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摘要:近年各项基础建设发展迅速,其中在道路桥梁方面表现更为突出。交通运输也是飞跃式发展,在繁重的运输荷载下,由于方方面面的原因出现了道路桥梁的许多病害,其中桥头跳车表现较为普遍,尤其是在一些软土地基上更为严重,因此,在探讨桥头跳车现象,对此问题进行综合分析,提出合理、有效的防治措施和维修方案。文章从路基沉降、施工方法和结构体系上对桥头跳车病害进行原因分析,探讨提出减少病害防治措施。
关键词:桥头跳车;危害分析;防治措施
1桥头跳车原因分析
1、桥台基础和引道路基的不均匀沉降
桥头跳车主要是柔性道路与刚性桥台结构物之间在连接处发生工后不均匀沉降,产生错台所致。桥台是由钢筋混凝土组成的刚性体,桥台下还有几十米深的钻孔灌注桩基础作为支撑,因此桥台在公路运营期产生的沉降很小,而桥头引道处路基土往往由天然含水量大,天然孔隙比大,含有机质,压缩性高的土壤组成,其刚度、强度、胀缩性等与桥台存在巨大差异,公路运营后在车辆荷载、结构自重、自然因素下会发生很大的沉降,因此导致与桥台产生错台。
2、桥头引道地基处理设计不合理
桥头引道是桥梁与公路顺接的重要部位,由于桥台和路基的组成材料不同,在工程通车后,会产生不同的沉降量,因此,在设计过程中应该认真分析处理桥头引道的地基处理,努力把路基和桥台的不均匀沉降减小到最低。但有的设计单位对桥头引道的地基处理不够重视,设计的地基处理方法不合理,导致公路投入运营后桥头引道路基出现很大的沉降。
3、施工单位施工方法不当
当前的公路建设市场,转包和违规分包的现象严重,有的工程因为层层分包,导致利润很低,有的甚至已经低于成本价,一些施工队伍盲目追求高速度和利润,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工,没有严格按照设计图纸上的长度和深度进行地基处理。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。
2桥头跳车的危害与安全隐患
1、对行车安全和舒适度的影响。由于台阶的存在使车辆不得不降低车速,使公路的使用功能与通行能力受到很大的影响;另外跳车使驾驶员和乘车者感到不适,心情不快易疲劳,所载货物易损坏;严重跳车会造成翻车、追尾等交通事故,威胁人、车和财物的安全,造成生命、财产的损失。
2、增加养护费用。台阶的存在使得车辆通过桥头时产生跳动和冲击,从而对桥梁和道路产生附加的冲击荷载,加速了桥台、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏,特别是支座和伸缩缝的破坏。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、跳车时的冲击力会对车辆产生不利反力,增加车辆的振动和机械磨损和轮胎的磨耗,油耗增大,缩短车辆使用年限,增加运输成本。
3桥头跳车病害防治措施探讨
1、减少地基沉陷
桥涵通常位于沟壑地方,地下水位较高,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,处理好桥台后软地基是控制桥台跳车的重要措施。
桥头路堤地基要针对软土层的厚度和软弱程度采用不同的处治方法。当浅层软土厚度小于2m时宜全部挖除,再进行基底压实,换填颗粒较粗的填料,如天然砂砾、碎石、工业废渣等压实度要求同一般地基。当软土层较厚全部挖除有困难时,应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治并设置砂砾垫层,在垫层顶部铺设土工布,坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。
2、严格控制填料质量及填筑施工
桥头跳车原因主要是路基压缩沉降和地基沉降,控制填料质量及填筑施工对减少跳车起着非常重要的作用,台背填筑透水性材料,除了设置盲沟或泄水管外,还应满足一定长度和宽度的要求,在通常情况下,透水性填料的填筑长度(沿纵向)在基底处不少于2m,与路基衔接处一般应留不大于1:1的斜坡或台阶形式。同时施工应掌握以下几点:(1)首选应选择强度高、压实快、透水性好的材料,如卵砾土、碎石土、中粗砂以及强度较高的工业废渣等。严格控制填料质量,其细料含量不宜过大。(2)台背填筑前,在地基处理后的土拱上须设置泄水管或盲沟。(3)台背填筑透水性材料前,应完成台前防护工程及桥梁上部结构。(4)应注意结构物两端对称填筑施工。(5)严格按有关规程作业,控制每层填筑厚度和碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,透水性材料采用孔隙率控制其施工压实质量,其一般不宜大于15%。
3、减少回填路堤沉陷
由于长期行车荷载及路堤自重的作用,在路桥衔接处,路堤还会进一步压实,桥头接坡的沉降量与桥台的沉降量一般是不一致的,桥头会出现台阶,台阶的大小与回填材料的压缩沉降有关。对于高度已定的路堤,减少回填路堤沉陷的对策,主要从筑路材料、施工机具和施工方法等方面予以考虑。选用透水性良好、易压实、沉降完成快、后期变形小的砂砾填筑路堤或用石灰稳定土处理桥头路堤效果好,或用物理力学性能比较高的流态粉煤灰水泥混合料作为桥台回填料。对软土地段采用粉煤灰等轻质材料填筑路堤。选择良好的筑路材料是首要因素,此外,选用性能优良的压实机械,科学严密的施工工艺和具体施工操作措施的落实,将是减少回填路堤沉陷的关键。桥头路堤及锥坡应用小型振动式压路机或爆破夯分层碾压,对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围或桥头引道填土的压实度按设计规范要求再提高2%为宜。
4、设置桥头搭板
设置桥头搭板的目的是将台堤衔接处突变的错台高差分散到搭板的两端。搭板的一端支承在台背上,用锚栓固定,另一端可直接置于石灰稳定土或路面基层上,不设枕梁。搭板长度依据设计行车速度、路堤填上高度及预计的桥台与台后填土的工后沉降差的大小来确定,影响搭板厚度的因素有:板长、板宽、脱空长度,斜搭板的斜角、荷载大小以及支承条件等,一般情况下,当台后填土高度大于3m时,其板厚可采用40cm,当台后填土高度小于3m时,其板厚可采用30cm。搭板的下面设有素混凝土填层和石灰稳定土或碎砾石垫层,石灰稳定土或碎砾石垫层应在两侧铺至边坡面处,并顺路方向铺至搭板外2~3m。为了防止雨水渗入路基中,在搭板与台背的接缝之间,还用沥青玛蹄脂填料。设置搭板时,必须同时严格控制台后路基的填料及填筑密实度,以尽量减少沉降量,这样设置搭板才能起到防止跳车的作用。
5、注意做好经常性检查、养护、及时进行修补等工作
伸缩装置前后前后桥面出现凸凹不平大于5mm时,最好即时进行修补,增强伸缩装置的使用寿命。
通过以上措施,可以明显减少桥头跳车现象,提高车辆行驶的舒适性,又可减少因桥头养护而引起的行车不畅、堵塞、交通事故等现象。但为了能更好的解决造价及施工工期等一系列问题,只有设计部门、施工部门和养护部门协调合作,针对不同原因,因地制宜,提出适合本地区的方案才能有效地避免桥头跳车病害的产生。
4总结
我们知道,公路桥头跳车是目前比较难处理的工程病害。但不管怎么说,要治理桥头跳车首先要研究其产生的原因,提出适当的处理措施,并且要切实可行,便于施工,还要克服建设、设计、施工等相互脱节的通病,各方共同努力克服这一难题。
参考文献:
[1]王树林.简述公路桥头跳车的成因及解决措施[J].科技与企业,2012(18).
[2]索南才吉.公路桥头及涵台背"跳车"的防治[J].科技信息,2011(20).