探析高速公路橋頭跳車防治方法

1、探析高速公路橋頭跳車防治方法摘要：高速公路中存在的一個(gè)最普遍的問題就是橋頭跳 車。國內(nèi)外的很多學(xué)者根據(jù)本國或者本地區(qū)的具體情況對橋 頭跳車問題進(jìn)行了大量的研究工作，以尋求問題的根源以及 解決的辦法。筆者通過分析產(chǎn)生橋頭跳車的原因，針對這些 原因提出了相應(yīng)的防止措施。關(guān)鍵詞：橋頭跳車防治研究1高速公路橋頭跳車成因分析經(jīng)過大量的調(diào)查以及研究發(fā)現(xiàn)，路堤下天然土基沉降、 交通負(fù)荷過大、接縫質(zhì)量差、填筑材料選用不當(dāng)、排水不順 暢、施工方案不當(dāng)、沖刷造成的填土流以及氣溫的循環(huán)變化 是引起橋頭跳車的主要原因。這些原因都會造成路基沉降而 導(dǎo)致橋頭與道路銜接不平緩而出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。因此，要想解 決橋頭跳車問題，必

2、須提高路基的承載力以及控制路基的沉 降量，使得橋頭與道路之間形成平緩的過渡以減少或者消除 橋頭跳車問題。下面我們介紹幾種常見的防治橋頭跳車的處 理措施。2橋頭跳車防治方法2. 1橋頭跳車常用防治方法只有消除橋路施工后的不 均勻沉降才能解決橋頭跳車問題。我國目前常用的措施就是 保證路基穩(wěn)定密實(shí)，除了選擇壓縮性小、透水性好的材料之 外，為了減少施工后的不均勻沉降，還可以釆用土工合成材 料加筋處理、從橋臺到正常段的填筑材料設(shè)置漸變段等措 施。為了控制臺背填土工后沉降量，一般根據(jù)軟土的性質(zhì)對 臺前臺后的不良地質(zhì)路段采取置換土、超載預(yù)壓、排水固結(jié)、 拋石擠瘀等處理措施。常見的措施主要有以下幾類：2.1.

3、1地基處理技術(shù)。地基處理是防治橋頭跳車最重要 和最根本的環(huán)節(jié)。地基松軟，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的承載力以及密 實(shí)程度是造成橋頭跳車最大的隱患。當(dāng)遇到軟土路基時(shí)除了 考慮經(jīng)濟(jì)效益外，一定要根據(jù)土質(zhì)的實(shí)際情況分段計(jì)算并且 分析天然地基狀態(tài)下的穩(wěn)定性和沉降情況。根據(jù)不同的地質(zhì) 情況采取不同的處理方案：換填法。如果臺背處于比較軟 弱的地基，地基的承載力不能夠滿足要求并且填土高度不高 時(shí)，可以采用換填砂礫的方法對臺背地基進(jìn)行淺層處理，如 果缺少砂礫時(shí)，可以采用水泥或石灰作淺層加固。排水固 結(jié)法。如果臺背填土較高并且處于的軟弱土層較厚時(shí)，由于 沉降量變形過大僅僅依靠換填不能夠解決問題時(shí)就必須對 地基進(jìn)行深層處理，如

4、考慮排水固結(jié)法。排水固結(jié)法主要用 在填土高度較大、低層粘土層厚以及粘土飽和的情況下，主 要使飽和粘土在排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)的作用下加快固結(jié)以 及增加強(qiáng)度。復(fù)合地法。由兩種不同剛度或模量的材料組 成的地基稱為復(fù)合地基，目前一般采用復(fù)合地基處理橋頭過 渡段的軟土地基，以提高其承載能力和減小地基的沉降變 形。對樁進(jìn)行加固而形成復(fù)合地基以產(chǎn)生復(fù)合地基效應(yīng)主要 用于處理長度不太大的橋后軟土地基。此外，采用復(fù)合地基 還可以處理粘土層較厚的地基或者采用預(yù)壓排水固結(jié)方案 不能達(dá)到工后沉降要求的地基，尤其是處理混合型地基時(shí)不 但效果好，并且造價(jià)經(jīng)濟(jì)。為了采用復(fù)合地基法有效的避免 橋頭跳車的危害，應(yīng)當(dāng)對路橋過渡段的

5、軟地基進(jìn)行加固處 理。2. 1.2半剛性擠密樁處理臺背路基。公路橋臺臺背填土 經(jīng)過半剛性擠密樁處理后形成了剛?cè)徇^渡區(qū)，與原路堤相比 顯著提高了密實(shí)度、強(qiáng)度以及承載力，有效的減小了沉降量, 從而很好的減少了橋頭跳車的現(xiàn)象。在處理完臺背地基、填 土以及完善橋頭搭板設(shè)計(jì)后，為了在橋臺和臺背填土之間形 成剛?cè)徇^渡根據(jù)剛?cè)徇^渡原理提出了在搭板的枕梁下設(shè)置 半剛性擠密樁。相對于傳統(tǒng)的方式來講由于半剛性擠密樁提 高了路基的壓實(shí)度、剛度、強(qiáng)度、承載能力以及抵抗變形的 能力，從而有效的減少了橋頭搭板枕梁端的沉降，因此使得 剛性橋臺與柔性路基之間形成了剛度和沉降的平緩過渡區(qū)， 從而減輕或者消除了橋頭跳車的現(xiàn)象。2

6、.1.3可起吊的雙搭板。在發(fā)達(dá)國家出于考慮造價(jià)以及 工期的影響，設(shè)計(jì)時(shí)也會考慮一定的工后沉降量，如日本規(guī) 定工后沉降量為30cm,橋頭兩端路堤的工后沉降量為10cm。 即使建設(shè)時(shí)達(dá)到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)橋頭跳車現(xiàn)象還是會不可避免 的出現(xiàn)，更何況很多建設(shè)工期緊如果不釆取特殊的技術(shù)處理 更會產(chǎn)生橋頭跳車的現(xiàn)象。一般施工中有效處理橋頭跳車的 方法是采用起吊雙搭板措施，這種方法具有施工工藝簡單、 方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)，起吊以及安裝設(shè)備主要有工字梁、千斤 頂、枕木以及鋼絲繩等。2. 1.4無縫式伸縮縫。我國現(xiàn)在的高等級路面一般都 是柔性路面即瀝青路面，對此通常采用無縫式伸縮縫來 防止橋頭跳車現(xiàn)象。由于無縫式伸縮縫使得

7、路面連續(xù)而沒有 剛度的突變，因此有效的避免了橋頭跳車現(xiàn)象。它主要是由 彈塑性體和t形搭接鋼板組成的，為了能夠有效的緩解橋頭 跳車現(xiàn)象，彈塑性體除了要具有一定的強(qiáng)度外，還應(yīng)當(dāng)具有 足夠的反復(fù)變性能量和良好的與瀝青混凝土路面的粘結(jié)性 能。2.2橋頭跳車防治新技術(shù)與橋梁的樁柱或墩臺相比， 任何路基都沒有那樣強(qiáng)大而穩(wěn)定的基礎(chǔ)。因此，無論對路基 采取何種加固措施都不可避免的會發(fā)生沉降。沉降相對于建 設(shè)周期而言是一個(gè)緩慢的過程，沉降在建成初期速度比較 快，隨著時(shí)間的延長而逐漸趨于穩(wěn)定。針對這些問題，傳統(tǒng) 的工藝以及方法很難從根本上解決，因此，我們必須尋求和 探索新技術(shù)來防止橋頭跳車。2. 2. 1緩膨脹材

8、料處理橋頭跳車。高填土路基在自身重 力、外部荷載以及水侵蝕等因素的作用下發(fā)生沉降是一個(gè)自 然的趨勢和緩慢的過程。雖然目前通過采取很多措施而大大 減輕了沉降，但是其穩(wěn)定程度還是達(dá)不到橋梁的穩(wěn)定程度。 即使采取一些措施可以使臺背回填部分接近橋梁的穩(wěn)定程 度，但是跳車現(xiàn)象仍舊在所難免，這主要是因?yàn)槁坊c橋梁 屬于兩種不同結(jié)構(gòu)而不能達(dá)到一樣的穩(wěn)定。因此，為了將剛 性穩(wěn)定的橋與產(chǎn)出沉降的路基平緩的連接起來，就必須尋求 一種能夠控制膨脹量以及膨脹速度的臺背回填料。雖然在市 場上很難找到理想的膨脹材料，但是并不缺乏膨脹水泥以及 生石灰等膨脹材料。從經(jīng)濟(jì)適用的角度出發(fā)，生石灰是緩膨 脹材料中最廉價(jià)的原料。如果

9、選用生石灰作為膨脹材料，必 須控制生石灰與水結(jié)合的數(shù)量以及速度以使其具有緩膨脹 性。在應(yīng)用研究中應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工地點(diǎn)的具體情況參考已建工 程的路基沉降量，然后根據(jù)膨脹材料能夠產(chǎn)生的最終膨脹量 適當(dāng)?shù)目紤]膨脹量損失來計(jì)算該臺背回填所需的膨脹材料 的數(shù)量。 2. 2.2路橋一體化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的措施之所以 不能夠徹底的消除橋頭跳車的根本原因是臺背路基工后必 然發(fā)生沉降，并且沉降量是不能夠確定的。采用路橋一體化 的設(shè)計(jì)方法可以有效的避免橋臺與路基之間產(chǎn)生高差，因而 防止了橋頭跳車現(xiàn)象，這是因?yàn)榘崖坊闯闪藰蚺_的一部 分，因此，在運(yùn)營期間橋梁能夠主動(dòng)靈活的適應(yīng)路基產(chǎn)生的 工后沉降，此外，在橋墩上設(shè)置可以升降的

10、支座還可以保持 縱坡度的平順以保證其服務(wù)水平。當(dāng)遇到地質(zhì)差、路堤高、 工期有特殊要求或者預(yù)計(jì)橋頭工后沉降量較大的多跨橋梁， 為了保持縱坡度的平順提高行車的舒適性，通常在橋墩上設(shè) 置可以升降的支座，等到橋頭沉降量達(dá)到一定程度時(shí)再通過 調(diào)整支座高度來保持縱坡平順。路橋一體化的設(shè)計(jì)僅僅是提 供了一種防治橋頭跳車的新思路，具體的處理措施還需要經(jīng) 過實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行完善。2. 2.3 “柔性”橋臺。柔性橋臺的處理方式是采用土工 柵格或加筋土的方式將臺帽直接設(shè)置在土體上，但是設(shè)置的 前提是必須保證路基具有足夠的承載能力和土體穩(wěn)定，通過 這種措施可以達(dá)到橋臺和路堤同時(shí)變形和沉降的目的，從而 消除了橋頭跳車的現(xiàn)

11、象。對于跨徑小于等于10m的橋梁，主 要考慮排水和承載兩方面，可以在搭板與加筋土頂部的空隙 間填充合適的填充材料；跨徑大于10m的多跨梁橋，在橋墩 處設(shè)置伸縮縫以減小橋臺的沖擊力來防止土體沖刷和流失。 應(yīng)當(dāng)通過結(jié)構(gòu)計(jì)算來確定橋梁邊跨的跨徑。梁式橋通常多采 用柔性橋臺，而水平推力較大的拱橋不適合使用柔性橋臺， 并且一定要考慮防止路面或橋面的水滲入土體臺身，通常在 搭板與臺頂處設(shè)置粗粒料排水層或塑料插板排水層等措施 對臺頂進(jìn)行處理。橋頭跳車是高速公路中存在的最普遍的問題，國內(nèi)外的 大量學(xué)者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了造成橋頭跳車的原因。橋頭跳車不 僅影響行車的舒適性，還會對路面的使用壽命造成一定的影 響。因此，必須采取一定的措施降低或消除橋頭跳車現(xiàn)象。 本文針對造成橋頭跳車的原因提出了相應(yīng)的防治措施，希望 能夠有效降低橋頭跳車現(xiàn)象，增加行車舒適度以