公路桥头跳车的原因及控制措施分析

   随着公路建设的不断发展,投入运营的高速公路越来越多。但从运营的公路现状来看,桥头跳车的现象较为普遍。尤其是在软土地基的施工地段更为突出。这样不仅给公路管理部门增加了维护成本,还使公路整体施工过程中的病害维修费用增加。
  关键词公路桥头跳车 问题 措施
  随着道路的不断建成和投进运营,如何保证道路的行车舒适性和安全性是每个建设者需研究的问题。我国南方软土地基路段普遍存在桥头跳牟问题,车辆行驶至桥头会发生明显的颠簸,在桥头产牛跳动和冲击,对路面和桥梁产乍附加的冲击荷载,加速桥头、桥台路面及桥梁伸缩装置的破坏。也加快了车辆本身的损坏,直接影响了公路的使用寿命和社会效益。
  一、桥头跳车对公路的影响
  汽车在桥头路段的行车机理极为复杂,不同的搭板长度、不同的沉降值及不同的车型车速的影响程度备不相同。为了方便,把汽车轮胎经过桥头2个纵坡转折时的行车线形近似地按2个相切的反向竖曲线来考虑。当汽车行至凸曲线路段时,形成的离心力为F=mv2/R。当汽乍缓行时,大部分离心力F可由自霞抵消,而当F大于自重时,汽车就会发生离心运动而沿着凸曲线的切向腾窄.形成跳车和颠簸。车辆通过桥头时腾窄产生的跳动和冲击.又造成对桥梁和道路的附加衙载,加速了对路面、桥头搭板、支庵及伸缩缝的损坏,同时也加剧了车辆机件的磨损,降低其使用寿命。此外,跳车时车辆颠簸,引起驾驶员和乘客的身体和心理不适,严霞时会影响驾驶员的止常操作。造成行车事故。可见桥头跳车危害之大,必须高度重视。
  二、桥头跳车的原因分析
  桥头跳车的危害不仅影响公路整体的施工安全,还对公路运营的后期的维护管理工作造成了一定的影响。不仅降低了行车的速度,还对公路桥梁的路面造成了一定的冲击荷载能力,造成桥面的搭板脱空。因此,桥梁跳车病害对桥梁的整体有重大的影响。桥头跳车是一个普遍存在的问题,形成的原因很复杂,影响因素也很多,如路堤沉降、路基填料、桥台形式、搭板长度等。主从以下几个方面进行分析。
  (一)、由于土质不良产生的沉陷是桥头跳车的主原因。桥涵通常位于沟壑地段,地下水位较高,再加上填料的天然空隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构破坏,强度显著降低。由于桥头路基填筑高度较高,产生基底应力较大,在车辆荷载反复作用下,更容易引起地基沉降。从施工难度上来看,由于台背施工空间狭窄,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才能达到最佳压实效果,即干密度最大。
  (二)、路堤填土因其固有的压缩徐变性质,即使经充分压实也很难避免因土基固结等因素造成的沉降。通车后,随着时间的推移,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,形成跳车。在车辆动荷载反复作用下,地基的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原因之一。
  (三)、由于在桥涵与路堤的链接部位存在缝隙,雨水会沿缝隙向下渗透,下渗水对桥台一般不会产生破坏作用,但对土类填料易产生侵蚀和软化,特别对填方体压实不够,更容易产生侵蚀和软化,减低其强度,导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下,必然造成桥头路基下沉。
  (四)、施工工序不符合求,如台背填筑速度过快,自然沉降也较快,对台背挡土墙等构造物的挤压相对较大。如果台前护坡或挡墙砌筑不及时,则可能引起土体滑移,影响压实机械作业效果,严重时还会危害桥梁基础。台背填土时,施工面狭窄而工期求又较紧,靠近桥面部分的填土平面形状不规则,若缺乏适当的压实机具,采用人工夯实,则密实度很难达到求;即使有压实机械,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土压实密度也很难达到求,特别是台背后侧及翼墙内侧填土,达到压实度求就更有一定难度。没有严格按照“分层填筑、分层碾压、分层检测”施工,没有严把填料质量关也会引起桥头跳车。
  二、质量控制
  (一)、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措施。对于软基土质的施工中防止桥头跳车病害的主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,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。
  (二)、对于桥头部分的地质的差别、水位以及施工规划的控制等都考虑到施工的桥头部分进行整体地控制。对于施工过程中桥头的质量控制,可在桥头1~15m范围内,采用D.5 m的水泥搅拌桩(梅花形布置)进行桥头接坡处理,同时,填方材料可用道碴间隔土进行“三分”回填,保障路基的填筑质量以及效果。
  (三)、台背填料的选择是防治桥头跳车的关键。非软基桥台的台背填料选择透水性好、易压实、沉降完成快、后期压缩变形小的砂砾填筑。禁止在桥头路堤任一个高度的平面内采用两种或以上的填料填筑,易受地表水、地下水影响的矮路基地段。应做好路基、路面排水措施外,减少水对路基的影响。对软土地基段,机场南路运用了气泡混合轻质填土技术解决桥涵跳车问题.气泡混合轻质土是一种能有效解决强度与变形问题的新型轻质环保填筑材料,它由固化剂(丰是水泥)、水、气泡和其它外掺材科,按一定比例经充分混合、搅拌后凝固而成。
  (四)、合理安排好施工计划,施工工期按照规定求,是有效减少桥头跳车的关键。应遵循“早开工,工期长一点”原则进行,控制好填料质量,尽量采用轻型材料、渗水性好的填料。台背后填筑透水性材料,应满足一定的长度、宽度和高度求。台背与路基接壤处,为保证连接质量,一般路基留一个斜坡,斜坡坡度不大于1∶1(可采用台阶形式连接)。对于台背压实度应严格控制,当基底不能使用大型压实机械时,应减小压实厚度,加强薄弱环节的压实遍数,保证密实。施工过程中,配备足够有经验的专业试验人员来加强检测过程控制。在检测中,应严格按照设计和规范求进行各项指标的检测,保证施工质量。
  结论
  总之,软肇路段桥涌施T难度较大,且产生桥头跳车的原因较多。解决跳车问题,主管部门认真对待,从设计着手,精心制定出周密合理的设计方案。监理单位、施工单位加强质量意识教育,严格照图施工,严格执行监理工作程序,控制好每道工序,从根本上解决跳车原因。
  参考文献
  1于海玲.于丽娟.公路桥头跳车的原因及防治措施J.黑龙江交通科技.21(1)
  2魏光华.桥头跳车的原因及防治J.中国科技博览.211(2)
  3黄敏.浅析桥头跳车的原因及防治措施J.江苏科技信息.211(9)
  4杨春华、李瑞峰,台背路基工后沉降取值标准及应用研究J.中外公路27(8)
  5李远.解决桥头跳车的措施J.中国科技博览.211(3)
  
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