桥头跳车病害的原因与防治

(整期优先)网络出版时间:2017-11-21
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桥头跳车病害的原因与防治

黄鹂1王书波2

1山东高速股份济泰分公司济南250000;2山东省高速路桥养护有限公司济南250000

摘要:公路桥头跳车是公路运营中普遍存在的问题,特别是山区路段更加突出。由于桥头跳车现象形成的原因较为复杂,其影响因素也十分广泛,所以本文将深入分析桥头跳车病害产生的原因以及病害的防治措施。

关键词:桥头跳车;病害

一、桥头跳车病害产生的原因

1.刚度差异

一般桥台属于刚性结构,基础设置在较好的持力层上,采用扩大基础或桩基础,沉降几乎为零。对于桥头引线来说,其路基都属于柔性的,在车辆的交变荷载作用下,不但会产生弹性变形,而且会产生较大的不可恢复的塑性变形。此种塑性变形随着时间的不断积累,往往会大大超过桥台的沉降而产生二者的差异沉降,从而导致桥头跳车。

2.水文地质问题

地基水文地质不良,又没有进行特殊处理,由此产生的沉陷是桥头跳车的原因之一。桥涵通常位于沟壑处,地下水位较高,且常有地下水出露,在南方地带多有软土,此类土天然含水量大于液限,天然孔隙比大,常含有机质,压缩性高,抗剪强度低,一旦受到扰动,天然结构易受破坏,强度便显著降低,桥头路基填筑高度较大,产生基底应力相对较大,在车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷。北方虽不如南方严重,但一些高寒阴湿、低洼积水、盐渍土和湿陷性黄土地区引起的桥头跳车问题也不容忽视。

3.排水不畅、填土流失

在桥涵与路堤连接部位存在缝隙,雨水会沿缝隙渗透,下渗水对土类填料产生浸蚀和软化作用。由于排水不畅,雨水对路面结构层和路基土产生冲刷和浸蚀,增加路面结构层和路基土的含水率,造成各类细粒土的流失,随着路基和各结构层的破坏,地基沉降明显。

4.结构突变

桥台与台背路面在结构上存在着差异。从路面结构组合可以看出,结合点左右侧是两个不同性质的路面体系,左侧是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成的双层路面体系,右侧为柔性或半刚性多层路面体系。结合点两侧抗变形能力不同,相对沉降就不可避免出现,使路面结构破坏,造成跳车。

5.设计不周

在基底未作彻底处理,而沉降还未稳定时,应周详考虑桥台结构与引道衔接,在没有质量保证情况下,不应该直接浇混凝土板。比如有一些大桥两侧引道,由于其两岸属软土地基,通车后两侧引道沉降是长期的,如先设过渡性路面,使路堤沉降基本完成后再改铺原设计路面,情况会好一些。设计时也应处理好桥梁与引道路面接缝问题,避免接缝损坏而造成跳车。

二、桥头跳车病害防治措施

1.地基处理

第一、一般地基。挖除桥头路堤变坡及锥坡(护坡)坡角外2m范围内的腐殖土、耕植土、淤泥等。对基底进行压实,压实度不小于90,另加两个百分点。回填土应分层压实,压实度也按规范提高两个百分点。第二、软土地基。桥头路堤要针对软土层的厚度和软弱程度采取不同的处治方法:(1)当浅层软土厚度小于2m时应全部挖出,再进行基底压实,换填颗粒较粗的填料,如天然砾、碎石、工业废渣等,压实度要求按规范提高两个百分点。(2)当软土较厚全部挖出有困难时,应采取粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治并设置砂砾垫层。在垫层顶面铺设土工布,坡角处设排水盲沟及时将路基水排除。路基填筑时还应控制其填土速率。第三、湿陷性黄土地基。对桥头路堤边坡和锥坡坡角外2m范围的地基(明挖扩大基础桥台的基底)进行强夯处理,压实度不小于95,另加两个百分点。同时满足桥台基底承载力的要求。第四、对季节性冻融地区的桥头地基遇有饱水细粒土或含冰土层时,应全部挖除换填透水性土压实后再填筑路基。

2.优化施工流程

(1)基底处理

第一,如原基底有水,须先行排水,并在回填区外做好防排水措施,保证施工作业区内无水作业。第二,清除原地基的腐殖土、有机物残渣、草皮等。第三,如原基底压实度不满足设计规范要求,须采取压实措施以保证压实度达93%以上。

(2)分层回填

台背回填前在桥台后方按照15cm一层标记出刻度线。回填时应从最低处起分层填筑,逐层压实。每层表面平整,形成与路基相应的路拱。当桥台台背回填高度大5m时,为减少不均匀沉降。在原地面和台背顶部各增设一层双向土工格栅,土工格栅铺设应垂直于路线方向,搭接宽度不小于20厘米,四角固定牢固。碾压宜采用振动压路机先进行稳压,然后震动压实2遍,最后静压,直至无明显轮迹,碾压时在桥台附近应保留0.5m的安全距离,在安全距离内采用小型夯实机具夯实,并注意防止任何可能对结构物的损坏,直到压实度满足设计要求为止。

3.对接头处路面进行处理

由于桥台到路基结构是不同体系。因此,如何消除和减少结构突变影响,使两个对接性质不同的路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是考虑的主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设变厚式水泥混凝土埋板,对连接水泥混凝土路面,则将连接处路面板改为变厚式。我们还应注意,混凝土路面同桥梁相接处,最好是设置钢筋混凝土搭板。

4.妥善处理好接缝

参考柔性路面与刚性路面接缝处理方法,合理地使体系逐渐过渡,避免出现结构突变点。桥梁与水泥混凝土路面间接缝,如处理不好,容易造成错台;桥梁与沥青路面间接缝,往往由于该处沥青路面难以碾压密实而沉陷和出现壅包。

5.合理设置枕梁和钢筋混凝土搭板

搭板施工宜在台背回填一段时间后,使其自然沉降达到相对稳定后进行施工。桥头搭板和枕梁的合理设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上。减少跳车现象的发生。桥头搭板的宽度与桥面行车道宽度相等,长度设计应根据路基的沉降值计算确定。搭板均采用就地浇筑的施工方式,其下承层设置18cm厚C15混凝土基层,搭板按照三段式设置,搭板厚35cm,板与板之间采用Φ22横向拉杆连接。搭板的近台端搁置在桥台背墙牛腿上,并与预埋在牛腿上的Φ16mm钢筋浇筑成一体,以免下滑。搭板的远台端置于枕梁上,为预防搭板下沉。

结语:综上所述,目前出现桥头跳车的现象是公路工程中一个既普遍又突出的问题,一定要按照工程的实际,进行科学管理,加强控制施工中的每一个环节,从根本上意识到施工质量的重要性,从而减少桥头跳车现象,最终达到改善行车条件的目的。

参考文献:

[1]金明.公路桥头跳车原因及防治措施[J].科技创新与应用,2012(07).

[2]刘艳珂.桥头跳车原因分析及对策研究[J].科技信息,2011(18).

[3]尹跃明.桥头跳车原因分析与施工[J].建设科技.2010(17).