论文部分内容阅读
摘要：随着道路等级的提高，桥梁在公路里程中所占比例越来越大，由于桥头下沉，使沥青混凝土路面形成不均匀沉陷、裂缝、开裂，这些病害的存在，改变了原有道路结构的均匀性，使得路面结构中产生应力集中和突变，其结果是造成桥头跳车。
关键词：桥头跳车；原因；防治措施
所谓桥头跳车是指桥头出现了不同高低的错台，是目前国内公路道路八大病害之一。它轻则使通过的车辆产生跳动和冲击，使司乘人员感到不适，重则使通过的车辆大幅度减速，甚至造成行车事故。为解决桥头出现的病害，消除跳车，有必要对其产生的原因加以分析，提出预防该病害的一些积极措施。
一、跳车原因
（一）地基强度不均
桥梁与路基一般是以平行施工法进行的。桥梁是刚性体，对地基强度一般都有较高的要求，并进行加固处理，因此沉降较小或基本不沉降。而台后填方段未进行加固处理，从而使桥台和台后填方产生差异沉降变形，以至形成台阶。
（二）设计不周全
设计人员有时对施工过程如何便于碾压考虑不周，对于填料的要求不严格，台背排水考虑欠佳。桥梁结构物两侧的路堤，由于过水、跨线或通道的要求，一般填土较高，低达3m左右，高达10m或更高，设计上多数对高路堤并无特殊的要求，如压实指标等指标均与一般路堤相同。由于路堤较高，在填筑后受到自重和行车荷载的作用，路堤必然产生竖向变形。
（三）填料不当
施工时对桥台后的回填土未能慎重考虑，施工人员用料不当，控制不严，未能达到设计要求。但应特别指出，施工不严格比材料不良更容易造成桥头台后填料的下沉。
（四）压实不足
施工时工期工序不当，以致桥头填土处于被迫赶工，不能很好地控制台背填土的压实度，致使填料压实度不满足设计和规范要求，使填方体产生竖向固结变形，形成较大的工后沉降，在台背与路基连接部造成沉陷。
（五） 地基浸水
软土地基、湿陷性黄土地基等容易造成路基沉陷。
二、原因分析
（一） 桥台及台后填方地基的受力与沉降变形
作为桥台及台后填方地基的地层除基础岩（次坚石以上的岩类）一般不发生竖向固结变形外，其它类型的地基都要在桥台及台后填方的作用下，产生不同程度的沉降或坚向变形。从目前的设计情况看，虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方的压力，但由于桥台基础进行了加固处理，因此一般不发生竖向沉降变形，例如采用扩大基础或桩基础等，以保证地基的稳定性；而对台后填方路段下的地基一般不进行加固处理设计，其竖向沉降变形都将远大于台下的地基变形。由于地基的这种差异变形，反映到上部路面，就出现了桥台和台后填方段的差异沉降变形。
（二）台后填料受渗水浸蚀及变形
桥台一般由砼或钢筋砼浇筑，在桥台和台后填方之间或者锥坡部位，大气降水易沿路面或锥坡体下渗，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但是易产生侵蚀和软化土类填料，特别对于填方体压实度不够，更容易产生侵蚀和软化土体，降低强度，从而导致填方体变形。
（三）台后填料压实分析
靠近桥台处填方体的压实度很难达到设计规范的要求，是一直困扰设计和施工的难点。目前在设计和施工中主要采用强夯、人工夯实、填筑砂粒料等方法和措施。对于轻型桥台，重型压路机靠近桥台进行碾压时，容易破坏桥台的结构；而对于“U”型桥台，重型压路机难以靠近，从而使靠近桥台部位的填方土体不易达到规定的压实要求，造成桥台与台后填方差异沉降变形。
三、防治措施
（一）结构要求
对结构应注意以下几点：①桥台形成的优化设计宜采用可变厚度搭板。②桥头背面填料之前，先将路堤作成梯状，防止路堤土流失。③桥台搭板设计要保证车辆从柔性至刚性、刚性至柔性有一个较合理的过渡段，减少桥头跳车，在桥台背墙上预埋钢筋锚拴，牵制纵向位移。④先估算出沉降残值，然后在桥头依据估算的沉降值，有意做出“预拱”，长期通车后，自然平顺。
（二）材料要求
对材料有以下要求：①采用塑性变形小的材料，材料要有很好的透水性。②在搭板下浇筑一定厚度的混凝土垫层，提高搭板下承层的强度。③从桥台到正常路段，材料性质要有一定的过渡。
（三）施工要求
为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需对软土地基、湿陷性黄土地基等进行处理。在进行地基处理时，首先，应了解地基的地层岩性情况，并取样做土的含水量、密度和剪切等试验，从而确定地基沉降变形物性。其次，分段计算填方自重压力，根据具体的地层情况设计地基加固方案，使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致，对不同的地层采用不同方法和措施。①软土地基的加固处理措施。软土属高压缩、大变形地基，对该地基首先应采用塑料排水板、袋装砂井等超预压等方法进行排水固结，其次根据填方路堤的压力计算，采用粉喷桩、挤密桩等进行加固处理。②黄土地基。黄土地基的主要特点是具有湿陷性。施工前应进行地基的湿陷性指标和压缩试验，在计算台后填方土体压力时，注意防排水设计，防止地基产生湿陷。
（四）设置搭板过渡
设置长度5m至8m不等的搭板可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过搭板逐渐过渡至桥梁结构物上，车辆行使就不至于产生踊跃。为达到良好的使用效果，要求施工时对搭板进行加固处理，在搭板的端部设置宽0.4m、深1m的水泥稳定沙砾枕梁。此外，在路堤与桥涵接缝处设置排水槽，以达到避免或减少对路基、路面材料冲刷和浸润的效果。
（五）台背填料选择
施工中，台背填料应在现场择优选用。采用粗颗粒材料填筑桥头两端路堤，以改善压实性能，使其易达到要求的密实度；或设置一定厚度的稳定土结构层，能够使路基、路面的整体刚度有所提高，从而减少沉陷。在挖方地段的台背回填部位，因场地窄小，应选用石渣、砂砾等优质填料，填料的施工厚度均要求小于20㎝。应避免采用容易产生崩解的风化岩的碎屑，以免因填料风化崩解而产生下陷；在高填方路段的桥头与侧墙的相接部位，尽量使用内磨擦角大的填料进行填筑，施工时注意填料土压的平衡，以免造成工程事故。施工过程中尽可能扩大施工现场，以便充分发挥一般大型填方压实机械的作用。当受场地限制时，可采用横向碾压法，尽量靠近台背进行碾压。对于压路机不能靠近的地方，采用小型压路机配合人工夯实、碾压，最终达到规定的压实要求。
（六）排水设施
填方的排水设施对填方的稳定极为重要，特别是靠近构造物背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此，在施工时，保证施工中的排水坡度，设置必要的地下排水设施。在桥台与填方段结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方土体。对中间为砂砾填料，两侧面为土料填料的填方体与加固地基的连接处做30～50m 纵向集水管和每5～10m 的横向排水管，以排泄填方体与加固地基之间的下渗水。
关键词：桥头跳车；原因；防治措施
所谓桥头跳车是指桥头出现了不同高低的错台，是目前国内公路道路八大病害之一。它轻则使通过的车辆产生跳动和冲击，使司乘人员感到不适，重则使通过的车辆大幅度减速，甚至造成行车事故。为解决桥头出现的病害，消除跳车，有必要对其产生的原因加以分析，提出预防该病害的一些积极措施。
一、跳车原因
（一）地基强度不均
桥梁与路基一般是以平行施工法进行的。桥梁是刚性体，对地基强度一般都有较高的要求，并进行加固处理，因此沉降较小或基本不沉降。而台后填方段未进行加固处理，从而使桥台和台后填方产生差异沉降变形，以至形成台阶。
（二）设计不周全
设计人员有时对施工过程如何便于碾压考虑不周，对于填料的要求不严格，台背排水考虑欠佳。桥梁结构物两侧的路堤，由于过水、跨线或通道的要求，一般填土较高，低达3m左右，高达10m或更高，设计上多数对高路堤并无特殊的要求，如压实指标等指标均与一般路堤相同。由于路堤较高，在填筑后受到自重和行车荷载的作用，路堤必然产生竖向变形。
（三）填料不当
施工时对桥台后的回填土未能慎重考虑，施工人员用料不当，控制不严，未能达到设计要求。但应特别指出，施工不严格比材料不良更容易造成桥头台后填料的下沉。
（四）压实不足
施工时工期工序不当，以致桥头填土处于被迫赶工，不能很好地控制台背填土的压实度，致使填料压实度不满足设计和规范要求，使填方体产生竖向固结变形，形成较大的工后沉降，在台背与路基连接部造成沉陷。
（五） 地基浸水
软土地基、湿陷性黄土地基等容易造成路基沉陷。
二、原因分析
（一） 桥台及台后填方地基的受力与沉降变形
作为桥台及台后填方地基的地层除基础岩（次坚石以上的岩类）一般不发生竖向固结变形外，其它类型的地基都要在桥台及台后填方的作用下，产生不同程度的沉降或坚向变形。从目前的设计情况看，虽然桥台作用在地基上的压力大于台后填方的压力，但由于桥台基础进行了加固处理，因此一般不发生竖向沉降变形，例如采用扩大基础或桩基础等，以保证地基的稳定性；而对台后填方路段下的地基一般不进行加固处理设计，其竖向沉降变形都将远大于台下的地基变形。由于地基的这种差异变形，反映到上部路面，就出现了桥台和台后填方段的差异沉降变形。
（二）台后填料受渗水浸蚀及变形
桥台一般由砼或钢筋砼浇筑，在桥台和台后填方之间或者锥坡部位，大气降水易沿路面或锥坡体下渗，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但是易产生侵蚀和软化土类填料，特别对于填方体压实度不够，更容易产生侵蚀和软化土体，降低强度，从而导致填方体变形。
（三）台后填料压实分析
靠近桥台处填方体的压实度很难达到设计规范的要求，是一直困扰设计和施工的难点。目前在设计和施工中主要采用强夯、人工夯实、填筑砂粒料等方法和措施。对于轻型桥台，重型压路机靠近桥台进行碾压时，容易破坏桥台的结构；而对于“U”型桥台，重型压路机难以靠近，从而使靠近桥台部位的填方土体不易达到规定的压实要求，造成桥台与台后填方差异沉降变形。
三、防治措施
（一）结构要求
对结构应注意以下几点：①桥台形成的优化设计宜采用可变厚度搭板。②桥头背面填料之前，先将路堤作成梯状，防止路堤土流失。③桥台搭板设计要保证车辆从柔性至刚性、刚性至柔性有一个较合理的过渡段，减少桥头跳车，在桥台背墙上预埋钢筋锚拴，牵制纵向位移。④先估算出沉降残值，然后在桥头依据估算的沉降值，有意做出“预拱”，长期通车后，自然平顺。
（二）材料要求
对材料有以下要求：①采用塑性变形小的材料，材料要有很好的透水性。②在搭板下浇筑一定厚度的混凝土垫层，提高搭板下承层的强度。③从桥台到正常路段，材料性质要有一定的过渡。
（三）施工要求
为消除桥台和台后填方段的差异沉降变形，需对软土地基、湿陷性黄土地基等进行处理。在进行地基处理时，首先，应了解地基的地层岩性情况，并取样做土的含水量、密度和剪切等试验，从而确定地基沉降变形物性。其次，分段计算填方自重压力，根据具体的地层情况设计地基加固方案，使台后填方路段的地基沉降变形与桥台地基沉降变形保持一致，对不同的地层采用不同方法和措施。①软土地基的加固处理措施。软土属高压缩、大变形地基，对该地基首先应采用塑料排水板、袋装砂井等超预压等方法进行排水固结，其次根据填方路堤的压力计算，采用粉喷桩、挤密桩等进行加固处理。②黄土地基。黄土地基的主要特点是具有湿陷性。施工前应进行地基的湿陷性指标和压缩试验，在计算台后填方土体压力时，注意防排水设计，防止地基产生湿陷。
（四）设置搭板过渡
设置长度5m至8m不等的搭板可以使在柔性结构路段产生的较大沉降通过搭板逐渐过渡至桥梁结构物上，车辆行使就不至于产生踊跃。为达到良好的使用效果，要求施工时对搭板进行加固处理，在搭板的端部设置宽0.4m、深1m的水泥稳定沙砾枕梁。此外，在路堤与桥涵接缝处设置排水槽，以达到避免或减少对路基、路面材料冲刷和浸润的效果。
（五）台背填料选择
施工中，台背填料应在现场择优选用。采用粗颗粒材料填筑桥头两端路堤，以改善压实性能，使其易达到要求的密实度；或设置一定厚度的稳定土结构层，能够使路基、路面的整体刚度有所提高，从而减少沉陷。在挖方地段的台背回填部位，因场地窄小，应选用石渣、砂砾等优质填料，填料的施工厚度均要求小于20㎝。应避免采用容易产生崩解的风化岩的碎屑，以免因填料风化崩解而产生下陷；在高填方路段的桥头与侧墙的相接部位，尽量使用内磨擦角大的填料进行填筑，施工时注意填料土压的平衡，以免造成工程事故。施工过程中尽可能扩大施工现场，以便充分发挥一般大型填方压实机械的作用。当受场地限制时，可采用横向碾压法，尽量靠近台背进行碾压。对于压路机不能靠近的地方，采用小型压路机配合人工夯实、碾压，最终达到规定的压实要求。
（六）排水设施
填方的排水设施对填方的稳定极为重要，特别是靠近构造物背后的填料，在施工中及施工后易积水下陷，因此，在施工时，保证施工中的排水坡度，设置必要的地下排水设施。在桥台与填方段结合处及过渡段的路面下设置垫层，防止路面下渗水进入填方土体。对中间为砂砾填料，两侧面为土料填料的填方体与加固地基的连接处做30～50m 纵向集水管和每5～10m 的横向排水管，以排泄填方体与加固地基之间的下渗水。