摘要:随着高速公路的迅速发展,在公路建设中,桥头跳车现象已成为高速公路的多发常见病害,严重影响行车的平稳性和安全性,桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。桥头跳车问题一直是困扰市政管理工程技术人员的难题之一。桥头产生跳车的主要原因是桥头与路基的沉降差所致,它与地基条件、填筑材料、施工机械设备以及施工工艺等诸多因素有关。
关键词:公路桥梁;桥头跳车;防治技术
1 桥头跳车概述
桥头跳车指的是由于公路桥头及桥头引道处的伸缩缝的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象。当车辆经过时,会产生跳跃,对桥涵和路面产生冲击,且会引起车辆的减速和车内的剧烈震动,导致司机和乘客受到颠簸;剧烈的震动对于车辆也会产生不利,加速机械磨损以及轮胎的损耗,增加成本,浪费资源;如果行车速度过快,台阶高度过大,在急剧减速之后对车内人员的生命安全会产生严重威胁。此外,车辆的跳跃和减速会加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏,投入使用的公路由于桥头跳车导致的维护费用和管理难度的增加,直接影响了公路的使用寿命。桥头跳车是道路交通的危险源,需要加以重视。
2 桥头跳车的原因分析
2.1地基的沉降
桥涵通常位于沟壑、河道地段,地下水位较高,且多属软土,此类土天然含水量大,孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低,一但受到扰动,强度明显降低,桥头路基填筑高度一般较大,产生的基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉降,从而引起桥头跳车。
2.2台后填料本身出现的压缩沉降
桥台后填料一般为透水性材料,存在着多孔隙,在施工中虽按工序采取措施合理施工达到规范要求,但在竣工后,在车辆荷载及公路自身重力作用下,填料逐渐压缩,孔隙率降低,密度逐渐增大,便会在一定期限内产生压缩沉降,造成桥头跳车。
2.3施工方面
施工质量不宜达到要求,由于道路与桥涵的施工顺序是完成桥涵结构物后再填筑两端的路基,因此台背回填填土较高,施工作业面狭窄,工期短。由于施工作业面狭窄,大型机械很难作业,容易形成死角,当缺乏适宜机具时常用人工机具夯实,密实度很难达到设计要求。另外,一些施工单位只求进度,忽视质量,没有严格按施工规范作业,在台背回填时松铺厚度控制不严,回填过快,压实度达不到要求,材料把关不严,用人工夯实,再加上台背的防护排水设施不完善,使施工后产生沉降。
2.4桥头刚柔突变引起的跳车
桥台一般采用钢筋混凝土结构,属于刚性结构,公路路面结构一般采用沥青混凝土及半刚性基层、土质路基,属于柔性结构,二者存在较大的刚度差异,在车辆荷载作用下,二者的抗变形能力不同,形成刚性突变,造成跳车现象。
2.5施工顺序的原因
对于肋板台、柱式台而言,柱或肋板施工完毕后,首先对基坑进行处理,把淤泥和水清除干净之后回填砂砾分层压实,再进行台背、台前填筑,填筑时宜选用大型机械进行分层压实,对于难于压实的部位,应采用小型夯机予以分层夯实。为保证坡面的压实度,应适当宽填,完成后进行刷坡处理。一切施工完毕后,放置一段时间,让其有一个沉降的过程,之后在填料上做底模,直接浇筑盖梁,而不必搭设支架。若先施工盖梁,其下面的台背无法回填密实,必然会造成沉降。
3 桥头跳车病害的防治措施
3.1地基处理
3.1.1换填法
在软弱地层上铺设垫层,作为人工填筑的持力层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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、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。
3.1.2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。
3.1.3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。其最大优点是完工后沉降小,缺点是造价较高。
3.2 路基处理
3.2.1 填料的选择
应该选用强度高、压实快、透水性好的材料。如卵砾石土、碎石土、中粗砂和强度较高的工业废渣。为改善土的密实性,要做好相应的级配实验采用最佳级配通常情况下,透水性填料的填筑长度沿纵向在基底不少于2m。并按1:1设置斜坡或开挖成阶梯状。保证在顶面的填料长度与搭板长度相对应。
3.2.2 完善排水设施
在桥头距耳墙0.5m处设急流槽。将桥头水排入地面;在台后填料里设横向盲沟或泻水管或用粘土等透水材料封顶。挡土墙墙背应作好反滤层。使水能顺利地从泻水孔排出。
3.2.3 采用切实可行的施工机械
对于台背不容易压实的地方,采用切实可行的压实机械。保证填土的密实质量。较宽阔的部位应尽量采用大型压实机械。在临近构造物边缘及距涵顶50cm内采用小型夯压机械,分薄层认真夯压密实。夯压遍数应通过试验确定。以达到设计和规范要求的密实度。
3.3路面处理
设置桥头搭板可以使柔性路堤产生的较大沉降逐渐过度至刚性桥台上,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3~15m(当超8m时,宜设计成两段式或三段式搭板)。搭板的近台端一段搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道未钢性路面时,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,则搭板的远台端通常置于基层之间(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。
4 结束语
桥头跳车是公路常见病害,轻的使车辆通过时感到颠簸不适,严重时会造成车辆大幅度减速,甚至造成行车事故。严重影响高等级公路运行效率,而且处理起来也很棘手。总之,产生桥头跳车的原因是复杂多样的,由客观因素产生的桥头跳车只能尽量减小,但由于主观因素引起的桥头跳车则是可以避免的。因此解决桥头跳车问题的关键首先是选择合理的处治方案;其次是加强施工管理,以期消除由主观因素引起的桥头跳车。
参考文献:
[1]吴秋福.公路桥梁桥头跳车的分析与防治[J].路桥科技,2014(0 9):196.
[2]管振启.浅谈公路桥头跳车的病害防治措施[J].科技风,2014(01):147-149.
论文作者:吕凤华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签:桥头论文; 地基论文; 密实论文; 材料论文; 填料论文; 公路论文; 桥台论文; 《基层建设》2019年第3期论文;