跳车的原因
3.1天然地基土的沉降
天然地基在自身重力作用下一般已完成正常固结,在其上修筑路堤后,由于路堤填土重力作用,使地基承受附加荷载而成为欠固结土,从而产生沉降变形,这种沉降变形不仅与后期的路基填土有关系,还与地基本身的土体性质密不可分。
3.2台背填土的压缩引起的沉降
施工过程中填料不密实;由于构造物的存在导致台背施工作业面狭小,仅可选用小型压实器械造成的压实度不足,甚至会出现压实盲区;以及人为的填筑超厚、压实遍数不够等均导致台背路堤常出现较大的下沉。
3.3缩裂缝引起的沉降
在台背与路基接头处,经常会产生细小的缩裂缝,汛期时雨水会随着这些细小的裂缝渗入路基,雨水不断的冲刷,带走了路基中细粒土,或者渗水无法有效排出,致使地基软化致使路基发生沉降。
3.4设计因素的影响
根据对实桥的调查结果显示,设计方案的选择对桥头跳车有较大的影响,如设计路基穿越软土地基或采用高路堤方案,势必存在较大工后沉降;桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同型式,其工后沉降也差异很大;软土地基路段采用不同的处理方法、填筑速率和填筑材料,这些都是影响桥头跳车的设计因素。
4 桥头跳车病害防治措施
要解决桥头跳车问题,主要需要解决两个基本问题,一个是桥头引道沉降值控制标准问题,另一个是桥头引道沉降控制方法的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于刚度较大的桥台和桥头引道柔性路基之间存在刚度差,无论采用哪种处理方法,都不可能完全控制桥头差异沉降,沉降值控制标准问题即讨论究竟产生多大的沉降才使车辆在时间车速内不至于使驾驶者或乘客产生不舒适反映,虽然有部分学者对此进行过一些研究,但是目前国内并没有一个明确的指标,设计施工与养护过程中也没有一个较好的参照体系。桥头引道的沉降控制方法主要有以下几个方面。
4.1 严格控制填料质量
桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,便于控制压实质量,减小路基压缩沉降,同时选用内摩擦角较大的填料也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。
4.2 处理好台后地基
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的一项重要措施。对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。就目前情况看,换填法适用与浅层软土地基的处理,由于该方法施工简便。水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大;塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,是目前处理软基较为常用方法。我们要根据当地实际情况,择优加以选用。
4.3 严格控制施工
合理安排施工计划,按规范要求进行施工,是有效减少桥头跳车的关键。填筑前控制好填料质量;施工过程中,控制好每层填筑厚度,碾压遍数;施工完成后,对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度。后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,特别要使那些不易碾压地方的密实度达到要求。台后最好按一定坡度设置泄水盲沟,沟底用粘土夯实,以利排水。
5桥头跳车的思考
国内外就解决桥头跳车问题进行了大量的研究与尝试,对桥头跳车的认识基本达成了共识,很多防治措施在实践中收到一定效果,但并不能彻底解决桥头跳车问题。究其根本,桥台与台背路面在结构上存在着差异,桥台一般采用刚性较大的钢筋混凝土浇注而成,具有较大的整体刚度,造价高;而与之相连的道路,则是刚度较小、柔性较大的弹塑性体,造价低。对结构物功能、耐久和造价等方面综合评估,桥台一般选择桩基、承台等沉降较小的基础结构;而与之相连的道路则不会考虑按桥台要求设置基础,加之填料的密实度,施工的工艺,作业的空间,地基土的类别参数,乃至计算理论体系的边界等因素致使实际的桥梁几乎无沉降,道路必然沉降,沉降差异超过一定限度将导致桥头跳车!
我国当前公路行业标准体系核心逻辑是工业化,标准化以大量生产,构建国家基础路网。一直以来,公路技术等级主要以交通量为依据选用,对道路所处区域特点及交通路网结构等功能考虑较少,当前,我国公路发展已处于完善路网阶段,以交通量为主导确定公路等级的结果是不同交通功能的公路,由于交通量相似,而按同样的标准修建,不利于构建合理的路网结构,更好地利用有限的资源,也不利于充分发挥公路建设的投资效益。公路新标准规范体系已明确公路功能为基础确定技术标准和指标方向的转变并将功能作为确定公路技术等级和主要技术指标的依据。
国内当前的公路标准体系及其推广的技术决定着处理桥头跳车这一质量通病的长期和艰巨性。我们已清晰看到信息时代,智慧技术对各行业的信息再造,国家公路新标准规范体系以功能为核心的指导思想只能是未来短期方向,在更远方向上的是公路功能定制,乃至工程定制。
我们欣喜地看到以BIM的兴起代表的信息技术的高速发展并在公路交通行业的运用,道路和桥梁各专业的一体化,协同设计,造价体系将积累更丰富全面而精确的成本样本;当下成本向管养偏移,将引导维修养护技术的革新;再度市场必然溯源建设以寻求更多发展,全面推动贯穿全生命周各参与方的BIM工程技术的升级,再通过整个行业标准体系的升级走向更远。
6 结束语
治理桥头跳车是国内外、整个行业、我们的标准体系一个漫长而艰难的修行。行业内BIM的兴起让我们看到一体化,协同设计的曙光。希望在面对这一行业蜕变时,我们能自信,接纳,相信将迎来大好的发展和个人更宽阔的平台!本文在成文时参考多部文献和著者的观点,在此一并表示感谢!成文仓促,加之个人知识的局限,肤浅、偏差和片面在所难免,恳请指正!
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[6]桥头跳车防治技术研究报告.东北林业大学土木工程学院.2002.5.
论文作者:姚柯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/31
标签:桥头论文; 桥台论文; 地基论文; 路基论文; 公路论文; 路堤论文; 较大论文; 《防护工程》2018年第18期论文;