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浅谈桥头跳车的成因与防治 2005-10-18 13:28:00 中国路面机械网　 山东省枣庄市市中公路局 刘进兰 摘 要 对桥头跳车形成原因及处理措施进行总结，并运用土力学原理进行分析和补充，提出一 些防治措施。 关键词 桥头跳车 沉降 防治措施 桥头跳车是一个普遍的问题，形成的原因很复杂，影响因素也较多，如：路堤沉降、路基填筑材 料、桥台型式、搭板长度等。桥头跳车会给道路尤其是高等级公路造成很大危害，不仅影响行车的舒 适性和安全性，还会在经济上造成很大损失。通过近几年的工程实践和对桥头跳车的研究，对于不同 情况下所形成的桥头跳车，应具体分析其成因，对症下药，而不能盲目套用其它工程中采用的措施。 1 造成桥头跳车的原因 桥头跳车的直接原因是桥台与路堤的沉降差异。桥台是刚性构筑物，其下部一般都有桩基础， 因而桥台的变形和沉降非常小；路堤和地基是柔性的，在荷载作用下都有较大的塑性变形，所以桥头路堤的沉降比桥台要大，造成了两者的差异沉降。 1.1 地基沉降 地基沉降包括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。瞬时沉降在施工期间就会完成，因而不会造成桥头跳车。 《公路软土地基设计规范》中对桥梁、通道、涵洞等构筑物与路堤相接处的工后沉降规定见置底表: 若地基处理方法不当，使地基主固结沉降未能在施工期间完成，会造成工后沉降较大。通车后， 随着时间的变化，地基缓慢固结，剩余沉降逐渐完成， 这部分沉降造成了路基与桥台的沉降差，形成桥头跳车。次固结沉降是指地基在路基静载长时间 作用及车辆的动荷载反复作用下，地基土颗粒间的粘滞蠕变以及土体侧向的变形，导致路面高程下降 也是造成桥头跳车的主要原因之一。 1.2 桥头路基填料的影响 路堤在汽车荷载反复作用下，产生较大变形，包括塑性变形和弹性变形，其中主要是塑性变形。 这种不可恢复的塑性变形是内部土颗粒间的蠕变和侧向变形造成的，这种塑性变形在车辆荷载反复作 用下不断积累，形成桥头的沉降差。 1.3 填料的压实度 从施工上来看，由于桥台背后施工空间狭窄，大型压实机具的使用受到限制，使靠近桥台背后的 填土很难达到要求的压实度，通车后，这部分路堤的变形较大。 另外，路基填土在最佳含水量下压实能达到最佳压实效果，即干容重最大。图1是填土干容量－ 含水量关系(曲线1)，和填土压缩模量－含水量关系(曲线2)的叠合图。很显然，两条曲线并不重合，最 佳含水量(ω0)下压实的填土尽管干容重最大，但相 应的压缩模量却比较小，受荷载变形也就比较大。这种较大的变形不论是弹性变形还是塑性变形，都 将对桥台与路堤衔接处产生不利影响。 1.4 沉降盆的影响 施工时，经常是填土时，预留桥台及下部桩基础施工的空间，待桥台及基础完成后再回填土。在这两种情况下，沉降盆发生了变化，好象向前移动了。这样就造成了差异沉降S，如图2。而且这种施工工艺使桥台后的填土很难压实，更加剧了沉降的差异。 1.5 桥头路堤渗水破坏 桥头的差异沉降容易造成路面开裂，雨水下渗，浸泡路基，使填土的强度指标大打折扣，易发生唧泥、喷浆等破坏。而跳车又加大了车辆荷载对路面和路基的冲击力。如养护维修不及时，这种恶性循环会使破坏程度呈加速发展的趋势。 2 桥头跳车的防治措施 2.1 合理的地基处理 首先，应根据实际情况选择完善的地基处理方案，设计的地基处理方法要将工后沉降控制在允许 范围内，施工时要做好沉降观测，并根据沉降的实际完成情况来确定开始铺筑路面的时间。 在工期允许的条件下，对于固结系数较小即固结缓慢的饱和软粘土类地基应尽量考虑采用塑料排 水板或砂井等排水固结法处理，因为这类方法的处理效果比较好，与其它方法相比能有效的控制工后 沉降，且造价比较低。这类处理方法要求至少有6个月的预压期，若不能满足这个条件，处理后的地基 要比不处理的情况下造成的桥头跳车更为严重。 在一些工期紧张的工程中，可以采用悬喷桩、水泥搅拌桩等方法来处理地基。此类方法可以提高 地基承载力，减小地基的沉降和地基的侧向变形。这种方法的主要影响参数为桩的置换率和桩长。前 者影响打桩范围内的地基沉降，后者影响地基沉降减小的深度。桩基础下的地基沉降基本不变。而这 两个参数直接影响工程造价，因此要根据地基处理的要求和地基的具体情况经济合理地确定。 2.2 桥头搭板的设计 采用桥头搭板来防止桥头跳车是一种比较常见的处治办法。其原理是将桥台与路堤衔接处因较大 差异沉降引起的路面纵坡突变通过设置桥头搭板进行缓和过渡，将路面纵坡变化控制在容许范围内， 从而达到消除桥头跳车的目的。搭板长度的确定是设计的关键。 一般认为，路面纵坡的变化不大于5/1000时，就可基本消除行车的跳跃感。假定搭板长度为L，桥 头差异沉降量为x，则有: 5/1000≥x/L L≥200·x