顧 勇
(遂平縣農(nóng)村公路管理所,河南遂平463100)
橋頭跳車是指由于橋涵構(gòu)造物與橋涵臺(tái)后的路堤之間的沉降差超過某一限定值造成汽車經(jīng)過該路段時(shí)車輪產(chǎn)生上下振動(dòng)的現(xiàn)象。橋頭跳車是目前公路建設(shè)中常見的通病之一,嚴(yán)重影響了行車的舒適度,降低了車輛的行駛速度和道路的通行能力,如何消除橋頭跳車或?qū)蝾^跳車減小到最低程度,對于滿足公路對行車高速、安全、舒適的要求以及道路的使用壽命等,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
所謂跳車是由于公路橋頭及伸縮縫(橋頭引道)處的差異沉降或伸縮縫破壞而使路面縱坡出現(xiàn)臺(tái)階,引起車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳躍的現(xiàn)象,其主要危害有以下幾個(gè)方面:①對行車安全和舒適度的影響。由于跳車的存在使車輛不得不降低車速,使公路的使用功能和通行能力受到很大影響;②跳車使駕駛員和乘車者感到不適、心情不快易疲勞,所載貨物易損壞;③嚴(yán)重跳車會(huì)造成翻車、追尾等交通事故,威脅人、車和財(cái)物的安全,造成生命、財(cái)產(chǎn)的損失。由跳車產(chǎn)生的水平和垂直沖擊力會(huì)對路面、路基和橋梁結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生進(jìn)一步的損壞,從而增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用和管理的難度,并降低了公路使用性能。
橋頭跳車的直接原因是剛性橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物與柔性路堤在行車荷載的反復(fù)作用下,由于人工填土的變形或天然土基的自身固結(jié)沉降變形而產(chǎn)生相對較大的差異沉降。橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的加固處理,全橋呈剛性體系,在正常作用下,其沉降很小。而橋梁構(gòu)筑物后的路基和路堤由于其地基狀況和填土的性質(zhì),則會(huì)產(chǎn)生一定的沉降變形。經(jīng)過很長時(shí)間后,當(dāng)橋臺(tái)路路堤間的差異沉降超過一定值時(shí),就會(huì)出現(xiàn)橋頭跳車。產(chǎn)生橋頭跳車的主要原因有以下幾個(gè)方面。
橋涵結(jié)構(gòu)一般位于溝壑地段,其地下水位較高,地基土空隙比大、含水率高、強(qiáng)度低、壓縮性大,且軟基較多。在其上填筑路基肯定會(huì)產(chǎn)生較大變形。同時(shí)由于橋頭段路堤填筑比一般路段要高,其產(chǎn)生的基底附加應(yīng)力較大,從而引起較大的地基沉陷。
在公路施工中,臺(tái)背大多數(shù)采用普通黏性土回填,而且臺(tái)背填土一般較高,按施工順序都是在橋涵構(gòu)造物完成后再填筑兩端路堤。在實(shí)際施工中,土方往往又不能達(dá)到最佳含水率,且臺(tái)背在一定范圍內(nèi)土方壓實(shí)往往難以人工夯實(shí),致使填土壓實(shí)度較小,局部密實(shí)度很難達(dá)到質(zhì)量要求。因此,在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動(dòng)荷載作用下,路堤填料逐漸被壓縮,孔隙率降低,密實(shí)度逐漸增大,從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土的沉降形成橋頭跳車。
在汽車荷載峰值的重復(fù)作用下,搭板底部承載力較差的路基可能會(huì)因累計(jì)塑形變形過大而使搭板底部脫空,當(dāng)搭板不足以單獨(dú)承受上部汽車荷載時(shí),就會(huì)斷裂。斷裂的搭板就會(huì)形成新的橋頭跳車。
為消除橋臺(tái)和臺(tái)后填方段的差異沉降變形,需要對地基進(jìn)行加固。地基處理有多種方法,如換土墊層法,可換填天然砂礫、碎石、工業(yè)廢渣等;強(qiáng)夯法,粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、砂樁、塑料排水板堆載預(yù)壓等,對季節(jié)性凍融地區(qū)的橋頭地基遇有飽和細(xì)粒土或含水土層時(shí),應(yīng)全部挖除,換填透水性土壓實(shí)后再填路基。
地基處理的方法是有效的,但不能根本消除軟基沉降現(xiàn)象,其工后沉降值一般情況下都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樁基橋臺(tái)的沉降量。
考慮橋臺(tái)與臺(tái)背路面在結(jié)構(gòu)、材料、剛?cè)帷⒚浛s等方面存在的差異,為了在其縱、橫向都能平順逐漸過渡,可采取以下措施。
1)設(shè)置枕梁和搭板。枕梁和搭板根據(jù)不同情況應(yīng)采取不同的布置方式:①橋梁為正交時(shí),搭板預(yù)制,板頂澆厚6 cm 30#鋼筋砼或鋼筋纖維砼鋪裝層,在搭板與砼路面相接處設(shè)置脹縫,在與搭板鄰近的2 ~3 塊路面的板縫連續(xù)設(shè)置脹縫。②橋梁為斜交時(shí)除用鋼筋砼搭板和鋪裝層整體澆灌外,另設(shè)置鋼筋砼漸變板,其一端置于枕梁與搭板連接,另一端則直接置于路基相接于砼路面。
2)設(shè)置變厚式埋板。對瀝青砼路面,在橋臺(tái)連接處設(shè)置變厚式砼埋板;對砼路面,則將連接處的路面板改為變厚板。在搭板、埋板下為保證連接部位的剛?cè)釋哟蚊嫠胶痛怪狈较蚓鶟u次變化,宜采用強(qiáng)度和回彈模量均高于土基的路面結(jié)構(gòu)材料,以提高該部位的整體受荷和抗沖能力,利于減少錨臺(tái)幅度,調(diào)整不均勻沉降。
臺(tái)背一定范圍內(nèi)采用模量比較大、容易壓實(shí)的材料進(jìn)行換填,例如石灰土、級(jí)配碎石、砂粒等,也可采用輕質(zhì)路基填料如氣泡混合輕質(zhì)土、泡沫聚苯乙烯、粉煤灰等。通過換填可以大為減小路基的壓縮變形,但換填材料往往造價(jià)偏高,從而加大工程投資。
水是造成路基病害的主要因素,因此必須重視橋臺(tái)處與臺(tái)后路堤的銜接設(shè)計(jì),設(shè)置完善的防護(hù)措施和排水系統(tǒng),以防止自然降水的滯留??梢栽跇蚺_(tái)與填方段結(jié)合處及過渡段路面下設(shè)墊層,防止路面下滲水進(jìn)入填方體。
處理橋頭跳車的方法多種多樣,但每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用適宜的處治方法,需要從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)各方面綜合治理,使橋頭跳車問題得到控制和解決。
[1]王學(xué)智.改善橋頭跳車狀況的措施[J]. 交通世界:建養(yǎng)·機(jī)械,2007(11).