1、高速公路桥头跳车处治探讨第 32 卷第 16 期2006 年 8 月山西建筑SHANXIARCHITECrUIEV01.32No.16Aug2006?253?文章编号:100968252006)16025302高速公路桥头跳车处治探讨何宜典呼永兴王力荣摘要:对高速公路桥头跳车病害的原因进行了系统分析 ,介绍了在公路建设阶段处理桥头跳车病害的措施,改善行车条件,促进经济发展,为工程实际应用提供参考.关键词:桥头跳车,路基沉降,台背回填中图分类号:U443.82近几年,随着我国交通事业发展日新月异,桥头跳车问题已引起人们广泛的关注.许多刚投入使用的桥梁就出现严重的桥头跳车现象,结合部高差达 5 锄
2、8CITI,使得桥头伸缩缝和搭板遭到破坏,影响了行车舒适与安全.因此,分析桥头跳车病害的成因,对设计,施工,养护部门都具有很重要的现实意义.1 高速公路桥头跳车原因分析1.1 地基地质不良或地基处理不彻底,造成沉陷桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土.由于软土一般都具有天然含水量高,孔隙比大,压缩性高和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降(包括瞬时沉降,固结沉降和次固结沉降).同时,桥头路基填筑高度较其他地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉陷,特别是工后沉降较大.桥头路堤及锥坡一般位于天然地基上,如果在填土前不做处理或处理不彻底,在路堤土的重力作力下将产生极大变
3、形,而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等,其沉降量很小,若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将产生桥不沉而路沉的现象,造成跳车.文献标识码:A1.2 台背填料压缩.引起路基沉降台背填料一般为透水性材料,存在孔隙,不论施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除.在公路自重及车辆荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在一定基限内产生路基沉降.因此,压缩沉降主要取决于填料性质,施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况.根据有关资料调查研究:当土堤压实度为 95%时,每米高的填土 ,其工后沉降约为 1cl“n,但由于台后填土较高 ,随着时
4、间推移沉降量较大.有时台后填土荷载对基底产生附加压力,严重时会使桥台向后倾斜,发生不均匀下沉危及行车安全.1.3 桥台与路堤间刚柔突变引起的沉陷跳车刚度不同的路面的跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大.由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢盘混凝土浇筑而成,具有较大的整体刚度,属刚性体;而与结构物桥台相连的道路,具有刚性较小柔性较大的特性,属弹塑性体.显然,道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差,这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产实践证明:加筋可以明显提高土体的承载能力.土工合成材料加筋发挥其抗拉强度,通过加筋与土体之间的摩擦作用约束土体的侧面变形,
5、从而达到提高土体承载力和抗剪强度,使之趋近于弹性范围内工作.同时,使土体上的作用荷载比较均匀地分散到整个加筋层上,单位土体面积的受力减小.采用土工合成材料处治需要注意几点:1)台背回填的压实度不能太低;2)加筋间距越小其沉降就越小;3)加筋设的长度最好等于桥台的高度;4)桥头路堤换填压实系数小的材料,可以选择天然砂砾,碎石,工业废渣等.5)桥头路堤地基如果属于软弱地基,应先进行软土地基处理,如选用粉喷桩,旋喷桩,碎石桩,排水板等方法进行处治,上设砂砾垫层,顶面铺设土工布,并做好排水系统.然后进行路堤的填筑.6)采用石灰土,水泥土,二灰土,水泥稳定砂砾,浆砌片石,片石混凝土等方法封面.一方面提高
6、其承载能力,减小变形,同时可以防止路基浸水.7)采用过渡性的路面结构层.如选用混凝土六角块,可以在发生沉降后填充材料垫高,减少沉降量,待沉降稳定后(次固结结束),再换成永久性的路面结构.综上所述,彻底杜绝桥头跳车是不可能的,只能采用措施减小.而要想减小桥头跳车,没有哪一种方法是“灵丹妙药“, 必须从多方面着手,采用多种方法解决.Analysison.alllSofvehiclejoltingatbridgeheadinexpresswayandtreatmentmethodsZHANGlingAbstract:Combinedwithpracticeinhighwayworks,fromsol
7、lqualityoffoundation,backfillers,pavementseepage,differentialsettlementandotheraspectsthereasonscausedthevehiclejoltingatbridgeheadinexpresswayareanalyzed;atthesametimecorrespondingpreventionandtreatmentmesuresreproposedinordertOeliminatethiskindofdisease.Keywords:vehiclejoltingatbridgehead,backfill
8、er,differentialsettlement收稿日期:200602.25作者简介:何宜典(1974 一),男,长安大学硕士研究生,讲师,陕西交通职业技术学院,陕西西安 710021呼永兴(1962.), 男,工程师,延安市公路管理处,陕西延安 716000王力荣(1978 一), 女,助工,西安公路管理局,陕西西安 710003.254.荤肯山西建筑生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变,势必增强桥头跳车的振动效果.1.4 设计不周对于某些工期要求短,桥头填土路堤来不及稳定的工程,或者桥头软土路基差的工程,设计不做相应的处理,同样会加剧桥头结构突变而造成桥头跳车的现象.1.5 施工控制不
9、严当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分的时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压较大,施工时没有按分层填筑,分层碾压,分层检测“三分法 “施工.或是由于引道填土在压路机碾压时工作面小,特别是埋置式柱式桥台台帽周围一般压路机无法作业,这就导致桥头引道及锥坡的填土压实度达不到标准,造成这部分填土下沉,引起跳车.2 桥头跳车处置措施2.1 地基处理处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的关键.对软弱地基的处理,现在国内有换土法,超载预压法,减少附加应力法,排水固结法,深层搅拌法,高压喷射注浆法,振动碎石桩法,塑料排水板法,粉喷桩复合地基等常用方法
10、.根据当地实际情况,有选择的利用以上方法,使地基承载能力满足设计要求.2.2 台后回填的处理台背回填的处理是解决桥头跳车的主要措施之一,着重考虑减少路基沉降和提高路堤体刚度,一般可采取以下措施.台后填筑材料宜全部采用透水性好的级配砂砾石,控制砂砾石最大粒径不超过 6ClTI,确保施工碾压不受雨水,地下毛细水的影响.当透水材料来源困难采用土料填筑时,必须执行有关规定.土质不好且含水量高时可掺 114,剂量石灰,水泥或土壤离子稳定剂等进行处理.台后分层回填(每层填筑厚度宜不大于 15cm)必须与路基填筑同步,不得脱节,且保证结构物两侧对称同步回填.2.3 刚柔突变引起沉陷的措施2.3.1 设置桥台
11、搭板搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降,通过搭板逐渐过渡至刚性桥台上,使车辆通过时跳跃现象大为减少.桥头搭板形式设置要依据设计行车速度,路堤填土高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定,搭板的长度可选用 4m,6m,8m,i0m,12m 几种长度,一般采用大于 8m 为佳,且其长度与路堤填高成正比,并与土基状况有关.当搭板长度超过 8m 时,考虑到搭板的纵横必增大,为尽量沿纵向扩散搭板所受的行车冲击荷载,可考虑采用二级搭板设置.二级搭板的设置同时也避免了钢筋混凝土因温差产生的伸缩徐变应力无处释放而造成混凝土表面横向开裂的危害.搭板端头设置成变厚式端头,搭板的近台端一般搁置在桥台前
12、墙顶面或其牛腿上.当桥头引道为刚性路面时,搭板的纵坡可采用与路面设计纵坡平等方式(称平置式搭板);而当引道为刚性路面时,则搭板的远台端常置于路面面层与基层之间(称斜置式搭板).为预防搭板下沉,也可在搭板上先铺设一层沥青面层,通车后搭板若下沉时,则在其上加铺沥青混凝土或沥青砂,这样简单易行,利于养护,值得推广.2.3.2 设置变厚浅埋板为避免二次跳车,常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板,其长度一般取 3m5m,对于水泥混凝土路面,也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板.在搭板,埋板或变厚式板的下层,为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均能渐次变化,建议采用强度及回弹模量均高于其他隧
13、段相对应的路面结构层材料,以提高该部位的整体受荷和抗冲能力,有利于减少错台幅度,调整不均匀沉陷,改善桥头跳车或二次跳车现象.2.3.3 采用过渡性路面常根据桥涵的长度和路基的容许工后沉降值计算等情况,在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面,等路堤沉降基本完成(一般为 3 年5 年)后,再改铺原设计的永久性路面.常用的过渡性路面类型有预制水泥混凝土六棱块(边长 34.6cnl,20cn1),条石铺砌(尺寸为 25cnl25cnl40cn1),半刚性过渡层或沥青表面过渡层等.2.4 设计理念根据台背回填的“刚柔过度 “设计思想和台背回填的压实特点,台背回填材料原则上应选用刚度介于路基材料刚度与结构台墙
14、材料刚度之间且易于压实的材料.从目前材料刚度而言,选用二灰碎石,水泥稳定砂砾或石灰土等较好,砂砾料次之;从压实来说,二灰碎石,水泥稳定砾料是比较理想的台背回填料,是灰土和砂砾料次之.2.5 施工过程质量控制的措施合理安排施工计划,按规范要求进行施工,是有效减少桥头跳车的关键.应按照事前检查,过程控制,事后检测的原则进行.填筑前控制好填料质量,尽量采用轻型材料,渗水性好的填料;施工过程中,控制好每层填筑厚度,碾压遍数;施工完成后 ,对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度.后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,特别要使那些不易碾压地方的密实度达到要求.台后最好按一定坡度设置泄水盲沟,沟底用粘
15、土夯实,以利排水.这样,才能减少病害.3 结语对桥头跳车问题的讨论,大家都有很多的见解,道路桥梁设计部门,施工部门和养护部门要尽力协调,针对不同原因提出方案.这样才能有效地避免桥头跳车病害产生,有效地改善行车条件,促进经济发展.参考文献:1尤晓炜.路基路面工程 M.北京:人民交通出版社,20o4.448.2JTJ01796,公路软土地基路堤设计与施工技术规范S.3王明怀.高等级公路桥头跳车病害的成因与防治研究J.华东公路,1996(1):84 85.4陈明星.软土地基高等级公路桥头错台防治技术J.公路工程地质,1995(1):27 28.Treatmentofvehiclejoltingatb
16、ridgeheadinexpresswayHEYi?dianHUYong-xingWANGLi?rongAbstract.Thereasonscausedthevehiclejoltingatbridgeheadoresystematicallyanalyzed;atthesametimecorrespondingtreatmentmeasuresinconstructionstageoreproposedinordertoprovidereferencesforpracticalworks.Keywords:vehiclejoltingatbridgehead,roadbedsubsidence,backfillingbehindabutment
