桥头跳车处治技术探讨

桥头跳车处治技术探讨

陈锴城

陈锴城

深圳市美加达公路工程有限公司

摘要：分析了桥头跳车产生的危害及原因，综述了近年来桥头跳车防治工程实践中采取的治理措施。

关键词：桥头跳车；原因分析；防治措施；新思路

随着使用时间的延长、交通量的不断增长、载重量的增加，公路在营运过程中也出现了不少问题，桥头跳车就是最为普遍的问题之一。桥头跳车不仅影响了行车的速度与舒适性，降低了道路的通行能力，加速了桥台台背、桥头伸缩缝以及接缝路面的破坏，而且是道路交通安全的重要隐患之一，严重影响了公路的社会效益。

1桥头跳车的原因分析

桥头跳车的主要原因是刚性桥台结构物与柔性路堤之间存在刚度差异，致使路桥过渡段在行车荷载的反复作用下，连接处两边发生了不均匀沉降，较大的沉降差形成台阶，从而引发桥头跳车病害。

1.1桥头跳车作用机理

1.1.1桥头差异沉降

桥头跳车的表现形式主要有两种，一是桥头不设搭板时桥台与路堤衔接处的错台现象；二是桥头设置搭板时由于搭板路基端沉降引起的路桥过渡段纵坡变化。

1.2桥头地基及路堤填土不均匀沉降

从桥头路堤的变形机理考虑，构成桥头路堤差异沉降的主要因素有以下两个方面。

1.2.1桥头地基的固结变形

原先无荷载的桥头地基在较高路堤荷载作用下将发生固结沉降。由于地基固结存在时间效应，如果地基预压时间不足，则大部分地基沉降不能在路面施工前完成，路面竣工后的工后沉降将继续发展，在路面顶部形成沉降差。

1.2.2桥头路堤填土的压缩变形

路堤填土的压缩变形主要取决于填料性质、施工条件及台前（背）防护排水工程的设置情况等。桥头路堤一般填土较高，桥台附近又不宜压实，使填土的压实度较差。路面完成开放交通后，压实度不足的填土在行车荷载和路面及路基的恒载作用下产生压缩变形，从而导致沉降差。

1.3桥台伸缩缝的破损

桥梁伸缩缝在选型和施工时考虑不周和处理不当，过分注重伸缩量的计算，而对伸缩缝的安装及适用情况了解不够，使伸缩缝破坏，也易产生跳车现象。

2桥头跳车的处治措施

2.1地基处理措施

为了缩小台后路堤地基与桥台之间的刚度差异，减小路桥过渡段的沉降差值，对台背下地基进行加固是非常有必要的。

2.1.1换填法

在填筑路堤时，如地基没有足够的刚度，路堤的第一层是难以达到较高压实度的，即使充分碾压，也会出现“弹簧”现象。在这种情况下，可考虑对基底进行换填，可因地制宜、就地取材，选用砂砾、中粗砂或石碴、块石等，但换填厚度最好控制在0.5～2.0m之间。

2.1.2强夯法

强夯法一般采用100～400kN的重锤，从6～40m的高处自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基中形成冲击波和动应力，将地基土压密、振实，以达到提高强度、降低压缩性的目的。

2.1.3加入增强体形成复合地基

按作用机理的不同，大体分为两类：一是通过振密、挤密作用，比如振冲碎石桩、振动挤密砂桩等；二是灌入固化物，采用深层搅拌法、高压喷射注浆法、灌浆法等施工工艺。

2.1.4排水固结法

在台背填土较高、软弱土层较厚、地基沉降变形很大时，仅靠换填不能有效解决问题，需对地基进行深层处治，此时可考虑采用排水固结法。排水固结法是在修筑构造物前，对天然地基或已设置竖向排水体的地基加载预压，使土体固结沉降基本完成或大部分完成，从而提高地基土的强度，减少地基工后沉降的一种地基加固处理方法。

2.1.5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。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体，或是由单一材料制成的多孔管道板带，其主要施工工艺程序：整平原地面--摊铺下层砂垫层--机具就位--塑料排水板--穿靴--插入套管--拔出套管--割断塑料排水板--机具移位--摊铺上层砂垫层。为加速排水固结，减少后期沉降，一般都配合堆载预压或超压施工，使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。

2.2路堤处治措施

路堤是承受和传递上部结构、汽车荷载的载体。路堤的沉降和变形直接关系到公路的正常运营，而且一旦发生破坏，维修比较困难。况且在施工中受构造物的影响，大型的压实机械由于工作面较小难以展开压实工作；即使有足够的工作面可供大型压路机开展工作，在压实过程中大吨位机械振动力太大，出于对桥台的安全考虑，一般也不允许在桥台背部位使用大型的压实机械进行压实。因此，台背部位回填土的压实质量难以保证，加之该部位路堤施时间完成固结沉降，因而为了使台背回填料的固结沉降提早完成，无论应用下列哪一种措施，都首先应该合理安排施工工序和时间，设法尽早对路桥过渡段路堤进行施工，保证有足够的时间完成沉降。

2.2.1强夯法

强夯法补强桥台背路堤，是一种在路基填筑完成后，路面铺筑之前发现路基存在压实质量问题时采用的预防性补救措施。通过强夯法处治可以成倍地提高路基承载能力，大大改善路基的均匀性，从而减少路桥过渡段的不均匀沉降值。

2.2.2注浆法

注浆法是在公路病害中应用最广而且效果也较好的一种方法，在路堤病害处治应用中也很广泛，只是路堤修筑过程中经过碾压和换填处理后压实度高，含水量较小，通常选用的是渗透注浆法映石填料、压密注浆法和劈裂注浆法。

2.2.3换填法

对于路堤而言，换填主要是对在施工中选用不当的填料和由于环境变化（如路面破坏后路面水渗入、边沟破坏后地表水浸泡等）引起路堤病害的部分土体进行换填处治。

2.2.4土工织物

土工格栅（室）处治桥头跳车的原理是：在填土中沿路线方向分层平铺土工格栅（室），格栅（室）层的一端固定于桥台台背，另一端与路堤连接，利用土工格栅（室）度形的连续性及其高强度、高弹性、大变形特性，将车辆荷载及上部土体的自重荷载部分地传递到桥台，在台背局部范围内，分层阻止填料沿台背沉降。

2.3路面处治措施

路面是道路的重要组成部分，路面层的破坏不仅会引起桥头跳车，还可以使路基破坏，因而可以通过路面层的特殊设计来达到治理桥头跳车的目的。

2.3.1设置桥头搭板

为了避免不均匀沉降对行车造成的不良影响，目前在我国高等级公路建设中常用的方法是在桥台上设置桥头搭板。桥头搭板设置把算中的不均匀沉降量分散在搭板长度范围内，使柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，从而起匀顺纵坡的目的，使车辆通过时跳跃现象大为减少。为了消除不均匀沉降引起的跳车的不舒适感，桥头搭板长度设计应该符合：搭板长度L≥桥台至稳定段路基长度Lo，那么搭板长度设计的主要问题就是如何确定桥台至稳定段路基长度Lo。

因此，枕梁下的地基必须专门设计。目前应用的有两种方法：一是在枕梁下设置二层水泥稳定碎石层，每层厚度20cm左右，使作用在枕梁上的汽车荷载通过水泥稳定碎石层以更大范围扩散到路基中，从而减少枕梁下的应力集中问题，见图1。二是本文研究的枕梁下设置混凝土桩，桩径20cm桩距一般1.5m桩长视填土高而定。

2.3.2其它

一是可以设置梯形搭板，然后再在上面铺设柔性路面料，从而实现路面结构的刚度变化，以达到顺坡的目的，见图2。

对部分桥头路基填土高、路桥过渡段施工进度快等特殊情况，考虑通车后剩余沉降量较大，很有可能出现跳车现象的路段，将桥头搭板设计为可起吊的活动搭板，通车一段时间后若出现跳车现象，可将搭板吊起，调整基层及枕梁标高，再将搭板放回原位即可通车，施工工艺简单、方便，是一种快捷、有效处治桥头跳车的方法。二是就像设置预拱度一样，可以在路桥过渡段设置纵向反坡。所谓的纵向反坡就是在可能产生沉降的范围内，根据沉降的经验值设置一定的纵向路面超高，以抵消在运营过程中的路面沉降，从而达到消除桥头跳车的目的。

2.4从设计上防治

在设计上尽量消除不均匀沉降。

2.4.1设计中增加台背回填的长度

增加桥台至稳定段路基长度，同时在施工过程中能有效解决场地狭小，台背清理不彻底，材料翻拌不均匀，碾压不密实等问题造成的工后沉降。

2.4.2把高填方路基改桥梁

路基填土高度超过lOm路段设桥梁通过，软土处理深度超过6m时设桥梁通过，该措施可以防治高填方路基沉降。

2.5在施工过程中防治

台背回填是防治桥头跳车的关键环节，因此施工过程中要严格控制。（1）控制压实度，同时选用强度较高、压缩性小、刚度较大的材料作为台背回填料，如二灰碎石、水泥稳定砂砾都比较理想。（2）做好回填施工前的准备工作。①台墙砌筑砂浆或浇筑混凝土必须达到规定的龄期和强度；②结构物盖板或梁必须安装完毕；③必须准备充足的小型压实机具，如蛙式打夯机、夯锤等，或小吨位压路机等。（3）加强台背施工管理。为防止漏检或超厚，必须加强现场施工管理。应根据结构物台墙的高度分层，且在实地墙背作好层次标记和编号。

3结论

本文在国内外研究成果的基础上，比较全面深入地剖析了产生跳车的原因，同时，根据近年来桥头跳车防治的工程实践，对治理措施进行了综述。解决桥头跳车是一项复杂的系统性工程，它涉及到设计、施工的各个环节，根据刚柔过渡的形变理论，关键是减小桥头的沉降差异。在实际应用中，应根据工程的具体情况选择合适的处治方法，如进行地基处理、路堤或路面处治、置入增强体（土工格室（栅）等）、设置搭板等。另外，应改变原有单一的治理思路，采用几种处治措施的综合，在适度的情况下，可以考虑降低桥台桩的刚度，即增大桥台的沉降值以达到减小桥头沉降差的目的。搭板下设置支撑的方法是一种综合处理方法，在国内外实际工程中得到广泛应用，其对防治桥头跳车病害有着良好的使用效果。

参考文献：

[1]工淑波赖国麟，桥头搭板配筋的新方法[J]，华东公路1996102（5）：18一21.

[2]陈鹏郑传超，路桥过渡段搭板受力分析[J]，西安公路交通人学学报199818（3B）：244-251.

[3]杨成学等，桥头搭板的新型设计[J]，河南交通科技200020（2）：7一8.

[4]工淑波赖国麟，斜交桥头搭板受力分析[J]，中国公路学报，19969（3）：47一5牛

[5]工文清，桥头搭板的优化设计与施工[J]，当代建设2002（3）：34一35，

[6]俞永华，桥头楔型柔性搭板作用性状的仿真分析[D]，长安人学，2002.

[7]诸国平，水泥搅拌桩结合搭板处理桥头跳车初探[J}，中国市政工程，200298+曾刊）：27-29.

[8]黄斌，高速公路桥头搭板的改进设计[J}，公路2003（1）：132一134