對橋頭跳車的分析處理研究

朱鵬宇

摘 要：橋頭跳車是高等級公路中的一個典型的病害。由于橋梁和路基產生不同步的沉降，致使路、橋過渡段出現不同程度的臺階，從而影響道路功能。文章就橋頭跳車產生的原因進行分析，提出可行的施工處理方案。

關鍵詞；橋梁；沉降；施工方案

橋頭跳車不僅嚴重影響行車的安全、舒適、速度，同時對汽車產生危害、降低車輛的使用壽命，也可導致交通事故。同時車輛對橋臺產生瞬時沖擊力，對橋涵本身結構造成危害，影響正常工作性能。因此研究橋梁和路基不均勻沉降引起的橋頭跳車問題是我們公路工程中的一項重要工作。

1 不均勻沉降的原因分析

1.1 路堤填土不實

大多數情況下，橋臺背后的填土會高于路堤的填土，且填土的土質大多數為滲透性材料，孔隙率比較大。同時因施工面小，很難將橋臺背后的路堤填土進行夯實，碾壓到位。這就加大了不均勻沉降發生。在行車荷載作用下和時間的不斷推移過程中，未經壓實的填土，慢慢的空隙被碾壓密實，最終形成排水-固結，造成路堤填土與橋臺之間產生沉降落差，從而引發橋頭跳車。

1.2 材料剛柔性不同

建筑材料有剛性材料和柔性材料之分。剛性，是材料抵抗變形的能力。外力一定時，變形越小則其剛性越大；變形一定時，所加外力越小則其剛性越小。柔性，是材料響應變形的能力。外力一定時，變形越大則其柔性越大；變形一定時，所加外力越大則其柔性越小。

橋梁一般使用大石塊砌筑或鋼筋混凝土澆注而成，具有較大的剛性。而路堤等基礎，使用壓實土質或水泥混凝土，屬于柔性材料，具有較大的柔性。在行車荷載的長期作用下，在外力一定時，剛性材料砌筑的橋臺基礎變形小，柔性或半剛性的材料建造的路堤基礎變形大。同時，柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大，兩種材料在受力變形上的差異，使得兩者之間引起不均勻沉降，引起橋頭跳車。

1.3 排水不暢及填土流失

夏季雨水較多，大暴雨使得公路排水功能暫時癱瘓，造成水毀，因此水毀是公路夏季養護工作中一個普遍的問題，如不及時進行季后養護，也會引起橋頭跳車的發生。由于雨季的排水不暢，使得路基浸泡在雨水中，或雨水經橋臺與路面連接處的裂縫進入路基，輕者引起土質流失，引起沉降。重則掏空路基，引起塌陷。因此，道路排水不暢，引起路基土質流失，也會造成沉降不均，加劇橋頭跳車的發生。

1.4 橋梁伸縮縫的破損

為滿足橋面變形的要求，調節橋梁上部結構與下部結構之間聯結均勻受力，設置橋梁收縮縫。在較大縱坡的情況下，如不設置考慮適應豎直變位的構造，也容易產生缺陷，引起破壞。伸縮裝置沿橋面縱向，即使伸縮量小，也存在撓度差大的問題，因此，在伸縮裝置構造上要給予重視。伸縮裝置與梁體結合成等強的整體無疑是提高其使用效能的重要手段。由于設計不合理或伸縮縫施工質量沒把關，引起伸縮縫變形破壞，在橋臺伸縮縫處形成臺階，從而引起橋頭跳車。

1.5 其它因素

設計不合理、搶工期、施工質量管理不到位、壓實度不夠、材料質量存在隱患、現場監理監管不作為、車輛嚴重超載，都將造成橋臺和路基不均勻沉降，引起橋頭跳車。

2 不均勻沉降定量計算分析

根據上述對橋梁與路基連接處不均勻沉降的原因分析，結合材料、受力、沉降等理論知識，對沉降車進行定量計算分析，從計算數值才體現不均勻沉降的嚴重程度。

2.1 橋臺和路基變形量的定量分析

（1）橋臺大多為水泥砼結構和砌石結構，在荷載作用下產生彈性變形，殘余變形近乎為零。即： 橋ΔH1≈0。

（2）路基填筑材料主要為天然材料，如粘土、碎石土、風化砂礫等。在荷載作用下產生塑性變形，存在殘余變形。另外，路基頂面有水滲透人路基體內部，路基底面有毛細水上升到路基體內部；在水分的綜合作用下，材料內部顆粒之間發生重新組合，產生縱向位移，使局部密實度減弱，形成不均勻沉降，在荷載作用下加快塑性變形，即： 路ΔH1=h1。

這一殘余變形h1是隨荷載和時間而變化的函數：

h1=∫n10∫t10kndn·tdt

式中：k-常數；n- 累積時間；t-時間；n1-固結時間內累積荷載；t1-固結時間。

路基和橋臺在橋頭截面處的變形差值為：

路ΔH1 - 橋ΔH1=h1-0=h1

2.2 橋梁基礎和引道地基沉陳量的定量分析

（1）橋梁基礎大部分為鉆孔灌注樁，一般為摩擦樁，主要依靠摩擦力支承基礎頂部荷載，其沉降量很小，即使是擴大基礎或其它型式的淺基礎，靠地基承載力支承，其沉降量也很小，即： 橋ΔH2≈0。

（2）路提依靠地面承載力支承，地面雖然經過填前碾壓，但其畢竟為天然基礎，沉降明顯。即： 路ΔH2=h2。這一殘余變形h2是隨荷載和時間而變化的函數：

h1=∫n20∫t20kndn·tdt

式中：k-常數；n- 累積時間；t-時間；n2-固結時間內累積荷載；t2-固結時間。

在地面標高位置橋臺和土地基在橋頭截面處沉降變形的差值：

路ΔH2-橋ΔH2=h2-0=h2

綜上所述，橋臺豎向位移和引道豎向位移的為：

這些豎向位移的差值H 是隨荷載和時間而變化的函數：

H=∫n10∫t10kndn·tdt+∫n20∫t20kndn·tdt

正是因為這些位移差值H 的存在，使路橋相接之處同一橫斷面出現高差，引起標高突變，造成行車時車輛跳躍，即橋頭跳車。

3 不均勻沉降處理方法

根據定量分析后，掌握橋頭跳車的嚴重程度，進行開挖處理。

3.1 臺背、路基土體開挖加固處治

地基處治的對象是土體，土體本身是復雜多變的，沒有任何一種方法是通用有效的，同時，每種方法都是有其自身的適用特性和優缺點，所以，必須根據實際情況具體分析，對癥下藥解決問題。根據橋頭跳車嚴重程度，對原有臺背填土和路基填土進行開挖換填優良土質或加固處理。

3.2 注漿法

注漿加固法適用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防滲堵漏、提高地基土的強度和變形模量以及控制地層沉降等。注漿設計前宜進行室內漿液配比試驗和現場注漿試驗以確定設計參數和檢驗施工方法及設備。注漿法加固路基時，要嚴格控制好注漿壓力，注漿材料，注漿半徑和注漿設備。使得化學漿液擴散到松散土質的縫隙中，把原有土質膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能和化學穩定性良好的結合體，起到加固路基，減小沉降的作用。

3.3 設置橋臺搭板

橋涵與橋頭引道是兩個剛度差異很大的結構物，橋涵是剛性結構物，而橋頭引道是柔性結構物。因此在引道內增設搭板可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，借此用來緩和兩種不同材料引起的沉降差異，可以使得引道平穩過渡到橋梁，緩和不均勻沉降，消除橋頭跳車。

3.4 綜合處治措施

處理橋頭跳車應多管齊下，有效控制剛度突變和不均勻沉降。橋頭跳車病害不是孤立存在的。它與橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應力等關。

因此，綜合治理應從使用材料質量、壓實度、橋梁伸縮縫的設計與施工、道路排水、限制車輛超載等方面進行。

4 施工處理工藝

根據橋頭跳車處治內容，設立鑿除清理工區、路面修補工區、橋面面層及附屬設施工區。

4.1 路基工程

（1）對填料進行取樣試驗，確定最佳含水量及最大干密度，作為施工控制的依據；

（2）嚴格控制，確保填料粒徑、松鋪厚度符合要求；

（3）無法用壓路機壓實的邊角地帶，采用夯機夯實，確保了路基的壓實質量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥穩定基層的施工

在合格的路基（或底基層）上放樣→立模板→混合料集中拌合→混合料的運輸→攤鋪→碾壓→養生。

施工采用拌合樓攪拌混合料，現場立模，振動壓實施工工藝，在整個施工過程中應著重抓好拌合，攤鋪，壓實和養護四個主要環節。

拌合：嚴格控制含水量，拌合的混合料應盡快攤鋪，自第一次加水拌合到完成碾壓的工作時間不應超過2小時。

攤鋪：采用人工攤鋪，如果路床是干的，應將其濕潤，使混合料按要求的松鋪厚度均勻的分布在要求的寬度上，局部離析采用人工處理方式。

壓實：攤鋪整平后，隨即進行碾壓施工，壓路機對邊緣部分不能碾壓到位的部位，采用小型壓實機具碾壓。及時檢查平整度，厚度等。

養護：施工完成后，隨即進行養護，養護不少于7天，封閉交通，待達到設計要求強度后開放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放樣測量→立模板→廠拌作業→水泥砼的運輸→攤鋪振搗→機械整平→人工抹平、拉毛→養生→割縫→養生。

在整個過程中抓好了廠拌、振搗、整平三個重要環節，保證了砼路面的優良率。

水泥砼澆筑：插入式振搗仔細到位，對模板潤滑、支撐穩定情況、基層平整度、潤濕情況等進行了全面仔細檢查。

接縫處理：割縫式砼路面澆筑的關鍵，割縫時間掌握得當，在有效避免水泥砼路面收縮縫產生的同時，增強了路面外觀的美觀程度。

養護：砼路面完成后15天保濕養護，采用毛毯覆蓋，養護期間嚴禁車輛通行，在通車之前經試驗檢測合格后開放交通。

4.3 橋面面層及附屬設施施工

鑿毛：為恢復砼活性，加強新、舊砼結合，對薄壁臺噴射面做鑿毛處理。

植筋：檢查被植筋的砼面是否完好，用鋼筋探測儀測出植筋砼內的鋼筋位置，核對、標記植筋部位。如設置橋頭搭板的，嚴格按照設計要求進行施工。

5 結語

橋梁和路基不均勻沉降（橋頭跳車）是一個復雜的過程，處理的主要思路就是消除不均勻沉降。通過沉降的定量分析，掌握橋頭跳車的嚴重程度，選用合理的施工處理方法，就能減輕橋頭跳車現象，改善行車條件。

參考文獻

[1] 李海.橋頭跳車的作用機理與處治對策.公路，2010.

[2] 公路橋涵施工手冊.人民交通出版社.

[3] 吳寶龍.高等級公路橋頭跳車的危害及其機理分析.公路交通科技，2012.

3.2 注漿法

注漿加固法適用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防滲堵漏、提高地基土的強度和變形模量以及控制地層沉降等。注漿設計前宜進行室內漿液配比試驗和現場注漿試驗以確定設計參數和檢驗施工方法及設備。注漿法加固路基時，要嚴格控制好注漿壓力，注漿材料，注漿半徑和注漿設備。使得化學漿液擴散到松散土質的縫隙中，把原有土質膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能和化學穩定性良好的結合體，起到加固路基，減小沉降的作用。

3.3 設置橋臺搭板

橋涵與橋頭引道是兩個剛度差異很大的結構物，橋涵是剛性結構物，而橋頭引道是柔性結構物。因此在引道內增設搭板可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，借此用來緩和兩種不同材料引起的沉降差異，可以使得引道平穩過渡到橋梁，緩和不均勻沉降，消除橋頭跳車。

3.4 綜合處治措施

處理橋頭跳車應多管齊下，有效控制剛度突變和不均勻沉降。橋頭跳車病害不是孤立存在的。它與橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應力等關。

因此，綜合治理應從使用材料質量、壓實度、橋梁伸縮縫的設計與施工、道路排水、限制車輛超載等方面進行。

4 施工處理工藝

根據橋頭跳車處治內容，設立鑿除清理工區、路面修補工區、橋面面層及附屬設施工區。

4.1 路基工程

（1）對填料進行取樣試驗，確定最佳含水量及最大干密度，作為施工控制的依據；

（2）嚴格控制，確保填料粒徑、松鋪厚度符合要求；

（3）無法用壓路機壓實的邊角地帶，采用夯機夯實，確保了路基的壓實質量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥穩定基層的施工

在合格的路基（或底基層）上放樣→立模板→混合料集中拌合→混合料的運輸→攤鋪→碾壓→養生。

施工采用拌合樓攪拌混合料，現場立模，振動壓實施工工藝，在整個施工過程中應著重抓好拌合，攤鋪，壓實和養護四個主要環節。

拌合：嚴格控制含水量，拌合的混合料應盡快攤鋪，自第一次加水拌合到完成碾壓的工作時間不應超過2小時。

攤鋪：采用人工攤鋪，如果路床是干的，應將其濕潤，使混合料按要求的松鋪厚度均勻的分布在要求的寬度上，局部離析采用人工處理方式。

壓實：攤鋪整平后，隨即進行碾壓施工，壓路機對邊緣部分不能碾壓到位的部位，采用小型壓實機具碾壓。及時檢查平整度，厚度等。

養護：施工完成后，隨即進行養護，養護不少于7天，封閉交通，待達到設計要求強度后開放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放樣測量→立模板→廠拌作業→水泥砼的運輸→攤鋪振搗→機械整平→人工抹平、拉毛→養生→割縫→養生。

在整個過程中抓好了廠拌、振搗、整平三個重要環節，保證了砼路面的優良率。

水泥砼澆筑：插入式振搗仔細到位，對模板潤滑、支撐穩定情況、基層平整度、潤濕情況等進行了全面仔細檢查。

接縫處理：割縫式砼路面澆筑的關鍵，割縫時間掌握得當，在有效避免水泥砼路面收縮縫產生的同時，增強了路面外觀的美觀程度。

養護：砼路面完成后15天保濕養護，采用毛毯覆蓋，養護期間嚴禁車輛通行，在通車之前經試驗檢測合格后開放交通。

4.3 橋面面層及附屬設施施工

鑿毛：為恢復砼活性，加強新、舊砼結合，對薄壁臺噴射面做鑿毛處理。

植筋：檢查被植筋的砼面是否完好，用鋼筋探測儀測出植筋砼內的鋼筋位置，核對、標記植筋部位。如設置橋頭搭板的，嚴格按照設計要求進行施工。

5 結語

橋梁和路基不均勻沉降（橋頭跳車）是一個復雜的過程，處理的主要思路就是消除不均勻沉降。通過沉降的定量分析，掌握橋頭跳車的嚴重程度，選用合理的施工處理方法，就能減輕橋頭跳車現象，改善行車條件。

參考文獻

[1] 李海.橋頭跳車的作用機理與處治對策.公路，2010.

[2] 公路橋涵施工手冊.人民交通出版社.

[3] 吳寶龍.高等級公路橋頭跳車的危害及其機理分析.公路交通科技，2012.

3.2 注漿法

注漿加固法適用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防滲堵漏、提高地基土的強度和變形模量以及控制地層沉降等。注漿設計前宜進行室內漿液配比試驗和現場注漿試驗以確定設計參數和檢驗施工方法及設備。注漿法加固路基時，要嚴格控制好注漿壓力，注漿材料，注漿半徑和注漿設備。使得化學漿液擴散到松散土質的縫隙中，把原有土質膠結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能和化學穩定性良好的結合體，起到加固路基，減小沉降的作用。

3.3 設置橋臺搭板

橋涵與橋頭引道是兩個剛度差異很大的結構物，橋涵是剛性結構物，而橋頭引道是柔性結構物。因此在引道內增設搭板可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，借此用來緩和兩種不同材料引起的沉降差異，可以使得引道平穩過渡到橋梁，緩和不均勻沉降，消除橋頭跳車。

3.4 綜合處治措施

處理橋頭跳車應多管齊下，有效控制剛度突變和不均勻沉降。橋頭跳車病害不是孤立存在的。它與橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應力等關。

因此，綜合治理應從使用材料質量、壓實度、橋梁伸縮縫的設計與施工、道路排水、限制車輛超載等方面進行。

4 施工處理工藝

根據橋頭跳車處治內容，設立鑿除清理工區、路面修補工區、橋面面層及附屬設施工區。

4.1 路基工程

（1）對填料進行取樣試驗，確定最佳含水量及最大干密度，作為施工控制的依據；

（2）嚴格控制，確保填料粒徑、松鋪厚度符合要求；

（3）無法用壓路機壓實的邊角地帶，采用夯機夯實，確保了路基的壓實質量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥穩定基層的施工

在合格的路基（或底基層）上放樣→立模板→混合料集中拌合→混合料的運輸→攤鋪→碾壓→養生。

施工采用拌合樓攪拌混合料，現場立模，振動壓實施工工藝，在整個施工過程中應著重抓好拌合，攤鋪，壓實和養護四個主要環節。

拌合：嚴格控制含水量，拌合的混合料應盡快攤鋪，自第一次加水拌合到完成碾壓的工作時間不應超過2小時。

攤鋪：采用人工攤鋪，如果路床是干的，應將其濕潤，使混合料按要求的松鋪厚度均勻的分布在要求的寬度上，局部離析采用人工處理方式。

壓實：攤鋪整平后，隨即進行碾壓施工，壓路機對邊緣部分不能碾壓到位的部位，采用小型壓實機具碾壓。及時檢查平整度，厚度等。

養護：施工完成后，隨即進行養護，養護不少于7天，封閉交通，待達到設計要求強度后開放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放樣測量→立模板→廠拌作業→水泥砼的運輸→攤鋪振搗→機械整平→人工抹平、拉毛→養生→割縫→養生。

在整個過程中抓好了廠拌、振搗、整平三個重要環節，保證了砼路面的優良率。

水泥砼澆筑：插入式振搗仔細到位，對模板潤滑、支撐穩定情況、基層平整度、潤濕情況等進行了全面仔細檢查。

接縫處理：割縫式砼路面澆筑的關鍵，割縫時間掌握得當，在有效避免水泥砼路面收縮縫產生的同時，增強了路面外觀的美觀程度。

養護：砼路面完成后15天保濕養護，采用毛毯覆蓋，養護期間嚴禁車輛通行，在通車之前經試驗檢測合格后開放交通。

4.3 橋面面層及附屬設施施工

鑿毛：為恢復砼活性，加強新、舊砼結合，對薄壁臺噴射面做鑿毛處理。

植筋：檢查被植筋的砼面是否完好，用鋼筋探測儀測出植筋砼內的鋼筋位置，核對、標記植筋部位。如設置橋頭搭板的，嚴格按照設計要求進行施工。

5 結語

橋梁和路基不均勻沉降（橋頭跳車）是一個復雜的過程，處理的主要思路就是消除不均勻沉降。通過沉降的定量分析，掌握橋頭跳車的嚴重程度，選用合理的施工處理方法，就能減輕橋頭跳車現象，改善行車條件。

參考文獻

[1] 李海.橋頭跳車的作用機理與處治對策.公路，2010.

[2] 公路橋涵施工手冊.人民交通出版社.

[3] 吳寶龍.高等級公路橋頭跳車的危害及其機理分析.公路交通科技，2012.