公路桥头跳车的原因和质量控制要点

公路桥头跳车的原因和质量控制要点

广州市北城公路路政管理所510425

摘要:桥头跳车是公路工程常常会遇到的问题,且这个问题会引起严重的后果。本文主要分析了公路桥头跳车产生的原因,并就这些因素提出了桥头跳车病害的一些防治措施。

关键词:公路;桥头;跳车;荷载;应力

前言

公路桥头跳车是公路路面常见的病害之一,是桥头构造物与引道路堤填土衔接处发生了较大差异沉降,使得路面形成台阶式的显著纵坡变化,导致高速行驶的车辆行至此处时产生跳跃和冲击现象,降低了行车质量,使驾车人员疲惫不堪,直接影响道路行车舒适性和安全性,而且桥头长期受到过往车辆的冲击,加速了桥头的老化。如何解决公路桥头跳车问题,是我们公路设施建设中急待解决的问题。

1公路桥头跳车产生的原因

1.1地基土质不良产生的地基沉陷

桥涵通常位于沟壑地段,地下水位高,且多属软土,一旦受到荷载影响,则极易产生沉降,再加上桥头路基填筑高度较大,产生基底应力也大,在车辆荷载作用下更容易引起地基沉陷。有桥涵处通常地下水位较高,在农田地带多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,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。土质不良,由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。

1.2台后填料压缩沉降造成跳车

台后填料大多为渗透性材料,含水分,存在孔隙,在各种荷载的反复作用下,填料骨架会发生变形,被压缩,密实度增大,使路基在一定时间内产生沉降。并且当台背填料压实施工控制不严格会加大路堤的变形率。因公路桥台背后施工空间较小,很难使用大型压实机具。在回填土或换填时,若没有按分层填筑、分层碾压来控制施工,更没有严格控制每层填土的含水量,则会使台背填料压实度达不到要求,在荷载作用下使路基产生较大的塑性变形,而桥台下部有桩基础支撑,是刚性构筑物,桥台发生变形和沉降的可能性非常小,所以桥头路堤的沉降比桥台要大,就造成了两者的沉降差异,引起桥头跳车

1.3刚柔突变引起的沉陷跳车

构筑物桥台一般采用刚性较大的钢筋砼浇注而成,具有较大的整体刚度,而与之相连的公路,则是刚度较小,柔性较大的弹塑性体,在车辆荷载作用下,这个刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变,增强了桥头跳车的震动效果。

1.4施工不当

一些施工单位只求进度而忽视质量,没有严格按施工规范作业,在进行台背回填时松铺厚度控制不严,回填速度过快,压实度未达到要求,材料把关不严,用人工压实,加上台背的防护排水工程设置不完善,使高填土引道不稳定,施工后产生不均匀沉降。

2桥头跳车病害的防治措施

2.1处理好桥头软弱地基

(1)换填法

在软弱地层上铺设垫层,作为人工填筑的持力层。同时将结构物基底压力扩散到下卧软土地层中,使其应力减少到下卧层的许可承载力范围以内,从而满足地基稳定性的要求,同时由于垫层材料的压缩性低于天然的软粘土层,采用垫层法也可减少地基的沉降量,垫层材料可分柔性材料和刚性材料。柔性材料包括砂土,碎石、石渣、矿渣等,刚性材料包括木材垫层,金属垫层,合成树脂垫层等。砂、砾,碎石或石渣等无粘性土是最常采用的垫层材料,因为这类土的强度大,压缩性小,透水性良好,比较容易使之密实,且在不少地区料源丰富,价格便宜。该法适用与浅层软土地基的处理,由于该方法施工简便,在公路建设中应用较为广泛。

(2)塑料排水板堆载预压法

该法属竖向排水体预压类型,主要适用于透水性低的软弱粘性土。是通过竖向荷载作用使地下水沿着塑料排水板向上渗透到砂垫层中,然后横向排到路堤外面,从而使软基固结,其主要施工程序:整平原地面一摊铺下层砂垫层一机具就位一塑料排水板一穿靴一插入套管一拔出套管一割断塑料排水板一机具移位一摊铺上层砂垫层。其特点是施工简便快捷,造价较低,但仍存在少量工后沉降。

(3)深层搅拌法

该法主要用于加固饱和软粘土地基。它是利用水泥,石灰或其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原地层共同起复合地基的作用。其最大优点是完工后沉降小,缺点是造价较高。

2.2选好桥台后填料,并严格控制施工

桥台后必须使用摩擦角大、变形小的渗水性填料填筑,如岩渣、砾石、砂砾等。填料时顺着路线方向,长度控制在顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m,底部距基础内缘的长度应不小于2m,拱桥台背填土长度不应小于台高的3-4倍。在台背与路基接壤处,路基需设置台阶形式或斜坡,斜坡坡度不大于1:1。填料铺筑时要注意,若填料选择细粒土,要分层填压,松铺厚度不得超过20cm,严格控制含水量,并使用10-16t振动压路机半轮重叠振压至少两遍。若填料采用砂砾或半刚性填料,分层填铺时每层不大于30cm,使用10-16t振动压路机半轮重叠振压至少6遍。对于不易被压路机碾压的角落,采用强夯进行压实,未避免伤害到桥台结构,在台背及耳墙附近,使用轻型夯锤并将提升高度设置在2-3m,增加锤击次数,其他角落可根据实际施工条件选用重100KN夯锤,提升高度设置在6-8m。

2.3控制好台背施工

在公路施工过程中,处理好台背的工程施工是防治桥头跳车病害的重要措施。对于软基土质的施工中防止桥头跳车病害的主要的措施有:排水固结法、换土法、震动碎石桩法等,这些都是行之有效的方法。因此,在施工过程中可以根据实际情况,来改善地基性能,提高地基承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。考虑到公路桥梁的桥头大多为高填筑施工,故在桥头填筑施工时,可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑,并且应控制好填筑宽度,严禁因填筑宽度不够进行贴坡,导致遇雨期间引起滑坡,出现桥头路基不稳定而沉降。

2.4设置搭板或其它过渡措施

设置搭板,使形成台阶的差异沉降在一定距离内以坡度形式从路堤过渡到桥台上,已在桥头的设计中得到普遍采用。搭板一端放置在桥头上,另一端设置在引道路堤的结构层上,当产生沉降差时,搭板将在桥头和引导路堤间形成一个坡度,从而使车辆可以平顺地在搭板上行驶,避免了在路堤衔接处的跳车。确定搭板截面尺寸的因素很多,主要为桥头路堤容许工后沉降值、搭板的构造型式和台后路堤的填土高度等。从受力角度分析,一块搭板长一般不宜超过10m。

桥头搭板是一端简支在桥台上,另一端搁置在桥头引道路基或路面结构蹭上的钢筋混凝土板,由于紧靠近桥台的一段引道填土往往难以达到压实标准和桥台后排水不良的影响,会造成搭板下局部脱空。因此,设计和施工中应予以充分注意,采取相应措施,当测定评定板下有脱空时,应及时采用板下封堵措施,以便恢复地基的支撑,防止或减少水分的进入和浸湿。

3结语

综上所述,控制好公路桥头过渡段的施工质量是有效避免桥头跳车现象的关键,因此,施工中必须根据工程实际施工条件,采取合理的结构设计,进行全过程的系统的科学管理,加强控制施工中的各个环节工序的工程质量,才能完成高质量的公路工程,保障道路安全畅通。

参考文献:

[1]齐咏梅,刘春晓,周恒彬,赵华文.公路桥梁桥头跳车病因分析及处治措施探讨[J].科技信息(科学教研).2007(13).

[2]严顺乐.公路台背填筑技术在桥头跳车防治处理中的应用[J].广东建材.2008(06).

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