公路與城市道路橋頭跳車的原因及防治措施

梁 杰

(青島市華魯公路工程有限公司，山東 青島 266400)

0 引言

造成橋頭出現(xiàn)跳車的關(guān)鍵因素，便是路面的沉降不均勻，或者剛度發(fā)生了突變。此外，和車的行駛速度以及車輛自身存在的抗震性能也有直接的關(guān)系。結(jié)合當(dāng)前的城市道路進(jìn)行分析，發(fā)生不均勻沉降處，主要在柔性道路和剛性結(jié)構(gòu)物銜接處，因?yàn)橛绣e(cuò)臺(tái)發(fā)生，所以出現(xiàn)了橋頭跳車，橋梁使用的材料性能和路面路基應(yīng)用的材料性能，如強(qiáng)度、剛度以及脹縮性等都有很大的差異性，并且橋頭連接處，在受到力的作用時(shí)，容易有集中應(yīng)力形成，加之日常車輛荷載作用，自然環(huán)境以及結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的作用，橋梁和道路都會(huì)有沉降情況發(fā)生，但出現(xiàn)的沉降量并不相同，道路沉降量超過(guò)橋梁的沉降量，便會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，使得車輛行駛時(shí)出現(xiàn)橋頭跳車的問(wèn)題。

1 橋頭跳車的原因分析

1.1 橋臺(tái)和路堤之間產(chǎn)生沉降差

橋臺(tái)基礎(chǔ)通常都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，所以產(chǎn)生的沉降量會(huì)小一些，通常狀況下，橋頭本身產(chǎn)生的自重作用，在建設(shè)過(guò)程中，便已經(jīng)完成了沉降。完成建設(shè)之后，可將橋臺(tái)出現(xiàn)的沉降量視為0[1]。路堤填土由于本身的壓縮性質(zhì)，在經(jīng)過(guò)壓實(shí)之后也不能避免土基固結(jié)等一些因素引發(fā)的沉降問(wèn)題，需要一段時(shí)間的通車之后，才能漸漸穩(wěn)定。臺(tái)后路堤出現(xiàn)的沉降量，主要因?yàn)榈鼗霈F(xiàn)的天然沉降，以及填土出現(xiàn)的天然沉降。天然地基會(huì)借助自身的力量完成沉降，在天然地基上對(duì)道路進(jìn)行修建時(shí)，會(huì)因?yàn)槁坊钔廉a(chǎn)生的外部荷載使得天然地基需要對(duì)本身的重量進(jìn)行承受，加之附加荷載，形成欠固結(jié)土，最終因?yàn)槁返套约旱淖饔茫烊坏鼗銜?huì)發(fā)生沉降變形，并且土質(zhì)以及填土高度，會(huì)對(duì)沉降發(fā)生的變形大小產(chǎn)生直接的影響。填土高度相同時(shí)，填土容積大，那么產(chǎn)生的沉降變形概率也就越大；如果填土容積相同，那么填土高度比較大時(shí)，發(fā)生的沉降變形概率也就越大[2]。

1.2 排水不暢以及填土發(fā)生流失

橋頭和路堤連接處，會(huì)存在一定的縫隙，在下雨時(shí)，雨水滲透到縫隙當(dāng)中，便會(huì)對(duì)土類填料產(chǎn)生影響，使其出現(xiàn)侵蝕以及軟化，特別是填方?jīng)]有足夠的壓實(shí)度，產(chǎn)生的侵蝕現(xiàn)象和軟化現(xiàn)象會(huì)更為嚴(yán)重，使得強(qiáng)度有所降低，進(jìn)而使填方出現(xiàn)變形，但不會(huì)對(duì)橋臺(tái)產(chǎn)生很大的破壞效果。此外，雨水對(duì)路面結(jié)構(gòu)層以及路基土也會(huì)產(chǎn)生侵蝕和沖刷效果，使得路面各個(gè)結(jié)構(gòu)層以及路基土當(dāng)中的含水量有所增加，進(jìn)而使細(xì)粒土流失。因?yàn)槁坊约敖Y(jié)構(gòu)層遭到了一定的破壞，加之外部車輛荷載對(duì)其產(chǎn)生的沖擊，導(dǎo)致了橋頭路基出現(xiàn)沉陷，進(jìn)而出現(xiàn)了跳車問(wèn)題[3]。

1.3 質(zhì)量控制不嚴(yán)格

施工的工序如果與要求不符，也會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車的問(wèn)題，加之臺(tái)背填筑的速度非常快，使得沉降加快，對(duì)臺(tái)背擋土墻等相關(guān)構(gòu)造物產(chǎn)生的擠壓效果會(huì)非常大，這時(shí)臺(tái)前護(hù)坡或者擋墻砌筑的工作開(kāi)展不到位或者不及時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)土體滑坡，進(jìn)而對(duì)壓實(shí)機(jī)械工作的效果造成影響，甚至?xí)霈F(xiàn)危害橋機(jī)的情況。臺(tái)背填土作業(yè)開(kāi)展時(shí)，施工面比較窄，加之工期較短，接近墻面部分的填土平面形狀并不規(guī)則，如果沒(méi)有應(yīng)用相適應(yīng)的壓實(shí)機(jī)具，借助人工夯實(shí)很難滿足夯實(shí)的密度，即使應(yīng)用了壓實(shí)機(jī)械，也會(huì)受到地形作業(yè)面機(jī)械等產(chǎn)生的限制，使得填土壓實(shí)度與規(guī)定的要求不符，尤其是臺(tái)墻后側(cè)以及翼墻內(nèi)側(cè)存在的填土與制定的壓實(shí)密度要求會(huì)出現(xiàn)很大的出入，未按照分層填筑碾壓檢測(cè)施工工作嚴(yán)格開(kāi)展，同時(shí)忽視了填料質(zhì)量的把控等，都會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車問(wèn)題[4]。

2 橋頭跳車的主要防治措施

2.1 橋涵構(gòu)造物的合理設(shè)置

在對(duì)橋涵構(gòu)造物進(jìn)行設(shè)置的過(guò)程中，需要對(duì)臺(tái)背填方路基的具體路堤長(zhǎng)度、填方高度、地質(zhì)情況等充分考量，并對(duì)橋涵位置合理挑選，明確跨徑橋臺(tái)后部防護(hù)工程等，最大程度地規(guī)避小跨徑大河面橋涵。

2.2 對(duì)臺(tái)背填筑前的地基實(shí)施加固處理

臺(tái)背軟弱地基的處理工作十分關(guān)鍵，是對(duì)橋頭跳車進(jìn)行把控的主要措施，目前對(duì)于軟土的處理已經(jīng)編制了多種方案，例如換土法、排水固結(jié)法等。各種方案都有著非常突出的效果，可以結(jié)合具體的情況對(duì)相應(yīng)的方法進(jìn)行選擇，以便將地基的性能進(jìn)行改善，使其地基承載力得以提升，減少沉降發(fā)生，使橋臺(tái)與路堤之間產(chǎn)生的沉降縮小，規(guī)避錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題。

2.3 對(duì)填料質(zhì)量嚴(yán)格控制

橋臺(tái)后需要選擇具有較大摩擦角的透水性材料實(shí)施填筑，這樣對(duì)于壓實(shí)質(zhì)量的控制會(huì)更容易一些，使得路基壓縮沉降有所減小。此外，還需要對(duì)較大摩擦角的填料進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)雨水滲入到臺(tái)背縫隙時(shí)，可通過(guò)泄水管道有序排出路基外。

2.4 針對(duì)橋頭路面實(shí)施特殊結(jié)構(gòu)處理

在對(duì)橋臺(tái)和臺(tái)背路面的材料、剛?cè)嵝越Y(jié)構(gòu)等各方面差異性綜合考慮之后，為了使縱向和橫向都能平穩(wěn)過(guò)渡，可采用的措施包括以下2點(diǎn)。

1)對(duì)枕梁和搭板進(jìn)行設(shè)置。很多道路對(duì)橋頭和路堤連接問(wèn)題的處理都使用了搭板，具體來(lái)說(shuō)便是在橋臺(tái)牛腿上的一端支設(shè)搭板，另一端連接路堤，并在下方對(duì)1根以上的枕梁進(jìn)行設(shè)置，搭板的長(zhǎng)度要超過(guò)5m，搭板依照簡(jiǎn)支板進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算配筋。但由于荷載對(duì)搭板產(chǎn)生的作用，板下路基會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的支撐，尤其是枕梁出現(xiàn)下沉，一些搭板會(huì)由于路基產(chǎn)生的支撐，使得板頂有局部拉應(yīng)力出現(xiàn)。針對(duì)復(fù)雜的受力過(guò)程，在設(shè)計(jì)時(shí)，確定會(huì)非常困難，所以計(jì)算枕梁可按照彈性地基梁，但關(guān)鍵問(wèn)題為對(duì)地基應(yīng)力的分布規(guī)律進(jìn)行確定[5]。

2)變厚式埋板設(shè)置。針對(duì)瀝青混凝土路面，在橋臺(tái)連接的地方，需要對(duì)變厚式埋板進(jìn)行設(shè)置，水泥混凝土路面需要對(duì)連接處的路面板進(jìn)行改變，使其成為厚式板。針對(duì)搭板、埋板以及變厚式板配對(duì)連接處存在的剛?cè)釋哟危軌蛟谒椒较蛞约按怪狈较蛑鸩桨l(fā)生變化，需要使用合理的強(qiáng)度以及回彈模量，兩者都需要大于土基的路面結(jié)構(gòu)層材料，這樣才能提升整體荷載以及具備的抗沖擊能力，從而減少錯(cuò)臺(tái)幅度，使得不均勻沉降得以調(diào)整。

2.5 對(duì)橋頭路面接縫的處理

橋梁與水泥混凝土路面之間存在的縫隙，需要做好相應(yīng)的處理，否則便會(huì)發(fā)生錯(cuò)臺(tái)，出現(xiàn)橋頭跳車，以致局部遭到一定的損壞。該項(xiàng)處理方式可以將面板由于溫度應(yīng)力、撓曲變形約束發(fā)生的局部應(yīng)力消除，進(jìn)而使板體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的不均勻沉降減小，避免錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于橋頭跳車的預(yù)防和處理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作內(nèi)容，需要從各個(gè)方面著手，例如設(shè)計(jì)方面、施工方面、監(jiān)理方面以及后期管理和養(yǎng)護(hù)方面，只有將每一項(xiàng)工作真正落到實(shí)處，才能使橋頭產(chǎn)生的跳車問(wèn)題真正得到控制和解決，從而對(duì)道路的行車舒適性給予提升，保證行車的安全。