剛柔過渡型處理措施預防橋涵臺背跳車病害研究

陳玉留 薛偉

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.045

摘 要：跳車病害影響了車輛的速度，公路的通行能力降低，主要原因是橋涵臺回填土體本身的剛度與橋涵臺混凝土剛度不同，引起的變形沉降差引起的。基于橋臺和基礎與臺背回填土及其地基的剛度差異以及臺背回填與路堤的剛度差異，該文采取剛柔過渡結構從設計上達到減少沉降差的目的。

關鍵詞：橋涵臺背 剛柔過渡結構 變形控制

中圖分類號：U448.14 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（c）-0045-02

“跳車”就為其中一個不能避免的病害，橋涵臺背處經常出現跳車等現象，這種病害影響了車輛的速度，公路的通行能力降低，進而縮短車輛的運行壽命，最終影響到道路的使用年限[1]。

西南山區由于自身區域地質背景，橋涵處發生跳車的可能性大[2]，按照前人提出的“剛柔過渡”理論方法，通過對回填材料的處理，主要是實現橋臺、回填材料、路堤剛度差異的減少，提高回填材料的強度，減少路堤和橋臺剛柔性差異[3-4]。

1 剛柔過渡型基本處理措施

按照橋涵臺背的特點、回填材料特點，主要采取了以下方案[5]。

1.1 填料+土工格柵分層加筋結構

這種結構主要是利用土工格柵的加筋作用，橋涵臺背在回填碎石的同時，分層鋪設土工格柵，土工格柵從橋涵臺背底部向上鋪設，鋪設長度依據橋涵臺背處的寬度增加。主要將土工格柵一端錨固于橋臺背，另一端向向路基水平展鋪，最下一層鋪設在構造物基礎的頂面，最上一層鋪設在路基的頂面，增加回填材料強度，見圖1。

1.2 填料+過渡臺階結構

回填土體強度和剛度與橋涵臺處差距較大，主要是回填土體的強度與橋涵臺處混凝土的強度、剛度差距較大，在車輛動荷載的作用下，回填材料的變形遠大于在橋涵臺邊緣處變形，形成位移突降，行車荷載在此產生的沖擊力較大，采取填料+過渡臺階結構，可以增強該部位的剛度，減少路堤過渡段與橋涵段的沉降差。

該方案主要為在橋涵臺背底部用漿砌片石砌成過渡臺階，臺階從橋涵底部逐漸向橋臺處修，增加橋涵臺背邊緣回填料的強度，進而使剛度漸變，圖2為填料+過渡臺階設計示意圖。

1.3 填料+搭板結構

回填材料甚至使路堤的剛度和橋涵臺相比剛度相對較小，車輛沖擊力在橋涵臺背處易產生應力集中現象，進而使橋涵臺背后路基沉降較大，為了控制路堤路段在橋涵臺背兩側之間產生沉降差，設置搭扳在橋臺與路堤連接處作為過渡性措施，進而相對沉降分散在搭板長度內，如圖3所示。

2 效果監測與評價

該文采用剛柔過渡結構，在西南某高速公路上使用，通過現場沉降監測，采用的剛柔過渡結構很好地起到了控制變形的作用。

2.1 土工格柵+碎石回填沉降觀測

按照回填結束后230 d的監測數據分析，初始的前40 d監測點的沉降數據較大，斜率較陡，40 d以后沉降曲線較均勻，最大值基本在35 mm附近，主要在回填區邊緣，整體上變形較穩定，總體上沉降量都達到了規范的要求，如圖4所示。

2.2 片石臺階+碎石+搭板回填沉降觀測

片石臺階+碎石+搭板回填沉降監測開始時間是在回填結束后開始，從圖5沉降曲線上看，沉降值較小，最大值為27 mm，從數據結果看，沉降較小，數據曲線在監測后期較平緩，沉降曲線整體上趨于穩定。總體上沉降量都達到了規范的要求。

按照沉降觀測的曲線分析，采取的剛柔過渡形式能夠很好地起到控制回填材料變形的作用，采取剛柔過渡形式的橋涵臺變形量小，未發生跳車病害，而未采取該形式的橋涵臺背發生跳車病害的較多。另一方面在采取剛柔過渡形式的小橋涵臺處治效果相對大的橋涵臺處治效果好，而對于大的橋涵臺，由于回填高度較高，回填材料的自身壓縮變形較大，產生的沉降差也比其他小的橋臺較大，所以在設計這些橋涵臺時，除了對施工工藝嚴格要求外，可采取幾種剛柔過渡結構組合形式。

3 結語

該文采用的剛柔過渡結果，很好地起到了減少回填材料變形的作用，但由于上述方案僅處于摸索階段，采取的方案僅在一條高速公路上使用，方案的優化和適應性還需進一步論證，如哪種方案適應于哪種結構的橋涵臺背，哪種方案更符合哪個地區的公路回填措施。

參考文獻

[1] 赤峰市公路勘察設計院，東南大學，內蒙古工業大學.公路三背回填材料及穩定性國內外調研總報告[R].

[2] 方貽立.高等級公路橋頭跳車病害綜合防治技術研究[D].西安：長安大學，2001.

[3] 劉然.剛柔過渡解決橋頭跳車的理論和應用研究[J].科學之友，2006（4）：39-40.

[4] 顧維國.橋頭跳車的危害性與常規處理措施[J].市政與路橋，2007（4）：166.

[5] 薛偉.橋涵臺背剛柔過渡型處理措施及變形控制研究[D].成都理工大學，2009.