胡志根 潘如義 陳美仁 王雨權(quán)
摘要:橋頭跳車是指道路與橋梁臺背的銜接區(qū)域出現(xiàn)的路面或搭板變形、斷裂,甚至坑槽,從而使車輛行駛經(jīng)過該區(qū)域受到?jīng)_擊后發(fā)生明顯跳躍、顛簸的現(xiàn)象。橋頭跳車病害嚴重影響了行車舒適性,降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力,是道路交通安全的重要隱患之一。
關(guān)鍵詞:高等級公路;橋頭跳車;防治措施;交通安全
中圖分類號:U416 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2009)01-0097-02
一、橋頭跳車的危害
1.降低行車的速度。當(dāng)車輛行至橋頭搭板縱坡轉(zhuǎn)折處,為防止車輛的劇烈沖擊跳動,司機被迫剎車減速,同時車輛顛簸、跳動也影響了行車驅(qū)動力的傳遞,引起車輛減速,降低了道路的使用功能。
2.容易引起行車事故。由于車輛通過橋頭搭板區(qū)域產(chǎn)生的沖擊和顛簸,引起司乘人員的嚴重不適,影響行車的舒適性,同時對駕駛?cè)藛T產(chǎn)生相當(dāng)不利的心理影響,嚴重時則會影響其對車輛的正常操作,造成車輛失控,引起行車事故。
3.影響橋梁的使用及車輛壽命。由于車輛通過橋頭時產(chǎn)生的跳動和沖擊,從而對橋梁和道路產(chǎn)生附加的沖擊荷載,加速了橋臺、橋頭搭板、支座及伸縮縫的損壞,特別是支座和伸縮縫的破壞,同時也加劇了車輛機件、輪胎等的磨損,降低了車輛的使用壽命。
二、橋頭跳車的成因
1.填筑材料的壓縮。橋臺臺后一般填土較高,按常規(guī)施工程序,都是在完成橋涵結(jié)構(gòu)以后再填筑兩端路堤,這樣就在橋頭形成一個填土較高、施工面狹窄,機械很難進場操作,在臺背碾壓時也會有死角碾壓不到,給土方壓實工作帶來很大的困難。
2.路堤下天然地基的沉降。由于路堤承受了其自身重量以外的附加荷載,從而使天然地基土成為欠固結(jié)土,導(dǎo)致在路堤自重作用下的天然地基產(chǎn)生沉降變形。相同填土高度時,填土的容重越大,地基沉降變形也越大;相同填土容重時,填土高度越大,地基沉降變形也越大。
3.排水不暢及填土流失。在橋涵與路堤的連接部位,由于存在縫隙,雨水會沿縫隙滲透,對路面結(jié)構(gòu)層和路基土產(chǎn)生沖刷和浸蝕,增加路面各結(jié)構(gòu)層和路基土的含水量,造成各種細粒土的流失,隨著路基和各結(jié)構(gòu)層的破壞,在外部車輛荷載沖擊作用下,必然造成橋頭路基沉陷,產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。
4.橋臺與臺后填土連接處的剛度差異。橋臺與臺后填土連接剛度不同,公路建成后,隨著時間的推移,臺后填土產(chǎn)生較大的壓縮變形,與其相比,橋臺基礎(chǔ)產(chǎn)生的沉降變形相對小得多。當(dāng)二者的相對沉降差達到一定程度時,搭板出現(xiàn)沉降或斷裂,在臺后便出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。
5.工程施工及監(jiān)理單位質(zhì)最意識不強。臺背回填位置的特殊性客觀上使填土壓實難度增大,但施工中承包商施工質(zhì)量意識不強,使臺背回填常出現(xiàn)壓而不實甚至填而不壓,有的甚至填上前對地基上的淤泥及其松散體不作處理,必然導(dǎo)致臺背路堤常出現(xiàn)較大的下沉。
6.設(shè)計因素對橋頭跳車的影響。設(shè)計方案的選擇對橋頭跳車有較大的影響,如設(shè)計路基穿越軟土地基或采用高路堤方案,勢必存在較大工后沉降的隱患。
三、橋頭跳車病害綜合防治技術(shù)
在分析橋頭跳車成因的基礎(chǔ)上,結(jié)合杭金衢高速公路金華段的工程實踐,從設(shè)計與施工相結(jié)合的角度,提出綜合處理技術(shù)措施,較好地解決了橋頭跳車這一技術(shù)難題。
1.對橋涵與通道兩端路堤進行強夯處理。橋頭兩端路堤填往往有局部難于達到規(guī)定壓實度,為解決這一問題,我們對臺后填土普遍進行了強夯處理,以保證填土密實,盡快完成壓縮變形。
2.采用砂礫料填筑臺背路堤。由于砂礫料填筑材料在碾壓后能快速沉降變形這一特點,工程中采取換填砂礫料,可起到改善臺背土密實性能及減少工后沉降的目的。
3.設(shè)置橋頭搭板。對橋涵、通道的兩端,由于其與土路堤的沉降差異,設(shè)置一定長度的搭板,可避免突然的縱坡轉(zhuǎn)折。設(shè)計中設(shè)置鋼筋混凝土搭板,依據(jù)實際沉降差的大小來確定搭板總長,橫向分塊與路面混凝土寬度一致。在搭板的兩端支點均作了處理,一端支承在臺背牛腿上,另一端支承在現(xiàn)澆的鋼筋混凝土枕梁上,枕梁為矩形斷面,寬80厘米,厚40厘米。搭板設(shè)計對一般橋臺與路線方向呈正交時,均采用矩形。
4.枕梁處路堤局部范圍內(nèi)設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁。枕梁處路堤局部范圍,是應(yīng)力集中的部位,也是變形最敏感的部位,因此,在該局部范圍應(yīng)作特殊處理,即在枕梁處路堤局部范圍設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁,以形成局部復(fù)合路堤,改善枕梁及其下部路基土承載能力,減小該處沉降。碎石樁或水泥石屑樁,均采用普通碎石樁成樁機械施工,樁徑為35厘米,樁長一般為5米,樁距1. 5米,經(jīng)實踐檢驗,這一處理方法能明顯改善沉降不均問題。
5.橋面鋪裝混凝土與橋兩端路面混凝土一次澆筑完成。在施工中,將橋面鋪裝混凝土與路橋過渡段的路面混凝土施工設(shè)計為一次性澆筑完成,這樣線型與標(biāo)高均易于調(diào)整,使其連接順適。
6.橋頭搭板設(shè)置縱向反坡。全過程觀測分析軟基路段沉降規(guī)律,路基、路面層層預(yù)留一定的沉降值,橋頭搭板兩端預(yù)設(shè)反向坡度(如圖1)。
我們根據(jù)觀測所得的沉降一時間一填土高度關(guān)系曲線推求各階段沉降量,對各路段在路槽、墊層、混凝土面層等各施工層次,根據(jù)施工時間安排分別確定了相應(yīng)的預(yù)留沉降量,經(jīng)此種處理,較好地解決了橋頭跳車問題,隨著時間的推移,橋頭搭板反向縱坡度逐步減小,搭板與其后路面逐漸接近于設(shè)計標(biāo)高,實踐證明,該措施不失為一種是行之有效的辦法。
7.優(yōu)化軟基段橋涵與路基設(shè)計方案
(1)在全封閉的高等級公路上,有相當(dāng)數(shù)量的通道及分離式立交和涵洞,如在平原湖區(qū)地基承載力偏低的情況下,通道、分離式立交及部分涵洞以采用箱型截面、筏式基礎(chǔ)或為淺埋式為宜。
(2)在縱坡設(shè)計中,對小跨徑的構(gòu)造物,應(yīng)盡可能設(shè)計為淺埋式,保證其頂面有不小于35厘米的填料厚度,在構(gòu)造物及相鄰路過渡段一定范圍內(nèi)按長搭板設(shè)計,并配置通長鋼筋,滿足受力要求。
(3)在軟土地基路堤設(shè)計時,應(yīng)盡可能采用低路堤方案,必要時選擇特殊材料填筑路堤。
(4)對高填方路段的橋梁設(shè)計,應(yīng)在理論計算及試驗分析的基礎(chǔ)上,合理橋跨布置,適當(dāng)加長橋梁長度,確定合理的臺背填土高度。
8.橋頭采用可起吊的雙搭板。某些特殊條件下,如在通車一段時間橋頭出現(xiàn)較大沉降后,通過起吊搭板,重新調(diào)整標(biāo)高的途徑來解決橋頭跳車問題。實踐證明,這種方法所需機械設(shè)備少,施工周期快,處理效果好。
參考文獻
[1]程祥云.橋頭跳車防治綜述[J].公路,1997.
[2]金效儀.路基路面工程[M].北京:北京交通大學(xué)出版社,1993.
作者簡介:胡志根(1962- ),男,金華市公路橋梁有限公司工程師,研究方向:道路與橋梁施工。