公路橋頭沉降控制技術研究與分析

王淑君+++盧明亮

摘 要：近些年來，我國經濟快速發展，高速公路作為我國經濟快速發展的主要交通結構形式在近些年來大量建設。隨著經濟的快速發展，經濟形勢對于公路系統的需求量越來越大，對于高速公路建設速度的要求也越來越高。但是由于建設周期縮短，沉降時間不足的原因，大量橋頭跳車現象出現，極大地影響了高速公路使用的舒適性以及安全性。根據常年工作經驗以及針對橋頭跳車以及橋頭沉降的理論研究我們得到了以下幾點研究結論：（1）通過對橋頭跳車現象的理論分析，結合公路橋頭沉降現象的理論研究，總結了橋頭跳車出現的主要原因以及理論依據；（2）結合不同情況下的橋頭跳車結合相應的形成機理，提出符合高速公路快速施工情況下的控制橋頭沉降的具體施工技術；（3）運用有限元分析技術，對采用相應技術處理的公路跳車部位進行有限元模擬，分析其應力應變變化。通過分析結果利用線性回歸方法測算最終變形系數以驗證處理技術是否有效。

關鍵詞：公路施工；橋頭跳車；沉降；有限元；理論分析；線性回歸；施工技術

1 概述

公路橋頭由于基礎沉降不同步，會大量出現橋頭跳車的現象[1]。橋頭跳車嚴重時會直接導致橋頭與公路路面之間的沉降縫以及伸縮縫出現破壞，從而直接導致交通舒適度下降，甚至會直接導致交通事故的出現[2]。特別是由于近些年來我國公路建設快速化，更加導致了公路橋頭跳車現象大量出現[3]。關于橋頭沉降的控制技術也逐漸成為我國公路建設過程中重要的研究方向之一。針對公路橋頭跳車現象，控制的主要著力點在于判斷沉降類型以及控制指標的確定[4]。確定相應的沉降類型以及控制指標后采用對應的施工技術手段予以控制[5]。

2 橋頭沉降現象的主要類型以及評價指標研究與分析

橋頭跳車現象的主要原因是由于基礎不均勻沉降所造成的，但是由于沉降方式以及沉降原因不同對于橋頭沉降產生的影響也不相同。針對不同的沉降方式，應當結合相應的沉降模式以及沉降機理進行相應的處理。所以需要根據具體施工經驗以及相應的理論研究來判斷公路橋頭沉降的主要類型以及相應的判定指標。

2.1 橋頭沉降主要類型與處理技術指標研究與分析

由于橋頭沉降的主要類型直接決定了橋頭跳車病害的表現形式以及病害控制的側重點。所以根據多年施工經驗以及對于公路橋頭不均勻沉降的研究可以將公路橋頭沉降分為以下幾個重要類型：

（1）結構性沉降：由于橋頭公路引道與橋梁橋臺在結構方面存在著較大的結構差異，會直接導致在結合處出現相應的沉降突變現象。結構性沉降會直接導致橋頭出現錯臺現象并直接導致縱坡出現線性突變。結構性沉降一般出現在未設置搭板的橋頭部位。

（2）應力性沉降：由于在具體施工中橋臺與引道在基礎處理方面會出現一定的差異。所以在長期使用后會直接導致公路橋頭部位出現大量的不均勻沉降的現象。這種類型的沉降會直接導致橋頭出現馬鞍形的不均勻起伏。

2.2 短工期條件下公路橋頭跳車主要處理技術指標確定及研究

針對不同情況下的公路橋頭跳車現象，結合其具體的沉降模式對于相應的沉降控制指標進行確定是進行短工期條件下公路橋頭沉降控制的主要前提。根據對實際施工中的經驗總結以及理論研究后得到的結論相結合可以得到不同的沉降類型有以下幾點處理控制指標：

（1）沉降差：根據上文中對于短工期條件下的橋頭沉降類型的研究，結合具體沉降機理我們確定根據采用橋頭容許沉降差可以有效地評判結構性沉降的控制效果。由于結構性沉降主要的沉降部位為橋頭引道與橋臺之間沒有設置搭板而發生沉降，所以根據橋頭引道的具體沉降差可以直接有效地判斷沉降控制效果。

（2）坡度差：由于在應力性沉降中，主要沉降是由于橋頭區域內基礎不均勻沉降引起的，所以無法以某一部位的沉降差予以判斷控制。由于馬鞍形沉降主要的表現形式為引道與臺后沉降坡度出現較大差異，所以可以采用坡度差作為主要控制指標來判斷橋頭沉降控制的主要指標。

3 短工期條件下公路橋頭沉降控制措施研究與分析

通過對現有條件下公路橋頭沉降類型的研究與具體控制指標的研究，針對不同的沉降類型要采用不同的沉降控制技術進行施工。在進行具體施工過程中，應該對短工期條件下橋頭沉降的處理方法方式進行一定的決策分析，根據分析結果再具體進行施工控制。

3.1 短工期條件下公路橋頭跳車沉降控制決策研究與分析

橋頭沉降控制在消除橋頭跳車的前提下要對施工過程中的各項經濟指標以及技術指標進行相應的控制。對于短工期條件下公路橋頭跳車沉降處理的決策研究與分析是進行相應技術處理的關鍵。根據實際施工經驗總結，關于短工期條件下橋頭沉降控制有以下幾點結論：

（1）有效性原則：針對采用的技術有效性決定了決策的成敗。橋頭沉降控制的前提是保證在今后的使用過程中保證橋頭跳車沉降滿足公路使用要求，保證舒適性以及安全性。

（2）費用低廉，進度快捷原則：由于橋頭跳車沉降不均勻的現象主要決定于基礎的不均勻沉降。所以在短工期工作條件下，保證進度滿足工期要求是控制技術實施的前提。同樣作為一定的施工過程，在進行沉降處理要保證成本目標，在保證控制效果的前提下，保證成本目標。

3.2 短工期條件下公路橋頭跳車沉降控制技術研究

在長期的施工過程中，不均勻沉降作為影響行車舒適性以及行車安全性的主要因素，在短工期條件下保證沉降效果是決定橋頭跳車沉降控制處理的關鍵。通過對橋頭跳車機理研究以及對長期工作經驗的總結我們可以得到以下幾種具體施工方法：

（1）堆載預壓與真空降水聯合施工技術：通過在施工過程中采用真空降水以及堆載預壓兩種施工方法相結合的施工方法可以有效地彌補橋頭跳車不均勻沉降的現象。主要施工方法是先采用真空降水的方法加速基礎沉降固結，使原狀土與橋臺后填土保證同樣的沉降起點。然后再橋臺兩側采用相同重量進行堆載預壓，保證沉降速度以及沉降效果。

（2）復合地基施工技術：由于臺前臺后基礎沉降不均勻的主要原因在于地質條件以及結構差異產生的，可以采用復合地基技術在基礎下設置相應的深層攪拌樁，將上部荷載完全施加給基礎下層的深層攪拌樁，從而減小基礎原狀土由于荷載產生沉降，從而避免了不均勻沉降。

（3）高強材料填筑方法：由于從整體應力應變研究來看，橋臺基礎沉降主要是由于路基之間相應的剪切強度過小，自重過大導致的。在施工中可以在臺前臺后區域采用EPS材料拌入填筑材料，增強基礎之間的抗剪強度并減小相應自重。通過加強整體強度并減小不均勻荷載的方法以減少不均勻沉降，保證橋頭跳車的曲線連續性，保證行車舒適性以及安全性。

4 結束語

通過對短工期條件下公路橋頭沉降技術的研究得到了相應的沉降控制技術，實際施工中可以通過相應的技術快速沉降，保證工后沉降小于10cm。極大地保證了橋頭跳車的沉降效率。

參考文獻

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