高等級公路橋頭跳車的原因分析及處理方法

劉清生 許金華

[摘要]公路跳車現象已成為公路運營過程中普遍存在的質量通病，本文結合多年的施工實踐與心得，從橋頭跳車的危害性至產生的原因進行分析，介紹了多種處理橋頭跳車的方法，對減少和消除跳車通病有積極的作用。

[關鍵詞]公路橋梁；橋頭跳車；原因分析；處理方法

1引言

橋頭跳車是指由于橋涵構造物與橋涵臺后的路堤之間的沉降差超過某一限定值，造成汽車經過該路段時車輪產生上下振動的現象。橋頭跳車現象已經成為公路運營過程中普遍存在的質量通病。一般認為當這種沉降差達到1.5cm以后就會給司機帶來明顯的不舒適感。橋頭跳車的存在，輕則使車輛通過時產生跳動和沖擊，而對橋梁和路面造成附加的沖擊，并使司乘人員感到顛簸不適，嚴重的橋頭跳車現象，尤其在高等級公路中，不僅使行車的不舒適感大為增加，車速大幅度減低，甚至導致車輛失控而發生交通事故。同時，對橋頭路面大量的維修養護不僅花費了大量的人力、物力和財力，而且也產生了不良的社會影響。

2橋頭跳車的原因分析

引起橋頭跳車的根本原因是橋臺的豎向剛度很大，在建設和運營期間豎向位移是很小的，而臺背填土是鋪筑在彈性模量很小的地基上，在建設和運營期間，受填土荷載和汽車荷載等作用，沉降量較大，兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠大于橋梁的沉降量，形成錯臺，導致行車時發生橋頭跳車。現主要從以下幾方面進行分析：

2.1地基土質不良引起沉陷。橋頭通常位于溝壑地段，路基地形起伏較大，地下水位一般較高，且多屬軟土，在其上填筑路基，便極易產生沉陷。同時，橋頭路基填筑高度較一般地段大，產生基底應力相對較大，更易引起地基沉陷。

2.2臺背填料引起路基壓縮沉降。臺背填料因所含水分存在孔隙，在施工中采取很多措施均難以將填料顆粒間的孔隙完全消除。通車后，在其自重及車輛荷載作用下，臺背填料孔隙率逐漸降低，在一定期限內產生壓縮沉降。壓縮沉降主要決定于填料性質、施工條件及臺前、臺背防護工程的設置情況。一般透水性好的土、級配較好的砂石料，其壓縮沉降小；施工符合工序、壓實符合要求，壓縮沉降小；臺前、臺背設置有擋土墻、護面墻等構造物時，其壓縮沉降也小。

2.3設計不周，措施不當，產生路基沉降。主要體現在：往往受造價限制，設計中大河面、大溝壑采用小跨徑，使橋涵構造物尺寸偏小，甚至不到河面寬度的1/2，這就造成橋頭路堤過長、過高，而大多處于排水不良、土質較弱的地基上；對基底設計未作必要的處理，或處理不當留下隱患；臺前、臺背防護工程設計不合理，受路堤填料的壓力或推擠作用產生水平位移，引起橋頭路基沉陷；為節省投資，就地取材選擇填料而不作適當處理，使起其質量欠佳；橋臺結構與路面的銜接設計不良，在其連接部位盡管設計接縫，或設計連續鋪裝，有的還設計搭板以調節不均勻沉降，但由于橋臺與路堤相鄰處的沉降差仍造成橋頭路面裂縫，縱坡不順，或在突變點形成錯臺，導致跳車；橋臺路段水泥混凝土路面的脹縫設計不良，或與瀝青路面的接縫處理不當，導致混凝土板塊擠壓橋臺臺帽及橋面，形成跳車，以及在車輛和雨水的作用下路面產生沉陷、坑槽、啃邊等病害，形成跳車；對橋頭路面水處理不良，致使沿接縫或裂縫下滲路基，產生病害。

2.4控制施工質量不嚴，留下沉降隱患。主要體現在：施工不符合要求，臺背填土速度過快，壓實不密，則沉降快，對臺背接土墻等構造物擠壓力大，若臺前護坡、擋墻等結構物砌筑不及時，則可能引起土體滑移，影響壓力效果，甚至危害橋基；臺背、尤其是臺墻后側及翼墻內側墻土，壓實度達不到規定要求；橋頭混凝土路面因設計不周導致施工質量問題；對橋頭沉陷病害缺乏足夠認識。沒有嚴格把好填料質量關，按分層填筑、分層碾壓、分層檢測三分法施工；沒有選擇合適的氣候條件進行施工等，而產生沉降等。

3橋頭跳車的處治方法

3.1提高橋臺背的壓實度。首先，臺背地基必須密實加固，對影響中期強度和穩定的地面水和地下水，必須攔截或排出路基以外。然后，在臺背回填范圍內宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。接著嚴格碾壓工序，進行分層填筑、分層碾壓、分層檢測：壓路機能到位的地方，填料分層松鋪厚度宜不大于20cm；采用小型夯具時，松鋪厚度不宜大于15cm。

根據現行的公路路基施工技術規范的有關規定，臺背填土不低于同層路基壓實度的標準，某些公路建設管理部門還提出：重要部位(臺背填土也是其中之一)壓實度提高1～2個百分點。這樣從理論上講，可以適當減少引道路堤的沉降量，對橋頭跳車有一定的改善。

3.2設置橋頭搭板。采用橋臺搭板防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變，通過設置橋頭搭板進行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內，從而達到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長度要盡可能的長，填土高度越大，次固結引起沉降越大，要求搭板長度就越大。因此，僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也不是現實的。

3.3預壓處理。預壓處理的原理非常簡單，它就是在填筑臺背地基或路基后，在路基層或路面上堆載行車，時間可長達2年，使地基、路基土方有較長的沉降時間，得到很好的排水固結后，再行修筑路面結構層，這種方法是最經濟、最有效的方法。但由于我國現在屬于建設的加快時期，各公路工程建設項目的工期都有嚴格的要求，沒有時間進行預壓處理，今后這一方法將會得到廣泛應用。

3.4土工合成材料處治。實踐證明：加筋可以明顯提高土體的承載能力。土工合成材料加筋發揮其抗拉強度，通過加筋與土體之問的摩擦作用約束土體的側面變形，從而達到提高土體承載力和抗剪強度，使之趨近于彈性范圍內工作。同時，使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個加筋層上，單位土體面積的受力減小。

采用土工合成材料處治需要注意幾點：臺背回填的壓實度不能太低；加筋間距越小其沉降就越小；加筋設的長度最好等于橋臺的高度；橋頭路堤換填壓實系數小的材料，可以選擇天然砂礫、碎石、工業廢渣等；橋頭路堤地基如果屬于軟弱地基，應先進行軟土地基處理，如選用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等方法進行處治，上設砂礫墊層，頂面鋪設土工布，并做好排水系統，然后進行路堤的填筑。

4結束語

綜上所述，處理橋頭跳車的方法多種多樣，但每種方法都有其優缺點，施工時應根據實際情況選用適宜的處治方法，需要從設計、施工、養護各方面綜合治理。土工格柵柔性搭板方法是一種新興的處治方法，其不僅減小了剛度差異，且有效減小了路堤壓縮沉降與地基沉降，實踐證明其處治效果好，值得推廣。