城市橋梁橋頭跳車成因分析和防治措施

徐云肖 鄭少午

（ 杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站，浙江 杭州 310000）

1 橋頭跳車的成因分析

現(xiàn)行的橋涵規(guī)范中規(guī)定，簡(jiǎn)支梁橋臺(tái)的工后沉降量的容許值為2.0cm，跨徑小于25m時(shí)仍以25m計(jì)算。以25m跨徑的簡(jiǎn)支梁為例，該橋臺(tái)的工后容許沉降為l0cm。而在實(shí)際的橋涵建設(shè)中，簡(jiǎn)支梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)容許沉降量比規(guī)范中要小得多，特別是樁基橋臺(tái)的沉降量更小，通常為不超過(guò)3cm。而在軟土路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定，容許沉降量為：橋臺(tái)與路堤相鄰處≤0.10m；涵洞箱型通道處及過(guò)渡段≤0.20m；一般路段≤0.30m。樁基橋臺(tái)的輕微沉降要比地基路堤的沉降小得多，而正是這種沉降差造成了橋頭跳車。橋臺(tái)是剛度很大的構(gòu)造物，在施工結(jié)束時(shí)沉降已基本完成：而高填土路堤的剛度很小，它在車輛荷載的反復(fù)作用下產(chǎn)生較大的沉降變形，這是產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因。把造成橋頭跳車的因素歸結(jié)起來(lái)主要有以下兩個(gè)方面。

1.1 路基沉降

臺(tái)后填料本身含有水分，存在孔隙，施工中無(wú)論采用什么措施，采用何種填料也不可能完全消除填料顆粒間的空隙，即使壓實(shí)度達(dá)到95%以上，在填料及車輪荷載的反復(fù)作用下，路基填料逐漸被壓縮，在通車后一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生壓縮沉降。另一方面，臺(tái)后填料及路基填土在竣工通車時(shí)并沒(méi)有全部完成固結(jié)沉降。在車輛荷載作用下土顆粒(填料顆粒)骨架會(huì)發(fā)生蠕動(dòng)變形，它所產(chǎn)生的次固結(jié)沉降可以達(dá)到總沉降的10%左右，這也是橋頭跳車的一個(gè)重要原因。

1.2 地基沉降

橋涵結(jié)構(gòu)一般位于溝壑地段，橋臺(tái)背后的地物地貌和其他路段相比，明顯要差些。該地段地下水位較高，孔隙比大，含水量高，強(qiáng)度低，壓縮性大，土質(zhì)具有濕陷性。在其上填筑路基肯定會(huì)產(chǎn)生較大變形。同時(shí)，由于橋頭段路堤填筑比一般路段要高，約在5～l0m 左右，有的甚至在l0m 以上；其產(chǎn)生的基底附加應(yīng)力就大，從而引起的地基沉陷也大。

2 橋頭跳車的控制措施

綜上所述，臺(tái)背與路基的工后沉降差是客觀存在的，難以避免的。一般橋臺(tái)采用樁基來(lái)承受外荷載，發(fā)生沉降很小，而路堤建在柔性地基上，必然產(chǎn)生較大沉降。筆者認(rèn)為，主要要從設(shè)計(jì)和施工兩方面將錯(cuò)臺(tái)高差控制在2厘米以內(nèi)并使之產(chǎn)生平滑過(guò)渡段，減少或消除跳車現(xiàn)象，并通過(guò)使用甲加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)來(lái)弗補(bǔ)差值。

2.1 合理設(shè)置橋梁長(zhǎng)度，減少橋頭填土高度

橋梁長(zhǎng)度的設(shè)置應(yīng)充分考慮到橋臺(tái)背填方路段的地基情況、填土高度，改善堤長(zhǎng)度，綜合分析其沉降問(wèn)題。選擇經(jīng)濟(jì)合理的橋梁位置、橋梁跨徑和長(zhǎng)度及路堤護(hù)坡形式。

2.2 地基處理

對(duì)橋臺(tái)背軟弱地基進(jìn)行處理，是控制橋頭跳車的重要手段，軟土地基處理的方法很多.如換土浩、超載項(xiàng)壓法、強(qiáng)夯、減少附加應(yīng)力法、排水固結(jié)法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、碎石樁法等等。實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)結(jié)合實(shí)地情況，采用行之有效的方法處理軟土地基.改善地基性能，提高地基承載力，減少沉降。同時(shí)應(yīng)采取技術(shù)措施，設(shè)置透水層，清除原地面雜物，壓實(shí)度控制在90%以上，地基承載力滿足設(shè)計(jì)值，基坑回填用石灰穩(wěn)定土和砂礫分層回填整實(shí)至原地面。

2.3 路基處理

2.3.1 合理選擇填料

臺(tái)后填科應(yīng)選擇內(nèi)摩擦角較大壓縮沉降量小的透水性材料，如我們選擇強(qiáng)度高，易壓實(shí)，透水性好的砂礫土、石灰穩(wěn)定土、卵石土等填料。試驗(yàn)表明灰土壓縮性比素土減少25%，壓實(shí)度提高2%，使填土壓實(shí)度提高，最終可減少沉降量12%。臺(tái)后填料也可選擇輕質(zhì)填筑材料如粉煤灰菩，通過(guò)減少自重，達(dá)到減少沉降的目的

2.3.2 減少工后沉降

施工期間臺(tái)后路基范圍內(nèi)不允許做施工場(chǎng)地。故橋臺(tái)施工保養(yǎng)完畢后.應(yīng)馬上開始橋臺(tái)臺(tái)背后的填土工作，盡量增加橋頭填土的沉降期，減少其工后沉降。此外也可采用超填預(yù)壓的方法。

2.3.3 保證密實(shí)度要求

為保證臺(tái)背及臺(tái)前填土質(zhì)量，根據(jù)臺(tái)背填土工作作業(yè)面小這一實(shí)際情況，嚴(yán)格控制每一層壓實(shí)厚度不得大于l5厘米。壓實(shí)機(jī)械要臺(tái)理配置，并配備氣震，保證基坑及死角處的壓實(shí)度要求，特別是對(duì)橋臺(tái)墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)難以達(dá)至l 規(guī)范要求處，應(yīng)翻挖再回填細(xì)式砼。

2.4 臺(tái)理安排施工工序

樁基施工時(shí)應(yīng)盡早進(jìn)行臺(tái)后填土，減少工后沉降。為保證橋臺(tái)臺(tái)后填土壓實(shí)度要求，應(yīng)先將臺(tái)后填土填至臺(tái)帽底面標(biāo)高，再澆注帶措板牛腿的臺(tái)舊。為使伸縮縫與兩側(cè)橋梁及臺(tái)帽標(biāo)高一戥.不發(fā)生錯(cuò)臺(tái).在施工時(shí)就必須由生產(chǎn)廠家專業(yè)隊(duì)伍安裝伸縮縫，根據(jù)不同的溫度。采用不同的預(yù)伸縮量。要求鋪筑路面時(shí)先將伸縮縫預(yù)留槽臨時(shí)用瀝青填筑，路面一次鋪筑，再對(duì)預(yù)留槽進(jìn)行切縫，安裝伸縮縫。

2.5 橋頭搭板的設(shè)置

臺(tái)后路基沉降在長(zhǎng)度和寬度方向上均有不均勻沉降，設(shè)置橋頭搭板可使其產(chǎn)生的較大沉降逐漸過(guò)渡到橋臺(tái)所在地段。搭扳的長(zhǎng)度可根據(jù)臺(tái)后填土破壞破壞的長(zhǎng)度來(lái)確定，與道路路堤填筑高度成正比，并與土基狀況有關(guān)。經(jīng)計(jì)算一般情況下填土高5米以內(nèi)搭板長(zhǎng)度定為8米，板厚30厘米；填土高度太于5米，搭扳長(zhǎng)度定為l0米，板厚35厘米。

當(dāng)橋粱為斜交時(shí)，應(yīng)加設(shè)鋼筋混凝土漸變扳，漸變板一端擱置于枕粱上與搭板連接.其余直接置于路基上。漸變板塊數(shù)視橋梁斜交角度大小而定，大于75度設(shè)1塊，75～45度設(shè)2～3塊，小于45度設(shè)3塊板以上考慮到受力關(guān)系，漸變板的短邊長(zhǎng)度不小于5米，長(zhǎng)邊不大于l0米。

為防止搭板下路基下沉、搭板斷裂和縱向移位，應(yīng)在搭板下澆筑素砼墊層，提高搭板底層的強(qiáng)度。在橋臺(tái)背墻上預(yù)埋鋼筋錨栓，牽制搭板縱向移位。

搭板及枕粱設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。搭板按兩端支撐的簡(jiǎn)支板進(jìn)行內(nèi)力和配筋計(jì)算，其面層可以按構(gòu)造配筋。而在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)荷載作用在搭板上時(shí)，路基并沒(méi)有全部與搭扳低面相脫離，尚對(duì)其有一定的支撐作用，板頂有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力、這種復(fù)雜的受力過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)難以從全面考慮，配筋與實(shí)際會(huì)有出入，因此對(duì)面層筋要適當(dāng)放大。枕粱按地基梁計(jì)算，關(guān)鍵在于確定地基反力的分布規(guī)律，再通過(guò)有關(guān)理論和方法加以解決到目前為止，關(guān)于彈性地基上結(jié)構(gòu)計(jì)算理論，雖然不少，但不很完善，各種理論只是部分地不同程度地反映地基性質(zhì)。因此只是在一定范圍內(nèi)比較符合實(shí)際，在具體運(yùn)作過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，考慮各種外界因素，加以綜臺(tái)考慮。

2.6 橫向加筋技術(shù)

橫向加赫技術(shù)主要是鋪設(shè)土工合成材料，把淺層軟弱地基加固成加筋土形式。通過(guò)鋪設(shè)土工格柵使上部填土的抗剪切變形能力得以充分發(fā)揮，達(dá)到提高地基承載力的目的。

3 小結(jié)

3.1 對(duì)橋頭地基進(jìn)行處理是非常必要的，工程中應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)、安全、工期、土質(zhì)等實(shí)際因素選擇合理的處理措施及施工方法

3.2 橋頭搭板是一種緩和橋臺(tái)與路堤之間沉降差的比較有效的措施。不過(guò)這種措施的設(shè)計(jì)、配筋計(jì)算有待進(jìn)一步完善

3.3 橋頭跳車是由于橋臺(tái)臺(tái)背填土在行車荷載作用下塑性變形的積累和固結(jié)沉降以及地基自身的壓縮變形引起的，而施工質(zhì)量不高又加劇了跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此，施工質(zhì)量也必須嚴(yán)格把關(guān)。

[1]王明懷.高等級(jí)公路橋頭跳車病害的成因與防治研究[J].華東公路;1996年01期.