高等級(jí)公路橋頭跳車的成因及處治對(duì)策

1、高等級(jí)公路橋頭跳車的成因及處治對(duì)策作者：不詳 發(fā)布時(shí)間：2009-12-11 11:00:17 來源：網(wǎng)絡(luò)文章正文 調(diào)查 熱評(píng) 論壇 一、引言 橋頭跳車問題一直是困擾橋梁工程技術(shù)人員的難題之一，特別是近幾年來隨著我國高等級(jí)公 路的迅速發(fā)展，橋頭跳車現(xiàn)象較為普遍，它直接影響行車速度，也影響了行車的舒適與安全，甚至造成行車事故，同時(shí)由于車輛的高速行駛在橋頭產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊，對(duì)路面和橋梁產(chǎn)生附加的 沖擊荷載加速橋臺(tái)、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，也加快了車輛本身的損壞，直接影響了公路的使 用壽命和社會(huì)效益，因此如何解決高等級(jí)公路橋頭跳車問題已成為刻不容緩的大事，本文對(duì)幾種有代表性的處治方法進(jìn)行了探討。

2、 二、橋頭跳車的成因 橋頭跳車產(chǎn)生的根本原因是構(gòu)造物與其兩端接線路堤間的沉降差，事實(shí)上完全消滅沉降差幾乎是不可能的，我們采取防治措施的目的是減少沉降差，使其控制在設(shè)計(jì)行車速度下，以滿足使用要求。 沉降差產(chǎn)生的具體原因主要有以下幾個(gè)方面： 1橋頭路堤及錐坡范圍內(nèi)地基處理不徹底 橋頭路堤及錐坡一般位于天然地基上，如果在填土前不做處理或處理不徹底，在路堤土的重力作力下其將產(chǎn)生極大變形，而橋梁構(gòu)造物多采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)地基處理的擴(kuò)大基礎(chǔ)等，其沉降量很小，若橋頭路堤土重力產(chǎn)生的變形不能在橋頭路面鋪筑時(shí)基本完成，將產(chǎn)生橋不沉而路沉的現(xiàn)象，造成跳車。 2壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn) 由于引道填土在壓路機(jī)碾壓時(shí)工作面小，特別

3、是埋置式柱式橋臺(tái)臺(tái)帽周圍一般壓路機(jī)無法作業(yè)，這就導(dǎo)致橋頭引道及錐坡的填土壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，造成這部分填土下沉，引起跳車。 3路面滲水 路面水滲入路基或路面積水沿臺(tái)背滲入路基，造成路基土軟化、水土流失，引起橋頭引道路基下沉，造成跳車。橋頭路基兩側(cè)排水不暢、防水工程不完善也極易引起路基土的流失，引起沉降和跳車。4臺(tái)后填土含水量大 河北省京深高速公路北拒馬河橋北橋頭引道是在春夏之交填筑的，路基土的含水量適中，橋頭跳車不明顯，而南橋頭是在雨季用未經(jīng)徹底晾曬的含水量高的粘性土填筑的，雖然在填土中也摻入了石灰，并設(shè)置橋頭搭板，但最終還是因填土達(dá)不到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)引起較大的變形，通車一兩年就出現(xiàn)非常明顯的跳車現(xiàn)

4、象。 造成橋頭跳車的原因還有設(shè)計(jì)上的不足（如特殊地基、路基處理）、施工質(zhì)量問題和施工管理問題等等。 三、橋頭路車病害的處治措施 1地基處理 （1）一般地基 挖除橋頭路堤邊坡及錐坡（護(hù)坡）坡腳外2m范圍內(nèi)的腐植土、耕植土、淤泥等，對(duì)基底進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)度不小于85%，另加2個(gè)百分點(diǎn)，回填土應(yīng)分層壓實(shí)，壓實(shí)度也按規(guī)范提高2個(gè)百分點(diǎn)。 （2）軟土地基 橋頭路堤地基要針對(duì)軟土層的厚度和軟弱程度采用不同的處治方法。當(dāng)淺層軟土厚度小于2m時(shí)宜全部挖除，再進(jìn)行基底壓實(shí)，換填顆粒較粗的填料，如天然砂礫、碎石、工業(yè)廢渣等 ，壓實(shí)度要求同一般地基。當(dāng)軟土層較厚全部挖除有困難時(shí)，應(yīng)采用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等

5、方法進(jìn)行處治 并設(shè)置砂礫墊層，在墊層頂面鋪設(shè)土工布，坡腳處設(shè)排水盲溝及時(shí)將路基水排除。路基土填筑時(shí)還應(yīng)控 制其填土速率（按規(guī)范要求）。 （3）濕陷性黃土地基 對(duì)橋頭路堤邊坡和錐坡坡腳外2m范圍內(nèi)的地基（明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)橋臺(tái)的基底）進(jìn)行強(qiáng)夯處理，壓實(shí)度不低于85%，另加2個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)滿足橋臺(tái)基底承載力的要求，處理后的基底標(biāo)高在橋臺(tái)、橋頭路堤范圍內(nèi)應(yīng)在同一水平面上，并用石灰土或水泥土封閉，防止地基浸水。 對(duì)濕陷性黃土地基還應(yīng)做好防水、排水工程，防止地表水滲入路基，造成沉陷。 （4）對(duì)季節(jié)性凍融地區(qū)的橋頭地基遇有飽和細(xì)粒土或含水土層時(shí)，應(yīng)全部挖除換填透水性土 壓實(shí)后再填路基。 2嚴(yán)格控制橋頭路堤的壓實(shí)

6、度 橋頭路堤及錐坡應(yīng)用小型振動(dòng)式壓路機(jī)分層碾壓（江蘇省交通系統(tǒng)開發(fā)的小型振動(dòng)式壓路機(jī)為5.15kN，重量1.1t），每層碾壓厚度不超過20cm，或用強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)（方法同前）。對(duì)臺(tái)背及柱式、肋板式橋臺(tái)的臺(tái)身周圍和橋頭引道填土的壓實(shí)度按設(shè)計(jì)規(guī)范再提高2個(gè)百分點(diǎn)，分層取樣測(cè)定其壓實(shí)度，并由試驗(yàn)得出橋頭路堤的工后沉降量，以此來確定以后工序所應(yīng)采取的措施（如自然沉降、預(yù)留變 位值等），以便于橋頭搭板長度所適應(yīng)的工后沉降差相一致。 3合理選擇路堤填料 （1）對(duì)軟土地段采用粉煤灰等輕質(zhì)材料填筑路堤。 （2）選用透水性良好、易壓實(shí)、沉降完成快、后期變形小的砂礫填筑路堤或用石灰穩(wěn)定土處理橋頭路堤，或用物理力學(xué)性能

7、比較高的流態(tài)粉煤灰水泥混合料作為橋臺(tái)回填料。 （3）不準(zhǔn)采用高塑性粘土填筑橋頭路段。 （4）在橋頭路堤任一高度的平面內(nèi)不應(yīng)采用不同填料填筑（不同層次可用不同的填料）。 （5）季節(jié)性凍融地區(qū)的橋頭路基上部采用水穩(wěn)性好凍融性好強(qiáng)度高的粗粒土填筑，填筑深度應(yīng)不小于最大凍深（包括路面結(jié)構(gòu)層厚度），以防凍脹時(shí)路面產(chǎn)生有害變形凍融時(shí)路床承載力下降。易受地表水、地下水影響的矮路基地段，除做好路基、路面排水進(jìn)行路基全防護(hù)外，還應(yīng)將路側(cè)邊溝遠(yuǎn)離路基，以減少水對(duì)路基的影響。4設(shè)置橋頭搭板 在橋頭設(shè)置搭板是防治橋頭跳車的一項(xiàng)主要輔助措施。搭板的一端支承在臺(tái)背上，用錨栓固定，另一端、可直接置于石灰穩(wěn)定土或路面基層上，

8、不設(shè)枕梁。搭板長度依據(jù)設(shè)計(jì)行車速度、路堤填土高度及預(yù)計(jì)的橋臺(tái)與臺(tái)后填土的工后沉降差的大小來確定，可選用4m、6m、8m、10m、12m幾種長度。搭板的受力形式多種多樣，在頂、底面配置足夠數(shù)量的受力鋼筋，搭板的下面設(shè)不小于2m厚的石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層，石灰穩(wěn)定土或碎礫石墊層應(yīng)在兩則鋪至邊坡面處，并順路方向鋪至搭板外23m.路徑3m 的明涵和暗式涵洞通道可不設(shè)橋頭搭板，但臺(tái)背填料應(yīng)選用砂礫或石灰土，由挖除表土后的地面起進(jìn)行填筑至路基頂，可選用小型振動(dòng)式壓路機(jī)碾壓，壓實(shí)度同前。 5嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填筑施工 眾所周知，橋頭跳車原因主要是路基壓縮沉降和地基沉降，由于填土的內(nèi)摩擦角較小，加之壓實(shí)質(zhì)量的

9、影響，所填路基的壓縮沉降一般較大，因此橋臺(tái)后宜填筑內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，如巖渣、碎石等。同時(shí)，選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺(tái)背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外。臺(tái)背填筑透水性材料，還應(yīng)滿足一定長度和寬度的要求，通常情況下基底處長度42.0m，與路基銜接處一般應(yīng)留11的斜坡或臺(tái)階形式。 填筑透水性材料，施工應(yīng)掌握以下幾點(diǎn)： （1）控制填料質(zhì)量，其細(xì)料含量不宜過大。 （2）臺(tái)背填筑前，在地基處理后的土拱上須設(shè)置泄水管或盲溝。 （3）臺(tái)背填筑透水性材料前，應(yīng)完成臺(tái)前防護(hù)工程及橋梁上部結(jié)構(gòu)。 （4）應(yīng)注意結(jié)構(gòu)物兩端對(duì)稱填筑施工。 （5）嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)程作業(yè)，控制每層填筑厚度和碾壓遍數(shù)

10、，并對(duì)每層填筑質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，透水性材料采用孔隙率控制其施工壓實(shí)質(zhì)量，其一般不宜大于15%. 若透水性材料來源困難，可采用細(xì)粒土填筑，并執(zhí)行有關(guān)規(guī)定，土質(zhì)不好，含水量高的必要時(shí)可摻小劑量石灰、水泥或土壤離子穩(wěn)定劑等進(jìn)行處理。 在橋涵施工中，注意橋臺(tái)砌筑與路基填高相結(jié)合并分層壓實(shí)到路基處理高度，要達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。 6橋頭路面作特殊結(jié)構(gòu)處理 考慮橋臺(tái)與臺(tái)背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)?、脹縮等方面存在的差異，為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡，可采取以下措施： （1）設(shè)置枕梁和搭板 枕梁和搭板根據(jù)不同情況應(yīng)采取不同的布設(shè)方式： 橋梁為正交時(shí)，搭板預(yù)制安裝，板頂澆6cm厚30號(hào)鋼筋或鋼纖維砼鋪裝層，在搭板與砼路

11、面相接處設(shè)置脹縫，在與搭板鄰近的23塊路面的板縫連續(xù)設(shè)置脹縫。 橋梁為斜交時(shí)，除用鋼筋砼搭板和鋪裝層整體現(xiàn)澆完成以外，還另設(shè)鋼筋砼漸變板。 漸變板的塊數(shù)視橋梁斜交角度大小而定，大于70 °、70°45°和小于45。時(shí)分別設(shè)1、2、3塊板或以上，并考慮受力關(guān)系，其短邊應(yīng)5m，長邊10m， 搭板按簡(jiǎn)支計(jì)算配筋，漸變板按構(gòu)造鋼筋位于板面下1/31/2板厚范圍。實(shí)踐證明采用此措施還應(yīng)考慮到：搭板 的長度確定至關(guān)重要，一般采用5m長搭板為佳，且其長度與路堤填高成正比，并與土基狀況有關(guān)。搭板 按簡(jiǎn)支板進(jìn)行內(nèi)力優(yōu)化并配筋，面層按構(gòu)造鋼筋配筋，但在荷載作用于搭板時(shí)，板下路基會(huì)起到

12、一定的 支承作用，尤其當(dāng)枕梁下沉?xí)r，部分搭板更受到路基支撐，使板頂產(chǎn)生局部拉應(yīng)力，對(duì)這種復(fù)雜的受力過程 ，設(shè)計(jì)時(shí)難以確定，故配筋與實(shí)際會(huì)有出入，枕梁按彈性地基梁計(jì)算，其關(guān)鍵問題在于確定地基（路基）反力 的分布規(guī)律，而截止到目前關(guān)于彈性地基結(jié)構(gòu)計(jì)算的各種理論都只是部分地、不同程度地反映地基的實(shí)際性 質(zhì)，只在一定范圍內(nèi)比較符合實(shí)際，故對(duì)于不同計(jì)算方法的適用范圍應(yīng)予特別注意。搭板頂面設(shè)置何種鋪 裝層，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)其出現(xiàn)沉陷時(shí)需要使用的修補(bǔ)材料、修補(bǔ)方法，并結(jié)合實(shí)際情況及相關(guān)問題，進(jìn)行 處理以達(dá)到滿意效果。 （2）設(shè)置變厚式埋板 對(duì)瀝青砼路面，在橋臺(tái)連接處增設(shè)變厚式水泥砼埋板，對(duì)水泥砼路面，則將連接

13、處的路面板改為變厚式。在搭板、埋板或變厚式板下，為保證連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓鶟u次變化，宜采用強(qiáng)度及回到彈模量均高于土基的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，利于減小錯(cuò)臺(tái)幅度，調(diào)整不均勻沉陷。 （3）路面類型過渡 橋頭不均勻沉降原因多，且難于根除，為此應(yīng)根據(jù)橋涵的長度和接線填 方長度在橋頭一定長度范圍內(nèi)鋪剛性過渡層或?yàn)r青過渡層。 對(duì)橋頭路面接縫進(jìn)行處理 （1）橋梁與水泥砼路面間的接縫處理不好常形成錯(cuò)臺(tái)，產(chǎn)生橋頭跳車，使板局部遭到破壞，采用圖1所示形式連接處理。其可基本消除面板因溫度應(yīng)力撓曲變形而產(chǎn)生局部應(yīng)力，進(jìn)而減小板底結(jié)構(gòu)的不均勻沉陷導(dǎo)致的錯(cuò)臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)板底由半剛性向

14、橋臺(tái)剛性過渡的設(shè)計(jì)要 求，避免了因局部薄弱而產(chǎn)生的病害。 （2）橋梁與瀝青路面的接縫，往往由于該處瀝青路面難以碾壓密實(shí)產(chǎn)生沉陷、錯(cuò)臺(tái)或?yàn)r青路 面受推移造成擁包。 （3）水泥路面與瀝青路面間的接縫，亦可采用類似處理措施得到解決。 （4）嚴(yán)格質(zhì)量管理，確保合格工程。嚴(yán)格質(zhì)量管理，關(guān)鍵在于建設(shè)單位及其主管部門，特別 是設(shè)計(jì)施工單位的協(xié)調(diào)努力，共同遵照設(shè)計(jì)施工規(guī)范、施工程序、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程以及嚴(yán)格的質(zhì)量 和監(jiān)理，以確保合格工程才能避免橋頭跳車病害發(fā)生。 四、防止產(chǎn)生橋頭跳車對(duì)策實(shí)例 1上海龍陽路立交橋防止橋頭跳車實(shí)例 該立交橋橋頭地段，地表1.6m以下有厚約20m的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，故采取以下處理措

15、施，以避免橋頭跳車。 （1）在路面底至地面垂直距離H1.5m處，采用粉煤灰填筑路堤。因粉煤灰質(zhì)輕，透水性好，后期強(qiáng)度高，可有效降低地基應(yīng)力，減少軟土地基沉降。同時(shí)路堤竣工后沉降量小，使橋頭的沉降差減小 . （2）在3m的橋頭高路堤地基中做水泥加固粉噴樁。根據(jù)地基強(qiáng)度及路堤（或擋墻）完工后容許的剩余沉降量要求，確定樁長915m，間距1.5m. （3）橋頭設(shè)置搭板，橋頭路堤剩余沉降量雖控制在10cm內(nèi)，但仍出現(xiàn)與橋頭錯(cuò)臺(tái)，因此經(jīng)在橋頭設(shè)55m長鋼筋混凝土搭板通車三年后營運(yùn)情況良好。 2（北）京石（家莊）公路某立交橋 該橋?yàn)闃痘亓κ綐蚺_(tái)，摩擦樁長25m，臺(tái)后路堤設(shè)計(jì)高度5.5m.施工時(shí)臺(tái)后預(yù)留底寬

16、9m，頂寬15m的缺口，架橋后用級(jí)配砂礫石填料并經(jīng)振動(dòng)碾壓回填，其路堤先于缺口56個(gè)月填筑完成。 當(dāng)臺(tái)后路基將填筑到設(shè)計(jì)高度時(shí)，離臺(tái)面12m處出現(xiàn)有若干0.51.5cm寬、貫通路基并繼續(xù)發(fā)展的橫向裂縫。原因是在其地表1.0m以下有新近沉積厚約2.5m的高壓縮性淤泥質(zhì)粘土。因其變形量大，沉降持續(xù)時(shí)間長，缺口處路堤完工后沉降將超過10cm，遂決定采取處理措施。 基于靠近路基下臥軟土層的厚度相對(duì)不大，填料系屬透水性材料，采用超載預(yù)壓。 （1）根據(jù)地基、路堤穩(wěn)定性允許的堆載時(shí)間，超載比取50%. （2）由確定的超載比反算地基和路堤的穩(wěn)定性，得出最小安全系數(shù)K=1.18. （3）超載預(yù)壓設(shè)邊樁、沉降板進(jìn)

17、行觀測(cè)，15h后測(cè)得路基堆載總沉降量1213cm，因此采用措施產(chǎn)生了效果。 （4）分格計(jì)算沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，得出剩余沉降量約為2.1cm，確定橋臺(tái)背設(shè)置8m長搭板，可以調(diào)整沉降差異。通過上述處理措施該橋通車至今無跳車現(xiàn)象。3寧波外環(huán)線城西路某橋梁 該橋與路線正交，原設(shè)計(jì)橋臺(tái)背采用5m鋼筋混凝土搭板一端置于橋臺(tái)蓋梁，另端擱置路基枕梁與水泥路面相接的處理方法，但效果不理想，仍存在跳車。為此先后考慮采用以下方案進(jìn)行補(bǔ)救。 （1）預(yù)設(shè)枕梁處計(jì)算沉降量，抬高枕梁標(biāo)高、施工，以待其下沉回復(fù)，但竣工運(yùn)營一年未能如愿。分析原因在于沉陷數(shù)據(jù)計(jì)算難于與施工實(shí)際中質(zhì)量控制因素相吻合。 （2）擬在枕梁下預(yù)設(shè)安放千斤頂?shù)目臻g，搭板按設(shè)計(jì)標(biāo)高施工，待其完成后在日后沉陷時(shí)將千斤頂置入枕梁下的預(yù)留空間頂起填塞，使梁恢復(fù)設(shè)計(jì)標(biāo)高，但如此實(shí)施