楊堃賢

摘要:橋頭跳車是一種普遍現(xiàn)象。分析出現(xiàn)橋頭跳車的原因,并從三方面提出防止橋頭跳車的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞:橋頭跳車;剛度差;沉降差;地基處理;路基處理;路面處理

引言

隨著公路建設(shè)的迅速發(fā)展,特別是高等級公路里程的增加,汽車的行駛速度不斷提高,對行車舒適性的要求也越來越高,但是,橋頭跳車的問題,卻是公路建設(shè)多年的通病之一。橋頭跳車是指在橋臺構(gòu)筑物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大的差異沉降,使得路面縱坡呈臺階顯著變化,導(dǎo)致高速行駛的車輛在這一區(qū)段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。這種現(xiàn)象相當(dāng)普遍。

1 橋臺跳車產(chǎn)生的主要原因及危害

橋頭跳車的基本原因在于橋頭和路堤的沉降差。橋頭跳車產(chǎn)生的直接原因是剛性橋臺結(jié)構(gòu)物與柔性路堤連接處所產(chǎn)生的剛度差,以及在橋臺臺尾兩界地段因行車荷載的反復(fù)作用,填土在固結(jié)沉降過程中產(chǎn)生了較大的差異沉降。過渡段區(qū)域所存在的剛度差及沉降差問題是導(dǎo)致橋頭跳車的根本原因。剛度差的產(chǎn)生。橋臺與臺后填土連接剛度不同。由于橋涵結(jié)構(gòu)物具有較大的剛性,而臺后路基和路面而組成的道路屬于剛性或柔性結(jié)構(gòu)。公路建成后,隨著時間的推移,臺后填土產(chǎn)生較大的固結(jié)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(dá)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。沉降差的產(chǎn)生。由于路基與橋涵在施工及運(yùn)營過程中的不均勻沉降,致使路面不平順。在車輛經(jīng)過時,橋頭產(chǎn)生“跳車”現(xiàn)象,影響行車的安全舒適性,嚴(yán)重時將限制運(yùn)行速度,危及行車安全。在松軟及軟土路基地段的路橋(涵)過渡段,因較大沉降差使過渡段的問題更為突出。橋頭跳車的危害主要表現(xiàn)在影響行車安全、影響行車速度以及影響公路的服務(wù)水平幾方面。

2 防止橋頭跳車的技術(shù)措施:

2.1 地基處理

淤泥質(zhì)地基。對于高等級公路工程的軟基處理,通常采用砂袋砂井法、塑料排水板堆載預(yù)壓法、換土法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等等。但實踐表明,以塑料排水板堆載預(yù)壓法的效果最佳。根據(jù)經(jīng)驗推算,12m厚的淤泥層,若不采取任何加固處理措施,在5m填土高度的條件下,其100年的沉降量才達(dá)到1.7m。若采用塑料排水板法時,欲達(dá)到同樣的沉降量,當(dāng)塑料排水板呈等邊三角形布設(shè),板間間距(板距)為1.8m時,只需10個月,當(dāng)板距為1.2m時,僅需4個月。含水量大的粘性土。對于含水量和孔隙比均較大、且含有有機(jī)物質(zhì)的粘性土層可進(jìn)行換土處理。換土深度視軟層厚度而定。對于一般性粘土,可進(jìn)行開挖翻曬。當(dāng)填土高度不大于4m時,開挖深度取O.6m;當(dāng)填土高度較大時,開挖深度可大于lm。土質(zhì)曬到最佳含水量時,再回填密實。回填土的上層則留出60cm的厚度用石灰土填實。如遇雨季施工不能曬干時,則全部用石灰土。在路基底下有了這一層石灰土后,便形成一個漸變帶,可以避免沉降的突變。

2.2 路基處理

填料選擇。首先應(yīng)選擇強(qiáng)度高、壓實快、透水性好的材料,如卵礫土、碎石土、中粗砂以及強(qiáng)度較高的工業(yè)廢碴等。為了改善填土的密實性,應(yīng)設(shè)計好相應(yīng)的級配。在通常情況下、透水性填料的填筑長度(沿縱向)在基底處不少于2m,并按1:1設(shè)置斜坡或作成階梯狀,保證在頂面的填筑長度與搭板長度相對應(yīng)。設(shè)置橫向泄水管或盲溝。在基底上填筑橫坡為3%～4%的粘土土拱,并進(jìn)行夯實,然后在土拱上挖一條雙向放坡的地溝。地溝斷面尺寸一般可取(40～6O)×(30～50)cm,然后在臺背后全范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料,例如油氈或尼龍薄膜材料,再在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管,塑料管的直徑不小于10cm。其上的小孔孔徑為5mm,布成梅花形,間距約10cm。塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基或橋頭錐坡以外。最后在塑料管四周填筑上述的透水性材料。若采用盲溝時,設(shè)置方法與此相同,僅取消其中的塑料管,而用大粒徑的碎石填筑地溝,并用土工布包裹盲溝的出口和作必要的處理。橋梁兩端路堤進(jìn)行強(qiáng)夯處理。 對于臺背不易被壓路機(jī)碾壓的“死角”,應(yīng)采用強(qiáng)夯處理方法,保證填土的密實和加速壓縮過程。強(qiáng)夯機(jī)宜采用重100kN的夯錘,其提升高度一般為6m～8m,即夯擊能量為600kN·m～800kN·m,夯錘面積為3.5m2,夯擊影響深度約為5m～10m。對于臺背和耳墻附近,夯錘提升高度取2m～3m,但錘擊次數(shù)需要增多,并注意不要損壞橋臺。設(shè)置橋頭搭板和埋板。設(shè)置橋頭搭板的目的是將臺堤銜接處突變的錯臺高差分散到搭板的兩端,這樣處理以后,對于原路面的縱坡只增加某個微小增量,從而可以改善橋頭行車條件,因此是重要的技術(shù)措施之一。

2.3 路面處理

預(yù)設(shè)反向坡度。在臺堤結(jié)合段預(yù)留反向坡度有點和設(shè)置橋梁預(yù)拱度的作法相類似。坡度的大小視臺堤間的沉降差而定。有的地方在路面鋪筑之前預(yù)加拋高14cm～16cm,待路面鋪完之后,其沉降量就能達(dá)到此拋高值的50%以上。設(shè)置過渡段路面。當(dāng)路基沉降規(guī)律難以掌握時,可在橋頭一段長度的范圍內(nèi)鋪設(shè)過渡性路面,待路提沉降基本完成后再改鋪原設(shè)計路面。常用的過渡性路面有預(yù)制水泥混凝土六棱塊(邊長34.6cm,厚20cm)和條石鋪砌(尺寸為25×25×40cm)等。這種處理方法的優(yōu)點是發(fā)現(xiàn)局部沉陷時,翻修處理速度快,但不易鋪砌平整,行車時有抖動感覺,并且雨水易通過砌縫滲入路基內(nèi)。橋面與路堤路面的鋪裝混凝土一次完成。這種方法可以解決路面與橋面混凝土連接的順適性。但此時應(yīng)注意,在設(shè)計中應(yīng)將臺帽背墻的頂面標(biāo)高降低,使搭板的一端直接擱置在背墻頂面上,使橋頭從原來的兩條接縫變化一條接縫,提高了行車的舒適性。橋臺與路面間的接縫處理。對于水泥混凝土路面,在橋臺與路面連接處,易產(chǎn)生橫橋向裂縫。為防止雨水滲入路基導(dǎo)致路面破壞,可以采用如下圖所示的連接形式。填縫材料可用玻璃纖維類的物質(zhì),或麻織物等,然后再灌進(jìn)較稀的瀝青。