淺談防止橋頭跳車的技術措施

楊堃賢

摘要:橋頭跳車是一種普遍現象。分析出現橋頭跳車的原因,并從三方面提出防止橋頭跳車的技術措施。

關鍵詞:橋頭跳車;剛度差;沉降差;地基處理;路基處理;路面處理

引言

隨著公路建設的迅速發展,特別是高等級公路里程的增加,汽車的行駛速度不斷提高,對行車舒適性的要求也越來越高,但是,橋頭跳車的問題,卻是公路建設多年的通病之一。橋頭跳車是指在橋臺構筑物與引道路堤填土銜接處產生較大的差異沉降,使得路面縱坡呈臺階顯著變化,導致高速行駛的車輛在這一區段產生顛簸跳躍現象。這種現象相當普遍。

1 橋臺跳車產生的主要原因及危害

橋頭跳車的基本原因在于橋頭和路堤的沉降差。橋頭跳車產生的直接原因是剛性橋臺結構物與柔性路堤連接處所產生的剛度差,以及在橋臺臺尾兩界地段因行車荷載的反復作用,填土在固結沉降過程中產生了較大的差異沉降。過渡段區域所存在的剛度差及沉降差問題是導致橋頭跳車的根本原因。剛度差的產生。橋臺與臺后填土連接剛度不同。由于橋涵結構物具有較大的剛性,而臺后路基和路面而組成的道路屬于剛性或柔性結構。公路建成后,隨著時間的推移,臺后填土產生較大的固結變形,與其相比,橋臺基礎產生的沉降變形相對小得多。當二者的相對沉降差達到一定程度時,搭板出現沉降或斷裂,在臺后便出現跳車現象。沉降差的產生。由于路基與橋涵在施工及運營過程中的不均勻沉降,致使路面不平順。在車輛經過時,橋頭產生“跳車”現象,影響行車的安全舒適性,嚴重時將限制運行速度,危及行車安全。在松軟及軟土路基地段的路橋(涵)過渡段,因較大沉降差使過渡段的問題更為突出。橋頭跳車的危害主要表現在影響行車安全、影響行車速度以及影響公路的服務水平幾方面。

2 防止橋頭跳車的技術措施:

2.1 地基處理

淤泥質地基。對于高等級公路工程的軟基處理,通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆載預壓法、換土法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等等。但實踐表明,以塑料排水板堆載預壓法的效果最佳。根據經驗推算,12m厚的淤泥層,若不采取任何加固處理措施,在5m填土高度的條件下,其100年的沉降量才達到1.7m。若采用塑料排水板法時,欲達到同樣的沉降量,當塑料排水板呈等邊三角形布設,板間間距(板距)為1.8m時,只需10個月,當板距為1.2m時,僅需4個月。含水量大的粘性土。對于含水量和孔隙比均較大、且含有有機物質的粘性土層可進行換土處理。換土深度視軟層厚度而定。對于一般性粘土,可進行開挖翻曬。當填土高度不大于4m時,開挖深度取O.6m;當填土高度較大時,開挖深度可大于lm。土質曬到最佳含水量時,再回填密實?；靥钔恋纳蠈觿t留出60cm的厚度用石灰土填實。如遇雨季施工不能曬干時,則全部用石灰土。在路基底下有了這一層石灰土后,便形成一個漸變帶,可以避免沉降的突變。

2.2 路基處理

填料選擇。首先應選擇強度高、壓實快、透水性好的材料,如卵礫土、碎石土、中粗砂以及強度較高的工業廢碴等。為了改善填土的密實性,應設計好相應的級配。在通常情況下、透水性填料的填筑長度(沿縱向)在基底處不少于2m,并按1:1設置斜坡或作成階梯狀,保證在頂面的填筑長度與搭板長度相對應。設置橫向泄水管或盲溝。在基底上填筑橫坡為3%～4%的粘土土拱,并進行夯實,然后在土拱上挖一條雙向放坡的地溝。地溝斷面尺寸一般可取(40～6O)×(30～50)cm,然后在臺背后全范圍內滿鋪一層隔水材料,例如油氈或尼龍薄膜材料,再在地溝內四周鋪設有小孔的硬塑料管,塑料管的直徑不小于10cm。其上的小孔孔徑為5mm,布成梅花形,間距約10cm。塑料泄水管的出口應伸出路基或橋頭錐坡以外。最后在塑料管四周填筑上述的透水性材料。若采用盲溝時,設置方法與此相同,僅取消其中的塑料管,而用大粒徑的碎石填筑地溝,并用土工布包裹盲溝的出口和作必要的處理。橋梁兩端路堤進行強夯處理。 對于臺背不易被壓路機碾壓的“死角”,應采用強夯處理方法,保證填土的密實和加速壓縮過程。強夯機宜采用重100kN的夯錘,其提升高度一般為6m～8m,即夯擊能量為600kN·m～800kN·m,夯錘面積為3.5m2,夯擊影響深度約為5m～10m。對于臺背和耳墻附近,夯錘提升高度取2m～3m,但錘擊次數需要增多,并注意不要損壞橋臺。設置橋頭搭板和埋板。設置橋頭搭板的目的是將臺堤銜接處突變的錯臺高差分散到搭板的兩端,這樣處理以后,對于原路面的縱坡只增加某個微小增量,從而可以改善橋頭行車條件,因此是重要的技術措施之一。

2.3 路面處理

預設反向坡度。在臺堤結合段預留反向坡度有點和設置橋梁預拱度的作法相類似。坡度的大小視臺堤間的沉降差而定。有的地方在路面鋪筑之前預加拋高14cm～16cm,待路面鋪完之后,其沉降量就能達到此拋高值的50%以上。設置過渡段路面。當路基沉降規律難以掌握時,可在橋頭一段長度的范圍內鋪設過渡性路面,待路提沉降基本完成后再改鋪原設計路面。常用的過渡性路面有預制水泥混凝土六棱塊(邊長34.6cm,厚20cm)和條石鋪砌(尺寸為25×25×40cm)等。這種處理方法的優點是發現局部沉陷時,翻修處理速度快,但不易鋪砌平整,行車時有抖動感覺,并且雨水易通過砌縫滲入路基內。橋面與路堤路面的鋪裝混凝土一次完成。這種方法可以解決路面與橋面混凝土連接的順適性。但此時應注意,在設計中應將臺帽背墻的頂面標高降低,使搭板的一端直接擱置在背墻頂面上,使橋頭從原來的兩條接縫變化一條接縫,提高了行車的舒適性。橋臺與路面間的接縫處理。對于水泥混凝土路面,在橋臺與路面連接處,易產生橫橋向裂縫。為防止雨水滲入路基導致路面破壞,可以采用如下圖所示的連接形式。填縫材料可用玻璃纖維類的物質,或麻織物等,然后再灌進較稀的瀝青。