王輝
摘要:橋頭跳車是指由于橋涵構造物與橋涵臺后的路堤之間的沉降超過某一限定值造成的車輛經過該路段時產生上下振動現象。此種現象不僅影響道路和橋梁的使用壽命,還能導致交通事故的發生。因此,有效的防治和控制橋頭跳車有著積極的意義。本文分析了橋頭跳車產生的原因,介紹了幾種常用的橋頭跳車處理方案,提出一些有效的防治措施。
Abstract: The bridgehead jump is a kind of up and down vibration caused by the settlement of the bridge between the bridge and the culvert and the embankment after the bridge. This phenomenon not only affects the life of roads and bridges, but also can lead to traffic accidents. Therefore, the effective control and control of bridgehead jump has a positive meaning. This paper analyzes the causes of the jumping at the bridgehead, introduces several commonly used bridgehead jogging schemes, and puts forward some effective measures.
關鍵詞:橋頭跳車;路基沉降;質量通病;防治措施
Key words: bridgehead jumping;roadbed settlement;quality common disease;prevention and control measures
中圖分類號:U445.7 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)20-0076-02
0 引言
隨著交通量的增長,對行車的舒適性的要求也越來越高,但橋頭跳車現象作為公路橋梁上的質量通病,嚴重影響行車的舒適性。因此,本文想通過對跳車產生的原因進行分析,提出防治措施及修復辦法,對提高行車安全性和降低工程造價有著重要意義。
1 道路橋梁連接段橋頭跳車的危害
1.1 影響橋梁的使用及車輛壽命 當車輛通過橋頭時,若發生跳車問題,那么由此產生的跳動和沖擊會增加橋梁和道路所承擔的荷載,加速支座及伸縮縫、橋頭搭板、橋臺的損壞,其中受到沖擊影響最大的是支座和伸縮縫。跳車不僅對橋梁存在較大不良影響,還不利于車輛使用,它會加劇車輛各零件的磨損,使其使用壽命降低。
1.2 降低行車的速度 在車輛實際行駛過程中,遇到橋頭搭板縱坡轉折處基本上都會選擇剎車減速,否則車輛可能會出現劇烈的沖擊跳動,影響行車安全,并且跳車也會影響到行車驅動力的傳遞,客觀上降低車輛行車速度,無法使道路使用功能充分發揮出來。
1.3 容易引起交通事故 當通過橋頭搭板區域時,車輛會受到沖擊和順簸,很容易引起司機的嚴重不適,司機在情況下,情緒容易產生波動,朝著負面和消極的方向發展,嚴重時甚至會影響到其對車輛的正常操作,導致交通事故。
2 道路橋梁連接段橋頭跳車產生原因分析
橋梁結構物與路基間的沉降差超過某個限值是導致橋頭跳車的根本原因,而該根本原因的形成主要源于以下幾方面:
2.1 地基土質不良 土質不良容易出現沉陷,而沉陷是導致橋頭跳車的主要原因。一般情況下橋涵位于溝壑地段,多屬于軟土,且地下水位較高,因為軟土具有抗剪強度低、空隙比大、壓縮性高、天然含水量大等特點,若荷載對其造成影響,極易形成沉降,再加上基底應力和車輛荷載的作用,導致地基沉陷的可能性極大,并且一旦形成沉陷,要想恢復所需時間曠日持久。
2.2 路與橋的剛度相差很大 橋梁和道路兩者剛度存在加大差別,道路是路面(柔性或剛性)與路基(柔性)的組合,路基路面通常具有柔性較大的特性,其力學性質為彈塑性體,而橋梁則不同,它是剛性結構物,其通常是采用剛性的堅石砌筑或用鋼筋混凝土整體澆注而形成的,具有較大的整體剛度,力學性質為剛性體。兩種剛度相差較大的結構銜接在一起,橋梁由于剛度較大,在外力荷載的作用下,幾乎不會發生變形或者變形很小,但路基路面由于土基部分剛度較差,在受到外部荷載和自身重力的作用下,經常會出現彈性變形,甚至是永久變形。
2.3 施工質量不宜達到要求 一般情況下,道路與橋涵接處都是按照完成橋涵結構物建筑以后再填筑兩端的路堤的施工順序進行的,如此在具體的施工中橋涵兩端勢必會留下一個工期短暫、施工面窄、填土較多的作業段。該作業段由于狹窄且呈現不規則形狀,在實際施工中很難應用到大型壓實機械,通常的做法是采用人工夯實,如此其密實度自然無法跟大型壓實機械作業相比,影響了施工質量。
2.4 臺背填料的影響 通常情況下臺后填料都是滲透性材料,材料中存在大量孔隙,并且實際施工中壓實機具無法面面俱到的對填料進行作業,導致部分孔隙無法被真正消除,而這無疑給施工質量埋下了安全隱患,一旦車輛荷載和自身重力超過某個限值,填料就會出現異常,比如常見的沉降等,導致跳車現象出現。
2.5 設計、管理和驗收問題 工程設計對于確保施工質量具有至關重要的作用,但在實際工程中一些設計只針對了橋臺及臺背地基,只對這些部分采取了加固處理措施,忽視了臺前填方下的地基的重要性,在設計階段就忽視了對其的防護或者采取了不恰當的加固方法。需要注意的是設計必須建立在對地質資料充分了解的基礎上,確保設計科學合理。此外管理和驗收也直接影響著施工質量,應嚴格依照相關規范標準進行操作,相關人員各司其職,科學管理施工流程,客觀驗收施工項目。
3 道路橋梁連接段橋頭跳車的防治措施
3.1 地基處理
要想控制跳車,必須采取有效措施處理好橋頭軟弱地基。現階段我國關于橋頭軟弱地基處理常用方法主要有如下幾種:砂樁法、深層攪拌法、塑料排水板推載預壓法、換填法等,具體分析如下:
①砂樁法。該法屬粒料樁類型,在軟土、雜填土、松砂地基中比較適用,其對地基的作用主要有擠密、豎向排水、置換,其施工工藝主要如下:整平原地面→機具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機具移位。該方法能夠有效降低地基后期沉降,使地基自然固結,并且依據施工現場實際情況,配以必要的措施,比如超壓施工、堆載預壓等,將地基強度大大提高,有效改善了地基的整體穩定性。其造價低于深層攪拌法,但是高于塑料排水板堆載預壓法。
②深層攪拌法。在加固飽和軟黏土地基中該方法被應用較多,其原理是利用石灰、水泥等材料作為固化劑的主劑,運用特別深層的攪拌機械,把軟土和固化劑在地基深處進行強制攪拌,如此一來在地基深處固化劑和軟土之間會發生一系列的化學物理反應,逐漸形成豎硬的拌和柱體,與原地層共同起復合地基的作用。該方法能夠大大降低工后沉降,但是存在造假過高的劣勢。
③塑料排水板堆載預壓法。在透水性低的軟弱黏性土中該方法較常見,該法屬豎向排水體預壓類型。該方法先是通過豎向作用使地下水沿著塑料排水板滲透到砂墊層中,然后橫向排到路堤外面,能夠使軟基盡快固結。該方法使用后存在少量工后沉降,但是其造價低、施工簡單,依然被廣泛采用。
④換填法:該方法是在公路建設項目中應用最為廣泛的方法一種,因為其具有施工簡單、造價較低的特點,且效果良好,最常應用在處理淺層軟土地基施工中。其原理是鋪設墊層在軟弱地層上,使其成為人工填筑的持力層,并且把結構物基底壓力擴散到下臥軟土地層中,使其應力減少到下臥層的許可承載力范圍內,從而滿足地基穩定性的要求。墊層材料分為剛性材料和柔性材料兩種,其中剛性材料包括合成樹脂墊層、金屬墊層、木材墊層等;柔性材料包括礦渣、煤灰、石渣、碎石、土等。
3.2 路基處理
3.2.1 臺背回填處理方式
橋臺背后最好采用砂礫、礫石、巖渣等材料,這些材料具有透水性好、壓實快、可壓縮性小、強度高、摩擦角大等特點,同時要求填料級配適當。此外,在路基上部設置水泥穩定料改善層次,也能夠有效提高路堤剛度,若上述兩種方法同時采用,效果將更佳。
3.2.2 臺背回填處的壓實
由于臺背回填處位置特殊,位于路基和橋臺銜接處,在碾壓過程中大型機具很難對其進行作業,過分靠近該位置可能會影響到橋臺,基于此,必須意識到碾壓該位置的重要性,選用小型機具分層壓實,若小型機具依然難以對其作業,應采取人工夯實措施,必須確保臺背回填處的密實度符合要求。
3.2.3 采用“填筑路堤預壓”的施工方法
為了使橋涵兩端路堤與橋臺結構物的相對沉降較小,可適當減少橋涵兩端路堤的工后沉降,通常采用的措施就是填筑路堤預壓的施工方法,該方法能夠使路基排水固結,達到上述目的。
3.2.4 設置完善排水設施及防水工程,做好橋頭路堤的排水
3.3 路面處理
①設置橋臺搭板。橋臺搭板直接影響到路面基地沉降,對于減少車輛跳車意義重大。應依據臺后填土破壞板件的長度來確定搭板的長度,其受土基狀況影響,與道路路堤填筑高度成正比。
②設置變厚式埋板。通過在搭板的尾端加設一段淺埋的變厚式埋板能夠有效避免二次跳車,通常該埋板長度在三到五米之間。若針對的是水泥混凝土路面,該埋板可改為變厚式板。
3.4 加強設計、管理和驗收工作
①精心組織設計,優選設計方案。②實行專業化管理。施工項目各個階段都交由給專業人員進行操作和管理,不僅提高了施工效率,也確保了施工質量。③加強工程驗收工作。依照相關規范標準對臺背填土施工的各個環節進行嚴格檢查,只有在檢驗合格的基礎上才能驗收。
3.5 加強伸縮縫的養護
為了減少跳車,必須采取有效措施加強伸縮縫的養護,同時該措施還能夠大大延長車輛和橋梁壽命。加強伸縮縫的養護具體應做到以下方面:
①做好施工過程中的養生。在砼初凝前,應用毛刷拉毛,之后用麻袋或土工布將其覆蓋,并進行至少七天的灑水養生,要求整個灑水養生過程都必須安排專人負責交通管制,禁止車輛通行,待其強度滿足車輛通行要求,且用專用工具安裝橡膠密封帶后,方可通行。②定期檢查密封橡膠帶是否存在異常及清掃密封橡膠帶中的公路垃圾,一旦在檢查過程中發現異常,應及時聯系廠家進行更換。③定期檢查梁端與橋面鋪裝連接處及槽區內的砼是否存在異常,一旦發現問題應及時采取應對措施。④及時修補伸縮縫附近凸凹不平、平整度損壞處。
4 結束語
總而言之,橋頭跳車問題較為復雜,多種因素都可能會引起橋頭跳車,且解決方法也各不相同,但萬變不離其宗,解決方案都是從原因入手,解決橋頭跳車問題。在解決這一課題中,應全面考慮引起橋頭跳車的各方面因素,在確定質量的前提下,我們應從經濟的角度來考慮工程造價,并綜合采取各種防治措施。
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