对桥头跳车现象的分析研究

　　摘要：桥头跳车现象是公路桥梁上的一大质量通病,是由于桥头跳车引起颠簸,从而导致高速行驶的车辆在该处产生跳跃的现象。本文主要从桥头跳车的危害及引发桥头跳车的原因进行了分析，并且就桥头跳车的防治对策和已经出现的桥头跳车的相关问题进行了阐述。
　　关键词：桥头跳车；危害；原因；防治对策
　　前言
　　桥头跳车是指由于桥梁或通道等构造物两侧与路堤填土衔接处产生较大的不均匀沉降,使得路面出现显著的纵坡变化和刚度变化。桥头跳车的现象不但影响驾驶员和乘客的舒适感,严重时还会造成车辆失控,还危害桥梁通道的使用寿命,增加了桥梁的维修与养护费用。在我国公路建设实践中,由于多方面的原因,桥头跳车问题并未得到很好的解决,妨碍了车辆正常高速行车,降低了行车舒适性,甚至引发交通事故,造成巨大的经济损失。
　　1.桥头跳车的危害
　　高速行驶的车辆跳跃时不仅乘车舒适性不能保证,而且行车安全性大大降低。因沉降形成台阶面不得不在桥头频繁减速、加速,既影响交通的迅速流动,又增加了车辆损耗和废气的排放。此外,还给桥头处有关构造物造成破坏。
　　2.引发桥头跳车的原因
　　2.1地基土质不良造成的沉降。桥涵通常置于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量大,孔隙比大,压缩性强和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降。同时桥头路基填筑高度较其他地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降,特别是工后沉降较大。
　　2.2台背填料压缩引起路基的沉降。台背填料因含水分、存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在一定期限内产生路基沉降。因此,压缩沉降主要取决于填料性质,施工条件及台前台背的防护排水工程的设置情况。
　　2.3柔突变引起沉陷跳车。刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同,柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇筑而成,具有较大的整体刚度,属于刚性体;而与结构物桥台相连的道路,具有刚性较小柔性较大的特性,属于弹塑性体。对于桥台而言,由于其刚性较大,可以认为在行车荷载作用下无变形产生。而路堤填土是一种非线形的刚度很小的材料,在荷载作用下必然产生较大的变形(包括弹性变形和塑性变形),其中主要是塑性变形。土在行车荷载重复作用下,塑性变形不断积累。由此导致了桥头部位的差异沉降,形成了桥头跳车。
　　2.4桥台背填土压实度达不到标准。由于引道填土在压路机碾压时工作面小,特别是埋置式柱式桥台台帽周围一般压路机无法作业,直接导致桥头引道及锥坡的填土压实度达不到标准。压实的死角成为桥头跳车的重要根源。
　　2.5路面渗水,加剧了桥台跳车。如前所述,一旦沉降差异达到一定的程度,桥头跳车现象就会很快发生。而汽车行驶于凹凸路面时因冲击作用,将使路面结构产生较大的附应力。从而加速了路面结构层的破坏,增加了路基填土的受荷变形。整个路面结构层在桥台与路堤衔接处可能会被撕破,导致路面排水不良,路面的积水通过撕裂处渗到土基,进一步降低土体强度,湿陷性黄土尤为严重。使沉降增大、跳车加剧,严重时还会出现沉陷或坑槽。而这些病害更加剧了排水的不畅,路面渗水更为严重,形成恶性循环。
　　2.6土体的固结和次固结加剧沉降差异,也是形成桥头跳车的原因。根据土的固结理论,台背填土的固结并不随施工结束而终止。填土孔隙水的排出需要相当长的时间,尤其是粘性土更是如此。因此,在公路开通以后,填土固结仍将持续一段时间,(持续时间与填料的类型、压实程度、排水条件等有关)这就必将产生一部分次固结沉降,路堤也随之产生一定程度的沉降,加剧桥头跳车。
　　3.桥头跳车防范对策
　　3.1加强台背所在位置的地基处理。处理好台背软弱地基，是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有不少处理方法，如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等，都是行之有效的方法。可以根据实际情况应用，以改善地基性能，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。同时，考虑到桥头大多为高填土施工，故在桥头可考虑采用材质较轻的粉煤灰填筑，且应控制好填筑宽度，严禁因填筑宽度不够进行贴坡，致遇雨期间引起滑坡，导致桥头路基不稳而沉降。如在漕俞路高填土施工时，因遇暴雨引起滑坡现象，致外侧3m范围内结构层开裂等现象。
　　3.2加强路桥过渡段的施工组织设计。公路路桥过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的工后沉降差。在桥台结构完成后，尽快安排过渡段路堤与一般填土路堤的施工。并使用具有同等压实度能量的压实机械将过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致相同的高度进行填筑碾压。在路堤与桥台连接部位，路堤与锥坡预压填土应同步填筑与碾压，使用大型机械碾压困难时可改用小型振动压实机械进行充分压实。此外，对一些路基工后沉降可能大的工点，如深层的软土地基和桥头高路堤，除了采用一切必要的地基处治措施外，必须优先安排施工，进行静置预压直至符合规范要求为止。
　　3.3选择有利于减少工后沉降的桥台结构。在形式多样的桥台结构中，桩接台帽的桥台结构施工过程是：填筑路堤，钻孔桩基施工，台帽和耳背墙施工。从其施工步骤可知，其过渡段路堤在桥台结构施工前填筑，不受施工作业面的限制，有利于大型机械碾压，不遗留施工死角，压实均匀，压实度易达到设计要求。同时，桥台结构施工时，又为过渡段软土地基和路堤填土留有一定的沉降期，有助于减少过渡段路堤工后沉降。因此，在桥梁设计时，宜首先选用桩接台帽式桥台结构。
　　3.4加强路桥过渡段路堤填料的选择实施路桥过渡段路堤填筑之前，要有目的地选择施工路段的填料，采用各种土壤作对比试验。试验项目包括：土壤的液限和塑限联合测定，实施筛分和击实试验。各种土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。从实验结果中比较各种土壤的技术指标，从中选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。从经济角度考虑，以就地取材为主。填料的选择原则应选用干容重较大的砂类土或渗水性较好的材料。这样的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用非渗水性土时，应在士中增加外掺剂，如石灰、水泥等。严禁使用淤泥、沼泽土以及含草皮、树根、生活垃圾、杂物和含水量过大的土作为填料。
　　4.已经出现的桥头跳车的处理
　　一般桥头沉降差小于2cm时，对车速的影响不太严重，可以不予修复。当沉降差逐渐增大时对跳车的影响将大为加剧，应予修补。
　　4.1若沉陷严重且继续发展，应处理基层并换填台背填料。采用抗水侵蚀性好的填料，如半刚性填料、砂石填料等，以改善填料的水稳性。
　　4.2采用半刚性基层稳定回填料上层。可将路基上部0.5~0.8m厚的路基土应用水泥或石灰稳定处理，也可采用二灰稳定碎石进行填筑，以期提高整体强度。
　　4.3对于已经稳定的沉陷，铣刨路面端部后，重铺沥青混凝土面层。为使沉降后的路面与桥梁端部衔接顺适，将沉陷位置铣刨后，铺筑新的沥青面层，使之与桥梁端部衔接更为顺适。这也是桥梁养护中经常用到的方法。
　　5.结束语
　　对于桥头跳车的防治和治理，施工质量的控制是一项长期而艰巨的工作，不仅严格按照施工规范进行施工，而且还需要建设单位、设计单位、监理单位及其它相关单位共同努力才能完成，希望通过大家的共同努力，真正使桥头跳车问题得到进一步的控制。