高速公路桥头跳车的成因及解决方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过渡段填料压缩变形
如何减少过渡段填料的塑性变形 是解决过渡段沉降差的重要因素。在施 工期间，伴随着压实设备的反复碾压， 填料颗粒间的孔隙不可能完全消除。通 车后在行车载荷和填料自重的作用下， 填料逐渐被压缩，孔隙率继续减少，故 而还会发生塑性变形。不同性质的填料 产生的沉降大小亦不相同。在相同的压
实标准下，强度 低、刚度小的填 料较强度高、刚 度大的填料产生 的压缩变形大的 多，因此，过渡 段中应使用强度 高、刚度大的优
强夯法国外称之为动力固法，它 是通过8～30吨的垂锤采用8～20米的 落距，对地基施加强大的冲击能，在地 基土中形成冲击波和动应力，使地基土 压密和振密，以加固地基土，达到提高 强度、降低压缩性的目的。
轻质材料填筑路堤
铺设轻质材料可以减轻路堤自 重，有效降低地基的附加应力，从而可 以达到减少沉降的目的，常用的轻质材 料如粉煤灰、炉渣、EPS等。膨胀性聚 苯乙烯块（EPS）是一种新型超轻质材 料，其密度很小（约30kg/m3左右）， 抗压强度约为0.25MPa，且吸湿性极
雨水的侵蚀作用（塑性累积变 形）
过渡段经过一段时间的外力（列 车和载荷填料自重）作用以及地基的不 均匀沉降，可能会在桥台后的填土上产 生伸缩裂缝。由于线路长期受到雨水的 侵蚀作用，使填土的孔隙率发生改变， 路堤填土出现病害，强度降低，产生过 大沉降，或由于水的渗透流动带走填料 中的细粒土，使过渡段出现沉降变形。
施工技术原因
一般工程的施工，往往构造物下 部先行施工，待桥台工程完工后，再进 行桥台后路基的填部。一方面为 了赶工期，填土的压实质量控制不够严 格，使填土本身出现过大的沉降变形； 另一方面，在桥头路基的施工中，由于 位置的特殊性，桥台背后填料往往会由 于作业面狭窄而压实机械压实不到位， 致使压实质量下降。纵然使用小型振动 机械，如不严格施工管理，也很难达到 设计要求。路基成型通车后，会引起过 渡段路堤的压密下沉。
桥头跳车产生的原因
总的来说，桥头跳车产生的原因 是因为构造物和路基接头处产生的差异 沉降引起的。软土路段构造物一般采用 桩基础，构造物的沉降是很小的，所以 桥头跳车主要是由于路基产生的工后沉 降过大引起的，产生桥头跳车在原因包 括以下几个方面：
路桥的结构差异
由于桥台与路基本身所用材料的 不同，决定了他们的竖向位移、塑性变 形以及对外部环境改变的相应的差异， 桥台要比路堤小的多。路桥过渡段作为 刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结 构上是塑性变形和刚度的突变体（图 1）。只有当柔性路堤的塑性变形相对
质填料。
软基处理方法的差异
在软土地基区段，由于过渡段和 桥台地基的处理方法的差异也是引起过 渡段沉降差的重要原因。桥台处一般采 用刚性的钻孔灌注桩，深度达数十米， 可认为其基本上不产生变形。而路堤则 采用常用的排水固结法、深层搅拌桩 法、碎石桩法等，地基固结度很难达到 100%，并且由于次固结沉降的存在， 使工后沉降经历很长的时间才能稳定， 其变形要比刚性桩大的多，从而会在桥 台台背处出现纵坡突变点。
图1 过渡段塑性变形和刚度突变图
为零或其值的大小所引起的轨面弯折 （轨道不平顺）满足高速行车的要求 时，才不会出现如图1所示的情况。而 柔性结构的路堤发生变形是不可避免 的，因此，必须从过渡段的地基条件、 软基的处理方法、填料选择、压实标 准、质量检测上采取措施，以减少两者 之间的塑性变形差，实现平稳过渡。
排水固结法的机理是通过预压荷 载的作用，使被加固土体的孔隙水尽快 排出，有效应力增加，促使土中孔隙体 积减小，密实度增大，强度提高，加快 施工期的沉降，使大部分沉降在施工期 完成，从而减小工后沉降，使其满足要 求。这类处理方法一般有堆载预压法、 超载预压法、真空预压法等。这类方法 应结合砂井，袋装砂井、塑料排水板等 竖向排水体使用。 复合地基
解决桥头跳车的措施
地基处理
处理好桥头软弱地基，是控制跳车 的关键。常用处理软弱地基有以下方法： 浅层处治
对地基表层软土厚度较薄路段的
192 TRANSPOWORLD 2012 No.22 (Nov)
处理措施宜采用浅层处治的地基处理方 法，浅层处治的方法一般包括挖除换 填、生石灰拌和、抛石排淤等方法。 排水固结法
小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯 乙烯块，可大大减轻路堤体的重量，能 成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷。 在铺筑块件之前，为确保地基的平整 性，应铺设一层10cm厚的砂整平层。 铺设块件时，从路中线向两边铺设，各 层成垂直状态，接缝注意错开，块件之 间采用马钉固定，防止移动。
加筋土路堤结构技术
在路桥过渡段中埋设一定数量的 加筋材料，一方面，由于加筋材料的 存在，使表观侧向应力增加许多，从 而极大地限制了土体的侧向变形，提 高加筋土的整体强度，限制了加筋土 的整体变形。另一方面，铺设了加筋 材料后，若将土筋看作一个复合体， 则加筋材料的铺设增加了路基土的刚 度。这一刚度的增加程度视土工材料 铺设的层数、间距及其力学特性而 定。因此，若在有效的压缩层厚度中 设置数层加筋材料，则由于土筋之间 的剪阻约束作用,使得土层的沉降被 有效地减少。从而通过调整加筋材料 的布置间距和位置，可将桥台后过渡 段的台阶式沉降变成连续的斜坡式沉 降，以及降低台背处的侧向和垂直应 力所引起的很大的剪应力，以达到路 桥过渡段平稳过渡的目的。
复合地基是对较深层次的软土地 基采用置换或增强作用的处治措施，加 固的桩柱体与桩柱间土体组成复合地 基，共同承受荷载的作用，根据桩柱体 材料与施工工艺的不同，分为散体材料 桩和胶结材料桩，散体材料桩无胶结强 度，其刚度介于土和柔性桩之间，能承 受和传递压力，不能承受拉力，并且在 围限条件下方能成桩，如砂石桩、砂 桩、碎石桩等，胶结材料桩属柔性桩， 有一定的胶结强度，能承受和传递压力 和拉力，也能传递桩周摩擦力，如石灰 桩、灰土桩等。 强夯法
H现代公路 IGHWAY
高速公路桥头跳车的成因及解决方法
分析
文/常志明
前言
自1988年12月，沪嘉高速公路的 建成通车以来，我国的高速公路建设取 得了巨大成绩，但是在已投入使用的高 速公路中，普遍存在桥头跳车的问题。 桥头跳车问题的存在，大大影响了行车 的舒适性、快捷性，严重的还会造成交 通事故，同时由于跳车产生的冲击荷 载，也会对路面和构造物造成损害，影 响工程的寿命。
如何减少过渡段填料的塑性变形 是解决过渡段沉降差的重要因素。在施 工期间，伴随着压实设备的反复碾压， 填料颗粒间的孔隙不可能完全消除。通 车后在行车载荷和填料自重的作用下， 填料逐渐被压缩，孔隙率继续减少，故 而还会发生塑性变形。不同性质的填料 产生的沉降大小亦不相同。在相同的压
实标准下，强度 低、刚度小的填 料较强度高、刚 度大的填料产生 的压缩变形大的 多，因此，过渡 段中应使用强度 高、刚度大的优
强夯法国外称之为动力固法，它 是通过8～30吨的垂锤采用8～20米的 落距，对地基施加强大的冲击能，在地 基土中形成冲击波和动应力，使地基土 压密和振密，以加固地基土，达到提高 强度、降低压缩性的目的。
轻质材料填筑路堤
铺设轻质材料可以减轻路堤自 重，有效降低地基的附加应力，从而可 以达到减少沉降的目的，常用的轻质材 料如粉煤灰、炉渣、EPS等。膨胀性聚 苯乙烯块（EPS）是一种新型超轻质材 料，其密度很小（约30kg/m3左右）， 抗压强度约为0.25MPa，且吸湿性极
雨水的侵蚀作用（塑性累积变 形）
过渡段经过一段时间的外力（列 车和载荷填料自重）作用以及地基的不 均匀沉降，可能会在桥台后的填土上产 生伸缩裂缝。由于线路长期受到雨水的 侵蚀作用，使填土的孔隙率发生改变， 路堤填土出现病害，强度降低，产生过 大沉降，或由于水的渗透流动带走填料 中的细粒土，使过渡段出现沉降变形。
施工技术原因
一般工程的施工，往往构造物下 部先行施工，待桥台工程完工后，再进 行桥台后路基的填部。一方面为 了赶工期，填土的压实质量控制不够严 格，使填土本身出现过大的沉降变形； 另一方面，在桥头路基的施工中，由于 位置的特殊性，桥台背后填料往往会由 于作业面狭窄而压实机械压实不到位， 致使压实质量下降。纵然使用小型振动 机械，如不严格施工管理，也很难达到 设计要求。路基成型通车后，会引起过 渡段路堤的压密下沉。
桥头跳车产生的原因
总的来说，桥头跳车产生的原因 是因为构造物和路基接头处产生的差异 沉降引起的。软土路段构造物一般采用 桩基础，构造物的沉降是很小的，所以 桥头跳车主要是由于路基产生的工后沉 降过大引起的，产生桥头跳车在原因包 括以下几个方面：
路桥的结构差异
由于桥台与路基本身所用材料的 不同，决定了他们的竖向位移、塑性变 形以及对外部环境改变的相应的差异， 桥台要比路堤小的多。路桥过渡段作为 刚性桥台与柔性路堤的结合部位，在结 构上是塑性变形和刚度的突变体（图 1）。只有当柔性路堤的塑性变形相对
质填料。
软基处理方法的差异
在软土地基区段，由于过渡段和 桥台地基的处理方法的差异也是引起过 渡段沉降差的重要原因。桥台处一般采 用刚性的钻孔灌注桩，深度达数十米， 可认为其基本上不产生变形。而路堤则 采用常用的排水固结法、深层搅拌桩 法、碎石桩法等，地基固结度很难达到 100%，并且由于次固结沉降的存在， 使工后沉降经历很长的时间才能稳定， 其变形要比刚性桩大的多，从而会在桥 台台背处出现纵坡突变点。
图1 过渡段塑性变形和刚度突变图
为零或其值的大小所引起的轨面弯折 （轨道不平顺）满足高速行车的要求 时，才不会出现如图1所示的情况。而 柔性结构的路堤发生变形是不可避免 的，因此，必须从过渡段的地基条件、 软基的处理方法、填料选择、压实标 准、质量检测上采取措施，以减少两者 之间的塑性变形差，实现平稳过渡。
排水固结法的机理是通过预压荷 载的作用，使被加固土体的孔隙水尽快 排出，有效应力增加，促使土中孔隙体 积减小，密实度增大，强度提高，加快 施工期的沉降，使大部分沉降在施工期 完成，从而减小工后沉降，使其满足要 求。这类处理方法一般有堆载预压法、 超载预压法、真空预压法等。这类方法 应结合砂井，袋装砂井、塑料排水板等 竖向排水体使用。 复合地基
解决桥头跳车的措施
地基处理
处理好桥头软弱地基，是控制跳车 的关键。常用处理软弱地基有以下方法： 浅层处治
对地基表层软土厚度较薄路段的
192 TRANSPOWORLD 2012 No.22 (Nov)
处理措施宜采用浅层处治的地基处理方 法，浅层处治的方法一般包括挖除换 填、生石灰拌和、抛石排淤等方法。 排水固结法
小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯 乙烯块，可大大减轻路堤体的重量，能 成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷。 在铺筑块件之前，为确保地基的平整 性，应铺设一层10cm厚的砂整平层。 铺设块件时，从路中线向两边铺设，各 层成垂直状态，接缝注意错开，块件之 间采用马钉固定，防止移动。
加筋土路堤结构技术
在路桥过渡段中埋设一定数量的 加筋材料，一方面，由于加筋材料的 存在，使表观侧向应力增加许多，从 而极大地限制了土体的侧向变形，提 高加筋土的整体强度，限制了加筋土 的整体变形。另一方面，铺设了加筋 材料后，若将土筋看作一个复合体， 则加筋材料的铺设增加了路基土的刚 度。这一刚度的增加程度视土工材料 铺设的层数、间距及其力学特性而 定。因此，若在有效的压缩层厚度中 设置数层加筋材料，则由于土筋之间 的剪阻约束作用,使得土层的沉降被 有效地减少。从而通过调整加筋材料 的布置间距和位置，可将桥台后过渡 段的台阶式沉降变成连续的斜坡式沉 降，以及降低台背处的侧向和垂直应 力所引起的很大的剪应力，以达到路 桥过渡段平稳过渡的目的。
复合地基是对较深层次的软土地 基采用置换或增强作用的处治措施，加 固的桩柱体与桩柱间土体组成复合地 基，共同承受荷载的作用，根据桩柱体 材料与施工工艺的不同，分为散体材料 桩和胶结材料桩，散体材料桩无胶结强 度，其刚度介于土和柔性桩之间，能承 受和传递压力，不能承受拉力，并且在 围限条件下方能成桩，如砂石桩、砂 桩、碎石桩等，胶结材料桩属柔性桩， 有一定的胶结强度，能承受和传递压力 和拉力，也能传递桩周摩擦力，如石灰 桩、灰土桩等。 强夯法
H现代公路 IGHWAY
高速公路桥头跳车的成因及解决方法
分析
文/常志明
前言
自1988年12月，沪嘉高速公路的 建成通车以来，我国的高速公路建设取 得了巨大成绩，但是在已投入使用的高 速公路中，普遍存在桥头跳车的问题。 桥头跳车问题的存在，大大影响了行车 的舒适性、快捷性，严重的还会造成交 通事故，同时由于跳车产生的冲击荷 载，也会对路面和构造物造成损害，影 响工程的寿命。