公路橋梁橋頭的跳車現(xiàn)象分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、公路橋梁橋頭跳車的原因分析與設(shè)計(jì)要點(diǎn)問題公路橋頭跳車現(xiàn)象時(shí)一種典型的質(zhì)量通病，尤其是新建的高填方路基更為明 顯，產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因是多方面的，包括地基承載力條件、沉降、施工材 料的選用、設(shè)計(jì)深度與施工質(zhì)量等方面的諸多因素，其主要表現(xiàn)在橋涵臺(tái)背 與相鄰路基之間產(chǎn)生的差異沉降，造成錯(cuò)臺(tái)或縱坡不順以及造成構(gòu)造物的附加變 形，導(dǎo)致跳車現(xiàn)象明顯，嚴(yán)重影響行車舒適、降低行車速度、加劇橋梁及路面的 早期破壞。1、橋頭跳車現(xiàn)象的原因分析1.1、橋涵、通道與路基大多是同年開工平行施工修建的，因?yàn)闃蛎媸莿傂圆牧?，其地基?qiáng)度一般都很高不宜沉降與變形，而地基填土隨經(jīng)壓實(shí)仍然產(chǎn)生工后較大 的沉降，對(duì)于軟土地基局部；

2、橋涵地基一般進(jìn)行旋噴樁、粉噴樁或CFG樁加固處理，但路基局部與橋涵局部的工后沉降長(zhǎng)度截然不同，最后形成臺(tái)階跳車。1.2、在臺(tái)背蓋梁或臺(tái)帽與路基的連接部位，一般蓋梁反面設(shè)計(jì)有耳背墻，因 施工場(chǎng)地狹窄不方便壓實(shí)機(jī)械的有效作業(yè)導(dǎo)致壓實(shí)度缺乏或出現(xiàn)壓實(shí)盲區(qū)，經(jīng)過 長(zhǎng)時(shí)間的自重壓縮以及車輛自然碾壓的作用，也會(huì)形成不同的沉降而造成錯(cuò)臺(tái)跳 車。1.3、施工期間工序安排不當(dāng)，對(duì)橋臺(tái)施工及臺(tái)背回填不能夠統(tǒng)一有序的連續(xù)作業(yè)，常見為橋臺(tái)與路基分別完成后在進(jìn)行臺(tái)背回填，此時(shí)就存在著時(shí)間性的差異沉降。甚至為加快施工進(jìn)度盲目違章作業(yè)，填筑材料的松鋪厚度大于壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)能力，導(dǎo)致壓實(shí)度缺乏逐漸不同程度的沉降而跳車。1.4

3、、 對(duì)臺(tái)背的回填材料使用不當(dāng)，一般設(shè)計(jì)為深度2m的8滋灰土，在理論條件 下是合理的，但由于后續(xù)施工期控制質(zhì)量不盡人意多表現(xiàn)在石灰的鈣鎂含量、石 灰計(jì)量、壓實(shí)度、分層厚度等控制不嚴(yán)禁，壓實(shí)機(jī)具與壓實(shí)厚度不能相匹配，對(duì)橋臺(tái)與和錐坡結(jié)構(gòu)別離，軟土地基、濕陷性黃土地基浸水等造成路基沉降。1.5、臺(tái)背回填的設(shè)計(jì)工程量一般均包含在橋梁工程中，往往有的橋梁施工單 位由于不具有壓實(shí)設(shè)備，經(jīng)常出現(xiàn)將臺(tái)背回填工程量別離給路基單位，路基單位 進(jìn)行施工而橋梁?jiǎn)挝怀鼍呤┕z測(cè)資料，造成質(zhì)量管理脫節(jié)，導(dǎo)致回填材料的均 勻性、最正確含水量、標(biāo)準(zhǔn)干容重、最大干密度及壓實(shí)度均難以到達(dá)設(shè)計(jì)的效果， 而路基單位不只是承接的分項(xiàng)工程

4、質(zhì)量，導(dǎo)致臺(tái)背回填土下沉與后續(xù)施工的橋頭 搭板脫離下沉出現(xiàn)空洞，在重車軸載的作用下橋頭搭板斷裂而跳車。2、施工中防止跳車的措施2.1、施工時(shí)將臺(tái)身與回填施工統(tǒng)籌安排，給回填有充分的時(shí)間，在橋臺(tái)回填時(shí)應(yīng)先做回填，填筑沿著路基方向長(zhǎng)度上部應(yīng)該大于塔板長(zhǎng)度至少2m,下部應(yīng)該據(jù)臺(tái)高按1:2坡度計(jì)算，且不得小于20m也可橫向分層填筑，在涵洞施工過程 中一般都先于路基完成，其上部沿著路基方向長(zhǎng)度應(yīng)該不小于孔徑長(zhǎng)度，下部長(zhǎng) 度按涵洞臺(tái)高1： 2計(jì)算，采用橫向填筑。斜交涵洞臺(tái)背回填材料應(yīng)從洞身兩側(cè)在 小于2倍孔徑的范圍內(nèi)；同時(shí)按水平分層對(duì)稱填筑和橫向碾壓，以減緩填土壓力的影響。2.2、 當(dāng)工期安排采用缺口填筑

5、時(shí)；上部缺口長(zhǎng)度不小于臺(tái)高增加2m下部局 根底內(nèi)緣不小于 2m結(jié)合部位路基土應(yīng)根據(jù)壓實(shí)層開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1.0m,橫向分層填筑。2.3、施工過程中嚴(yán)格控制填土質(zhì)量和密實(shí)度，當(dāng)設(shè)計(jì)為柱、肋式橋臺(tái)時(shí)；應(yīng) 在橋臺(tái)根底完成后徹底去除淤泥、軟土及腐殖質(zhì)，而后回填砂礫即承臺(tái)應(yīng)建立在 密實(shí)的砂礫層上，承臺(tái)建成后暫不施工臺(tái)帽，以便于壓路機(jī)或小型機(jī)械能夠順暢 的壓實(shí)作業(yè)，在回填土壓實(shí)結(jié)束后在填土上當(dāng)做底模直接施工臺(tái)帽。2.4、施工過程中盡量擴(kuò)大施工作業(yè)面，盡可能的使用大功率壓實(shí)設(shè)備。當(dāng)臺(tái) 背支撐橋頭搭板的牛腿阻礙機(jī)械壓實(shí)作業(yè)時(shí)；可將難以壓實(shí)的部位、角落使用貧 混凝土填筑。同時(shí)；施工過程中保持作業(yè)面的排水

6、坡度，遇到雨季施工保持通暢 枯燥不積水。2.5、高填方的臺(tái)背與側(cè)墻的相接部位，盡量使用摩擦角大的材料進(jìn)行填筑， 而且還要注意施工時(shí)的填料土壓平衡，不得發(fā)生偏壓造成不均勻的沉降。對(duì)于軟 土地區(qū)的施工方法應(yīng)該進(jìn)行加載預(yù)壓， 待沉降穩(wěn)定后再進(jìn)行臺(tái)背部位的搭板施工， 而且有方案的不在汛期期間施工，目的在于臺(tái)背與路基過度斷的均勻及穩(wěn)定性。2.6、橋頭搭板的施工：應(yīng)嚴(yán)格控制兩個(gè)端點(diǎn)的質(zhì)量，在橋臺(tái)上的支點(diǎn)處要考 慮搭板的另一端沉降時(shí)位移的可能性，應(yīng)設(shè)置柔性薄支座。對(duì)于路基上的支點(diǎn)； 應(yīng)考慮填土擴(kuò)散的影響，枕梁寬度宜大不宜小。3. 防止橋頭跳車的技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)問題3.1、 、橋涵臺(tái)背的填料應(yīng)設(shè)計(jì)為滲水性好的砂礫

7、土、 碎石土以及具有堅(jiān)硬的山 皮土，最大粒徑不大于0.6倍的壓實(shí)厚度。不可使用容易產(chǎn)生崩解的風(fēng)化巖碎石， 該設(shè)計(jì)方案可不設(shè)計(jì)橋頭搭板，如下圖：3.2、按照彈性地基梁的受力原理進(jìn)行橋頭搭板設(shè)計(jì)，并設(shè)置上下兩層鋼筋等面積的矩形板，過渡段的長(zhǎng)度 L與路基高度H有關(guān)，橋頭搭板的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不宜小 于L=2H+35m 式中H為臺(tái)背回填高度，單位m尤其橋臺(tái)蓋梁的牛腿及耳背 墻的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的存在，此處施工機(jī)械很難發(fā)揮專業(yè)功能到達(dá)土體密實(shí)，由近至遠(yuǎn) 循序漸進(jìn)的設(shè)置不同深度的半剛性材料使之具備穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)防止超限沉降具有 良好的承載力。3.3、對(duì)于高填方路基宜采用生石灰擠密樁的設(shè)計(jì)方法增加臺(tái)背回填的路基穩(wěn) 定性，一是

8、生石灰發(fā)生消化反響并吸收水分降低路基土的含水量，同時(shí)發(fā)生體積 膨脹使樁間土擠密提高強(qiáng)度，作用機(jī)理 CaO+H2O=CaOH2二是由于土屬于固 相、液相和氣相三相體，CaOH2 + CO2= CaHCO固化石巖，可提高填筑壓 實(shí)的材料抗剪強(qiáng)度和承載力，剛?cè)徇^度法原理的應(yīng)用可改善整體路基強(qiáng)度和穩(wěn)定 性，使臺(tái)背回填范圍不發(fā)生橫向位移，其特點(diǎn)不顧及填土的含水量可增大填筑厚 度及其快速施工，有利于工期進(jìn)度。a、石灰擠密樁的樁長(zhǎng)由牛腿附近至搭板尾部逐漸縮短，起到剛性-半剛性-彈性承受荷載的過度作用，提高橋頭路基的剛度。因生石灰的吸水膨脹、放熱和離子交換的作用原理，改善樁間土的力學(xué)特性和形成石灰復(fù)合地基，加

9、強(qiáng) 提高地基承載力和減少沉降，也是減小橋頭路基沉降的必要設(shè)計(jì)手段。(b)、采用擠密生石灰樁設(shè)計(jì)的不同之處是； 根據(jù)路基寬度可橋頭搭板設(shè)計(jì)為 兩塊，但相鄰縱向縫(兩塊板的中間縱縫)必須壓在樁頂中心 ，同時(shí)生石灰樁頂 與搭板底面填筑40 cm的級(jí)配碎石起到褥墊作用。4.生石灰擠密樁設(shè)計(jì)要點(diǎn)及處理方案：4.1、縱斷與平面設(shè)計(jì)：生石灰擠密樁的樁孔位 置按等邊三角形布置，其排距按h=0.866s計(jì)算，技 術(shù)參數(shù)包括：(a)布樁樁距計(jì)算；S=0.95d (nc pdmax/ nc pdmax -pd ) ?,布樁排距計(jì)算；布樁數(shù)量計(jì)算； 布樁面積計(jì)算；(b)(c)(d)h=0.866s , N=1.2732F/ n2/d2 , A= F/ n2 ,4.2、復(fù)核地基承載力計(jì)算：？ spk=m ?pk+ (1-m)?sk，且 m=d2/de2。以上公式意義為：de 等效影響圓的直徑，樁位按等邊三角形布置時(shí)de =1.05s ;正方形布置時(shí)de =1.13s ;矩形布置時(shí)de =1.13 (s1-s2 ) ?； d 樁孔直徑，一般為400600 mm, pd 樁體的最大干密度(g/cm3)； 樁間土經(jīng)成孔擠密后的平均擠密系數(shù)，不宜小于0.90 ； pdmax 樁間土的最大干密度；F 基的承載力特征值(g/cm3) ； ?p k ?sk -樁間土的承載力特征值(KPa