淺談橋頭跳車原因與防治措施

李 濤

(河北省冀州市交通運(yùn)輸局)

1 橋頭跳車原因分析

橋頭跳車問(wèn)題，是擺在所有公路工程建設(shè)者、管理者面前一道難題，至今仍沒(méi)找到一個(gè)解決它的辦法。它就象埋在公路上的一顆炸彈，隨時(shí)都可能引發(fā)一起交通事故，威脅著過(guò)往車輛的行車安全。下面，就讓我們先來(lái)了解一下，幾種容易引起橋頭跳車的產(chǎn)生原因。

新建公路一般規(guī)律是先把橋建好后，再修橋頭與公路相接的部分，在施工過(guò)程中，施工工藝流程不符合要求，如果臺(tái)背填土速度過(guò)快，沉降也較快，臺(tái)背填土?xí)r，施工面窄而工期要求又較緊，靠近橋面部分的填土平面形狀不規(guī)則，橋頭填土壓實(shí)密度很難達(dá)到要求，特別是臺(tái)墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)填土，達(dá)到壓實(shí)密度要求更有一定的難度。通車后，這部分路堤的變形較大，即使橋頭路基在修建時(shí)能基本達(dá)到密實(shí)度的要求，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)期行車碾壓，行車引起的振動(dòng)等因素，也會(huì)使橋頭土方產(chǎn)生壓塑性變形，這種不可恢復(fù)的塑性變形是內(nèi)部土顆粒間的蠕變和側(cè)向變形造成的，在車輛荷載反復(fù)作用下不斷積累，形成橋頭的沉降差。橋頭的差異沉降容易造成路面開(kāi)裂，雨水下滲，浸泡路基，使填土的強(qiáng)度指標(biāo)大打折扣，發(fā)生唧泥，噴漿等破壞。而跳車又加大了車輛荷載對(duì)路面和路基的沖擊力，如養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)，這種惡性循環(huán)會(huì)使破壞程度呈加速發(fā)展的趨勢(shì)。

一般情況下，臺(tái)背后的地物地貌與其他路段不同，地形起伏大，地質(zhì)條件不一。同時(shí)由于橋頭路堤填筑高度較大，產(chǎn)生的基底應(yīng)力也相對(duì)較大。因此，在臺(tái)后填筑地段，產(chǎn)生的地基沉降也較其他路段大。尤其處于含水率高的淤泥質(zhì)軟土地區(qū)，其沉降更為嚴(yán)重。

橋頭引道軟基處治不佳，施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)鉆孔過(guò)少，鉆探深度不夠，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基存在，或者未能準(zhǔn)確探測(cè)到軟基范圍和深度，軟土的物理力學(xué)性質(zhì)等等，導(dǎo)致橋頭路堤軟土地基處治遺漏，或采取的處治方法不恰當(dāng)。在橋頭引道，由于存在軟土地基，橋臺(tái)臺(tái)背路堤施工時(shí)填土壓實(shí)不足，雨水侵蝕造成路堤填土流失和強(qiáng)度降低，這是造成路橋過(guò)渡段路堤沉降的主要原因。然而，橋臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是按規(guī)范容許沉降值實(shí)施控制設(shè)計(jì)，一般情況下實(shí)際發(fā)生的沉降值較設(shè)計(jì)值小。因此，路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是做好沉降防治等路橋順接構(gòu)造物的設(shè)計(jì)。

橋梁結(jié)構(gòu)物本身剛性較大，而道路是路面與路基的組合，由于剛度的不同，在外部荷載及自身重力作用下，無(wú)論是基礎(chǔ)以下還是結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的沉降都會(huì)完全不同。橋跨結(jié)構(gòu)剛度較大，變形很小，橋梁的基礎(chǔ)往往作用在地基中的巖石部分上，基礎(chǔ)以下部分不會(huì)產(chǎn)生明顯變形。而作為路基填料的土基部分則不同，它是一種柔性結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生彈性變形和永久變形，穩(wěn)定性較差。

采用橋頭搭板來(lái)防止橋頭跳車是一種比較常見(jiàn)的處治方法。其原理是將與路堤銜接處因較大差異沉降引起的路面縱坡突變通過(guò)設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過(guò)渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的，搭板長(zhǎng)度的確定是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。搭板設(shè)計(jì)根據(jù)支承在彈性地基上的板計(jì)算，未考慮臺(tái)背路堤沉降，雨水沖刷帶走臺(tái)背填土等原因造成搭板與臺(tái)背路堤脫空的不利受力狀態(tài)。結(jié)果形成搭板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，產(chǎn)生斷板，引起橋頭線形突變，誘發(fā)車輛跳車現(xiàn)象。

2 防治橋頭跳車的技術(shù)措施

引起橋頭跳車的主要原因之一就是路基密實(shí)度達(dá)不到要求，因而在施工中就要強(qiáng)化施工管理和質(zhì)量檢查手段，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中最高限制的要求。作為橋臺(tái)與路堤相接部位密實(shí)度要達(dá)到98%;有可能時(shí)最好達(dá)到100%。對(duì)于臺(tái)背不易被壓路機(jī)碾壓的“死角”，可采用強(qiáng)夯處理方法。強(qiáng)夯機(jī)宜采用重100 kN夯錘，夯擊影響深度約為5～10 m。對(duì)于臺(tái)背及耳墻附近，則應(yīng)減小夯錘提升高度至2～3 m和增加錘擊次數(shù)，以免傷及橋臺(tái)。

在工期允許的條件下，對(duì)于固結(jié)系數(shù)較小即固結(jié)緩慢的飽和軟粘土類地基應(yīng)盡量考慮采用塑料排水板或砂井等排水固結(jié)法處理，因?yàn)檫@類方法的處理效果比較好，與其它方法相比能有效的控制工后沉降，且造價(jià)比較低。這類處理方法要求至少有6個(gè)月的預(yù)壓期，若不能滿足這個(gè)條件，處理后的地基要比不處理的情況下造成的橋頭跳車更為嚴(yán)重。在一些工期緊張的工程中，可以采用旋噴樁，水泥攪拌樁等方法來(lái)處理地基。此類方法可以提高地基承載力，減小地基的沉降和地基的側(cè)向變形。這種方法的主要影響參數(shù)為樁的置換率和樁長(zhǎng)。前者影響打樁范圍內(nèi)的地基沉降，后者影響地基沉降減小的深度。樁基礎(chǔ)下的地基沉降基本不變。而這兩個(gè)參數(shù)直接影響工程造價(jià)，因此要根據(jù)地基處理的要求和地基的具體情況經(jīng)濟(jì)合理地確定。

橋頭搭板的設(shè)置可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過(guò)渡至剛性橋臺(tái)上，使車輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的跳躍現(xiàn)象大為減少。橋頭搭板長(zhǎng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計(jì)算確定，常取3～15 m，搭板的近臺(tái)端一般擱置在橋臺(tái)前墻頂面或其牛腿上。當(dāng)橋頭引道為剛性路面時(shí)，搭板的縱坡可采用與路面設(shè)計(jì)縱坡平行方式;而當(dāng)引道為柔性路面時(shí)，則搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端常置于路面面層與基層之間。為預(yù)防搭板下沉，也可在搭板上先鋪設(shè)一層瀝青面層，通車后搭板若下沉?xí)r，再在其上加鋪瀝青混凝土或?yàn)r青砂。為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式埋板，其長(zhǎng)度一般取3～5 m，對(duì)于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺(tái)連接部位的剛?cè)釋哟卧谒胶痛怪狈较蚓軡u次變化，建議采用強(qiáng)度及回彈模量均高于其它路段相對(duì)應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯(cuò)臺(tái)幅度，調(diào)整不均勻沉降，改善橋頭跳車或二次跳車現(xiàn)象。

對(duì)于不設(shè)置橋頭搭板的路堤，必須設(shè)置過(guò)渡段路面。為了防止二次跳車，在搭板尾端與路堤之間也有設(shè)置過(guò)渡段路面的作法。待路堤沉降穩(wěn)定以后，再改鋪原設(shè)計(jì)路面。常用的過(guò)渡性路面有預(yù)制水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌等。這種處理方法的優(yōu)點(diǎn)是翻修速度快，但不易鋪砌平整，行車仍有抖動(dòng)感覺(jué)，砌縫易滲人雨水，有損路基。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，是收集各種資料及對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)所得的解決橋頭跳車問(wèn)題的建議和方法，通過(guò)在實(shí)踐工程中的應(yīng)用，證明能夠基本消除或減弱橋頭跳車，取得滿意的效果。