摘 要:結合公路工程建設了分析橋梁橋頭跳車病害的成因機理,提出一些切實可行且有效的針對橋頭跳車的主要防治應對措施。
關鍵詞:橋頭跳車 地基 搭板設計 公路 質量 管理
中圖分類號:U416文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)04(b)-0072-01
引言
橋頭跳車現象是公路工程中普遍存在的一種病害。所謂“橋頭跳車”是指橋涵兩端一定范圍內路面相對橋面整體下沉,產生臺階,引起通過車輛跳起顛簸的現象。橋臺與臺后路堤的沉降差是產生橋頭跳車現象的根本原因,這種沉降差主要是由路堤過大的沉降量而引起。橋頭跳車是指由于橋涵構造物與橋涵臺后的路堤之問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。車輛通過橋頭時騰空產生的跳動和沖擊,又造成對橋梁和道路的附加荷載,加速了橋頭搭板,支座及伸縮縫的損壞,同時也加劇了車輛機件的磨損,降低其使用壽命,另外,跳車時車輛顛簸,引起駕駛員和乘客身體和心理不適,嚴重時會影響駕駛員的正常操作,造成行車事故。可見橋頭跳車之危害,須嚴加治理。一般認為當這種沉降差達到一定程度后就會給司機、乘客帶來不舒適感。橋頭跳車不但影響道路的服務水平,而且影響道路和橋梁的使用壽命。因此,有效地防治和控制橋頭跳車有著積極的意義。
1 橋頭跳車的危害
跳車是由于橋頭及伸縮縫處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現臺階引起車輛通過時產生跳躍的現象,其主要危害主要有以下幾個方面:
(1)由跳車產生的水平和垂直沖擊力會對路面、路基和橋梁結構物產生進一步的損壞,從而增加了養護維修費用和管理的難度,并降低了橋梁及道路使用性能。跳車時的沖擊力會對車輛產生不利反力,增加車輛的振動和機械磨損和輪胎的磨耗,油耗增大,縮短車輛使用年限,增加運輸成本。
(2)對行車安全和舒適度的影響。由于跳車的存在使車輛不得不降低車速,使道路的使用功能和通行能力受到很大影響;另外跳車使駕駛員和乘車者感到不適,心情不快易疲勞,所載貨物易損壞;嚴重跳車會造成翻車、追尾等交通事故,威脅人、車和財物的安全,造成生命、財產的損失。
2 引起橋頭跳車的主要因素
橋頭跳車臺階的產生和行成是多方面的,包括地基地面條件、填料、施工材料以及設計、施工等多方面的原因。
2.1 臺背填料質量控制不到位
施工時對橋臺臺后的回填材料未能慎重考慮,施工人員用料不當、技術控制不嚴,未能達到要求。施工時工期工序安排不當,以致橋頭填土處于工期未期,被迫趕工,不能很好地控制臺背填土的壓實度,致使填料壓實度不能滿足設計和規范要求,使填方體產生豎向固結變形,形成較大的工后沉降,在臺背與路基連接處造成沉陷形成臺階。但需要特別指出,施工中技術控制不當比材料不良更易造成構造物臺后填料的下沉。
2.2 地基基礎的強度差異
橋臺與路基大都是同年平行進行施工的,就橋梁整體來說都是鋼性體,其地基強度一般都有較高的要求,并進行加固處理,沉降較小或不沉降的巖石地基。而臺后填方段地基未進行加固處理,從而使橋臺和臺后填方產生差異沉降變形,以致形成臺階。
2.3 沉降盆的影響
施工時,經常是填土時,預留橋臺及下部樁基礎施工的空間,待橋臺及基礎完成后再回填土,在這兩種情況下,沉降盆發生了變化,好像向前移動了,這樣就造成了差異沉降△s,而且這種施工工藝使橋臺后的填土很難壓實,更加劇了沉降的差異。
2.4 橋頭路堤滲水破壞
橋頭的差異沉降容易造成路面開裂,雨水下滲,浸泡路基,使填土的強度指標大打折扣,易發生唧泥,噴漿等破壞。而跳車又加大了車輛荷載對路面和路基的沖擊力,如養護維修不及時,這種惡性循環會使破壞程度呈加速發展的趨勢。
3 橋頭跳車施工技術控制措施
(1)橋頭設置過渡段。考慮橋臺與臺背路面在結構、材料、剛柔、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設置枕梁和搭板。枕梁和搭板根據不同情況應采取不同的布置方式:橋梁為正交時,搭板預制,板頂澆厚6cm30#鋼筋砼或鋼筋纖維砼鋪裝層,在搭板與砼路面相接處設置脹縫,在與搭板鄰近的2~3塊路面的板縫連續設置脹縫;橋梁為斜交時除用鋼筋砼搭板和鋪裝層整體澆灌外,另設置鋼筋砼漸變板,其一端置于枕梁與搭板連接,另一端則直接置于路基相接于砼路面。當然這種處理方式并不一定受橋梁正交還是斜交的約束。②設置變厚式埋板。對瀝青砼路面,在橋臺連接處設置變厚式砼埋板;對砼路面,則將連接處的路面板改為變厚板。在搭板、埋板下為保證連接部位的剛柔層次面水平和垂直方向均漸次變化,宜采用強度和回彈模量均高于土基的路面結構材料,以提高該部位的整體受荷和抗沖能力,調整不均勻沉降。③路面過渡。橋頭不均勻沉降原因很多,且難于根除,為此常根據橋涵的長度和接線填方長度在橋頭一定長度范圍內鋪設過渡性路面,待路堤沉降基本完成后再改鋪設計路面。
(2)臺背填料的選擇。設計及施工中,臺背填料應在現場擇優選用。宜采用透水性好的填料填筑橋涵兩側路堤或采用改良性土作為填料。如果條件允許可用輕質材料填筑。
(3)地基加固處理。為消除橋臺和臺后填方段的差異沉降變形,需要對地基進行加固,對一般地基可采取加固土(水泥土、石灰土等)的方法進行加固處理,對軟土、濕陷性黃土、解凍土、河相沖積土等特殊地基,需進行適用于各自特點的特殊地基處理方法,如換土、強夯、固結、注漿、輕質路堤和粉噴等方法,以改善地基提高承載力減少工后沉降。
(4)改變伸縮縫的種類和位置。在臺背一定范圍內的路面伸縮縫盡量采用工廠化生產的嵌入式塑膠條,少用瀝青填充料;還有一種處理方法就是橋面上盡量把橋頭處的伸縮縫位置移至與橋頭相鄰的墩上,把橋頭處改為橋面連續,這樣可以減少橋頭跳車的機會。
(5)臺背填方的碾壓方法。施工過程中盡可能擴大施工場地,以便充分發揮一般大型填方壓實機械的使用,認真施工,給予充分壓實,在不能用大型機械壓實的情況下,要用小型振動壓路機或蛙式打夯機進行壓實,嚴格控制虛鋪厚度。
(6)設置完善排水設施。排水設施對填方的穩定極為重要特別對靠近構造物的填料,施工前應做好排水使原地基排水固結,必要時進行換填或打樁排水固結。
4 結論
總之,橋頭跳車是目前橋梁施工中多見的工程病害,要治理橋頭跳車首先要研究其產生的原因,提出適當的處治方法,并且要切實可行,便于施工,并且加強監督及施工技術控制的力度努力克服這一難題。對橋頭地基進行處理是非常必要的,工程中應結合經濟、安全、工期、土質等實際因素選擇合理的處理措施及施工方法;通過對橋頭引道路堤填土和其地基土注漿處理,可改善其力學性質,注漿加固處理后,有效減少了橋頭跳車程度,通過一年的實測,沉降量很小。橋頭跳車是由于橋臺臺背填土在行車荷載作用下塑性變形的積累和固結沉降以及地基自身的壓縮變形引起的,而施工質量不高又加劇了跳車現象的產生,因此,施工質量也必須嚴格把關。
參考文獻
[1]湯繼銀.淺談橋頭跳車的產生原因及其治理方法[J].投資與合作:學術版,2010(10):55~56.