桥头跳车的产生与防治探讨

季建男
【摘要】通过对桥头跳车产生原因的分析,提出预防措施,并针对桥头跳车不同的原因,提出处理办法。
【关键词】桥头跳车;成因;预防;处理
高速公路质量通病中桥头跳车是桥头病害的一种主要形式,不但影响到高速公路的正常使用,甚至危及行车安全。因此建设高质量的高速公路不但是广大交通工作者追求的目标、应尽的职责,也是每个行车人的美好期望。根据多年来高速公路养护经验,现就桥头跳车病害现象的产生与防治措施,作初浅探讨。
1.桥头跳车产生的原因
高速公路营运后,在自身荷载和行车荷载的作用下,桥台路面和桥头引道路面相邻处便产生不同程度的高差,根据观测统计分析,如果接合处的高差大于10mm或桥头搭板相对于桥面和路面的纵坡变化大于0.5%时,车辆通过时车身就会出现跳跃现象,这就是桥头跳车。产生桥头跳车的原因主要有以下几种情况:
1.1桥址处地质条件较差。
采用重力式结构的桥台因自重大,对地基要求高,而桥台大多建筑在软弱土层上,因软弱土层具有强度低、压缩性高、沉降持续时间长等特点,如基础处理不当或施工质量存在缺陷,在自身荷载和车辆荷载的反复作用下,加之地表水的长期渗入、冲刷,地基产生蠕变,引起桥台下沉甚至前移,造成桥台盖梁低脱空。桥台盖梁低脱空经常与护坡砌体结构的破损脱空相连贯。
1.2台背路基施工缺陷。
桥台背多为高回填土,作业段受到空间限制,大型机械无法靠近压实,常采用人工夯实或小型机具压实,填料颗粒间的空隙无法完全消除,孔隙水消散也得不到有效控制,造成压实密实度达不到设计标准。高速公路营运后,在车辆荷载的反复作用下,回填土中的孔隙水逐渐排出,空隙逐渐消除,地基土的体积相应缩小并压缩,引起路基下沉,导致桥台搭板脱空或连接处路面局部沉陷破坏产生跳车。
1.3接合部结构性质差异。
桥台属于刚性体结构,沉降较小或基本没有沉降,而桥台背路基为高回填土,属塑性体结构,如果软基处理不到位或受施工时间制约,堆载预压时间不够,则前期沉降未完成,造成地基及路基填筑料极易发生变形产生沉降,尤其当路面出现裂缝又未能及时封闭,在雨水渗入路基后,回填土颗粒重新分布,导致填土下沉,造成桥台搭板脱空或连接处路面局部沉陷破坏,从而使桥台路面和引道路面连接处产生高差突变产生跳车。
2.桥头跳车的预防对策
桥头跳车的根本原因是桥台与引道路基连接处的沉降发生了突变,因此应从产生病因的根源出发来解决桥头跳车问题。大体从以下几个方面考虑:
2.1合理选择软基处理方法:软基处理方法较多,如开挖置换法、堆载预压法、塑料排水插板法、振冲挤密法、加筋法等等,应根据软弱土层的物理力学特性和软弱层厚度,在综合考虑其经济性与功能性的基础上,选择软土地基处理方法。
2.2采用轻型桥台结构:软土地基的桥台设计,应尽量避开重力式结构,而采用桩基为主的轻型桥台结构,以双排桩基或多排桩基共同承担自身及外部荷载,将力传递到较好的土层上,必要时增设斜桩抵抗桥台背填土和软基下沉变形而产生的水平推力。
2.3增加桥长,减轻台后荷载:通过增加桥梁长度,降低台后路基填筑高度,减小台后回填压力。台后填土宜采用如粉煤灰、二灰土等轻型材料,具有自重轻、强度高、压缩性小、易透水、固结快等特点,以提高路基的稳定性。
2.4在桥台与路基间增设过渡段:桥台属刚性结构,而台背路基为塑性结构,因此在桥台与路基连接处设置高强土工格室作过渡段,利用土工格室限制填充材料的横向位移,提高整体强度,形成一个半刚性板块结构,以减少衔接部位的刚度突变,使桥台与路基连接处的沉降曲率保持变化均匀。
2.5桥台锥体护坡采用重力式灌砌石挡墙并扩大护坡范围及坡脚基础,以平衡台背路基填土压力,保证桥台软基处沉降均匀缓慢,从而确保桥台结构的整体稳定性。
2.6严格按照设计要求、施工规范进行操作,尤其控制台背回填土大型机械无法靠近部位的施工,应采取薄层轮加、辅以夯具采用连环套打法夯实,夯迹双向套压,夯压夯、行压行1/3处为宜。
3.桥头跳车病害的处理
结合多年的养护实践,桥台跳车通常可采用以下方法进行处理:
3.1护坡结构的下沉、破损:按照原设计方案作恢复处理,并更换已破损的、有裂纹的缘石,高度不足可采用素混凝土作垫层,与路面接缝处使用热沥青灌缝。
3.2桥台盖梁低脱空、桥台搭板脱空:可采用压力灌浆进行处理。如果脱空轻微,则浆体材料可为纯水泥浆;如果脱空较为严重,则浆体材料采用水泥砂浆。
3.3台背高回填土路基:因压实不足产生的下沉,在路基下边坡处采用固结灌浆进行处理。
3.4路面沉陷破坏:采用路面调平、加铺维修的方法进行处理。处理前应先对路基进行加固,然后根据相对高差的大小,确定调平分层数量。相对高差不大于4cm,先铣刨至4cm,然后加铺面层;相对高差大于4cm,分二或三层进行加铺。
3.5桥台台身水泥混凝土的裂缝:加强定期观察,分析其发展势态;及时将裂缝观察的情况反映有关设计单位,请专业人
员分析裂缝的原因,拿出具体方案;用环氧树脂高强水泥等封堵可能受水渗入的裂缝,以防钢筋浸水锈蚀。
4.结论
桥头跳车的直接原因是桥台和路基连接处不均匀沉降造成的,因此适当提高设计标准,注重施工质量,尽量减少后期沉降尤其台背高回填土路基沉降,在超载现象仍时常发生的当下,对于提高高速公路使用品质、延长使用寿命是必要的、也是必须的。另外应加强日常养护,早期台背填土以补强加固为主,并及时做好桥面排水工作,以及连接处铺装路面与桥面行车道的高差衔接,桥头路面裂缝的及时处理等。总之,因地质、设计、施工、交通量、行车超载等情况的不同,桥头跳车的根因可以说是多种多样的,我们相信只要在工作实践中积虑经验,不断总结,具体情况区别对侍,总会有最佳的处理效果的。
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