桥台跳车的成因与常规处理措施
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桥台跳车的成因与常规处理措施
王国进
江苏省镇江市路桥工程总公司镇江212000 摘要:桥台跳车是公路建设中较为常见的一种路基病害问题,预防桥台跳车问题是一项长期而艰巨的工作,需要包括建设、设计和施工单位各方共同努力完成。
关键病害是道路交通安全的重要隐患之一,严重影响了行车的舒适性,降低了车辆的行驶速度和道路通行能力,损害了高速公路建设的社会效益和经济效益。
解决桥台跳车问题是一项比较复杂的工作,本文分析了桥台跳车的成因、危害,并提出来常规处理措施。
关键词:桥台跳车;成因;危害;处理措施
随着公路建设速度迅猛发展,同时公路线形也要达到标准高、车辆行驶速度高等要求,公路桥台跳车问题就变得更加十分突出。
为此,要确保桥梁和路线协调和平顺,就要加强桥梁和桥梁台背路基的设计、施工和养护,以解决桥台跳车的现象。
1桥台跳车形成主要原理
桥台跳车产生的直接原因是刚性桥台结构物与柔性路堤连接处所产生的刚度差,以及在桥台台尾两界地段因行车荷载的反复作用,填土在固结沉降过程中产生了较大的差异沉降。
过渡段区域所存在的刚度差及沉降差问题是导致桥头跳车的根本原因。
1.1刚度差的产生
桥台与台后填土连接刚度不同。
由于桥涵结构物具有较大的刚性,而台后路基和路面而组成的道路属于半刚性或柔性结构。
公路建成后,随着时间的推移,台后填土产生较大的固结变形,与其相比,桥台基础产生的沉降变形相对小的多。
当二者的相对沉降差达到一定程度时,搭板出现沉降或断裂,在台后便出现跳车现象。
1.2沉降差的产生
由于路基和桥涵在施工及运营过程中的不均匀沉降,致使路面不平顺。
在车辆经过时,桥头产生“跳车”现象,影响行车的安全舒适性,严重时将限制运行速度,危及行车安全。
在松软及软土路基地段的路桥(涵)过渡段,因较大沉降差使过渡段的问题更为突出。
2桥台跳车形成的原因
2.1地基沉陷
土质不良是产生路基沉陷导致桥头跳车的主要原因。
桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,土的天然含水量大于液限,天然空隙较大,在车辆荷载作用下,就更容易引起地基沉陷,产生桥头跳车。
2.2公路路基设计方案不合理
桥头跳车后区域路基在设计中有时在基底未作彻底处理,未设过渡性路面,或台背后区域路基设计简单没有采用综合处理的方法。
同时设计中没有从路基施工中桥台跳车施工的薄弱性、土质固结时间短和未处理好桥梁与引导路面接缝等原因上考虑,从而因以上因素未考虑桥台跳车的设计问题,致使产生桥头跳车。
2.3公路养护工作没有按处理要求养护
在公路运营中公路桥梁已形成桥台跳车,在公路养护过程中,因处理方法不当,没有采取合理的处理方法,也可能再次造成公路桥头跳车。
2.4结构突变
桥台与台背路面在结构上存在着差异,在车辆荷载作用下垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上路基处理较好,一般认为沉降已经完成,相
对于路基而言,沉降可视为零。
这样使路面结构破坏,造成跳车。
2.5由于自然界相关因素的长期作用而产生
在自然界由于雨雪天气的影响,由桥头跳车和柔性路面产生的横向裂缝致使雨水灌渗入路基,致使路基沉降量增大,随着时间的增长,桥头便产生桥台跳车。
2.6由于超载、大型车辆的长期运营的作用
超载、大型车辆的轴载超过路面的设计轴载(BZZ-100),由于超载、大型车辆的长期运营,造成路基沉降量增大,造成桥台跳车。
3桥台跳车的危害
由于结构物与台背路基的不均匀沉降,致使路、桥过渡段出现不同程度的台阶,从而使路面平整性受损,严重影响了公路的使用功能。
其危害性主要表现在以下几个方面:
3.1影响行车速度
当车辆行驶至桥头病害处时,为防止车辆的剧烈冲击跳动、颠簸,司机被迫刹车减速,影响行车速度。
台阶高度越高,对车速影响越大,特别是达到4cm以上时,对车速影响很大。
3.2影响行车安全
当车辆通过路桥过渡段的台阶处时,车辆产生跳动和冲击,乘客颠簸不适,影响行车的舒适性;同时对驾驶人员产生相当的不利影响,严重时则会影响其对车辆的正常操作和车辆机件损坏,造成车辆失控,引起行车事故。
3.3影响车辆运营费用
因跳车不得不在桥头频繁减速,以减轻汽车的颠簸,无论减速行驶还是颠簸现象的发生,都对汽车机件造成不同程度的损害和轮胎的磨损;同时汽车行驶速度的不稳定浪费了燃料,还增加了汽车的行驶时间。
因此桥头跳车的出现,提高了车辆的运营成本。
3.4影响公路养护费用及使用寿命
台阶的存在使得车辆通过时产生跳动和冲击,从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,加速桥头路面及伸缩缝的破坏。
为了维持良好的使用状况,对路桥过渡段出现的台阶要进行及时的维修与养护。
不断的维修养护不仅花费了大量的人力、物力和财力,而且也产生了不良的社会影响。
3.5影响公路的服务水平
桥头跳车病害的发生使公路不能达到高效运营、安全行驶、节省投资及舒适乘车的目的,在很大程度上降低了公路的服务水平,损害了公路使用者的效益。
4 桥头跳车的常规处理措施
桥头跳车成为公路建设与运营中普遍且复杂的问题,它涉及路堤沉降,引道填筑材料,桥梁的结构形式,桥梁与路基工程接缝段的处理,桥头搭板,路面以及施工方法等诸多因素的影响。
解决上述的方法有很多种,目前,常规的防治措施主要有三大类,分别为:
4.1地基加固处理
为减少或消除路桥过渡段的不均匀沉降,有效控制桥头跳车,对台背地基进行加固处理是非常必要的。
地基加固的方法有换土处理,人工或机械夯实,振动压实,灰土、砂、石桩挤密加固,排水固结及化学加固等,水泥粉煤灰碎石桩、堆载预压、真空预压、水泥土搅拌法、高压喷射注浆、加筋土和复合地基理论等,各种地基加固方法各有其适用范围和条件,如选用不当或施工方法有错误,不按规范和操作规程进行,就会造成质量事故。
4.2桥头设置过渡段
是考虑桥台和台后路面在结构、材料、刚度、胀缩等方面存在的差异而采取的措施,主要有设置枕梁和搭板、设置变后式埋板、路面类型过度等。
设置梁和搭板是常规的方法,对沥青混凝土路面,在桥台连接处设置增厚式水泥混凝土埋板;对水泥混凝土路面,则将
连接处的路面改为变厚式。
路面类型过度则是根据引起桥头跳车的原因不同且难以根除等特点,根据桥涵长度和接线填方长度在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面,待路基沉降基本完后在改铺原设计路面,常用的过渡性路面有预制混凝土块、半刚性过渡层及沥青过渡层等。
4.3台后填料选择及压实
处理好后台软基是控制桥头跳车的重要因素,对于软基处理,目前国内常用的有换砂法、超载预压、真空预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等方法。
具体选用哪种方法,应以工程实际情况而选用。
在设计与施工中,台后路堤采用粗粒材料进行填筑,或设置一定厚度的加筋土结构层,施工过程中扩大施工场地,以便充分发挥大型填方压实机械优势。
4.4其他处理方法
在设计和施工中,应保证施工中的排水坡度,设置必要的地下排水设施。
在台背回填土时,可沿整个台背竖直面用间断级配碎石或砾石材料做透水层,以利于排除渗入土体的积水或因冻融产生的游离水,使土体保持永久性干燥状态,防止塑性变形和地基下沉。
为了使填方压实度达到要求,必须完善施工工艺、方法和强化施工质量管理,严格按照操作规程施工,加强建设监理工作,对台背施工的填土材料、压实机具、填土厚度进行检查,层层把关,严格执行工序验收制度,这样才能确保桥涵两端填土和路堤施工质量。
5结束语
桥台跳车现象是目前桥梁设计施工中常见问题之一,属于工程类的疑难杂症,只有认真收集资料,结合具体情况综合分析,在设计施工中重视桥梁与道路的衔接问题,选择合宜的路面和桥梁的设计方案并在施工中达到设计要求。
克服桥台跳车需要设计、施工、监理、业主等工程相关方给予足够的重视,共同努力,才能在实际工程中减轻和避免桥台跳车的出现,提高工程质量,增加公路和桥梁的使用寿命,为群众提供安全、舒适、畅通的道路交通环境。
参考文献:
[1] 李春生,注浆法在处治桥头跳车中国的应用,广东公路勘察设计。
2002.2
[2] 大垻基岩灌浆「M」.中国水利出版社,2004.05
[3] 丁明远,预防桥头跳车的技术措施「J」,2005.12。