北京市中宣市政工程有限公司北京101300
摘要:桥头跳车是道路桥涵的常见病害之一,不仅严重影响了行车的舒适度和安全系数,而且大幅度增加了道路桥涵的维护成本,而导致该病害发生的原因众多,这就给相关处理工作增加了难度,需要引起相关单位和部门的高度重视。本文将对道路桥涵桥头跳车的原因加以分析,并提出相应的处理技术,以期有效预防此类病害的发生,从而为道路桥涵的安全稳定运行奠定坚实的基础。
关键词:道路桥涵;桥头跳车;原因分析;处理技术
1桥涵桥头跳车病理分析
桥头跳车是在道路和桥梁连接处产生的一种病害形式。其严重影响汽车的行驶,而且容易造成交通事故。当桥台和路基的沉降差超过1.5cm时,驾驶员就会感到不舒服;超过3.0cm时,桥头跳车已经相当严重,需要进行维修处理。桥头跳车不仅对行驶的车辆有严重的影响,而且也对行人和周围的环境产生不良影响。高等级道路上,影响更为显著。
(1)纵坡变化引起的桥头跳车是指台背和构造物不均匀沉降过大时造成的。纵坡一旦发生变化,行驶的车辆就会受到损坏。
(2)沉降差引起的桥头跳车是桥台和其后的填土不均匀沉降引起的。设计人员在设计阶段已经考虑桥台的沉降的影响,一般桥台的沉降量很小。其沉降差是填土材料造成的,如果地下水位较高,软土较多,极易产生沉降。选择的填料一般都含有水分,施工中不可能把填料孔隙中的水分完全排出,而且施工压实的速度也影响沉降量的大小。刚性桥台和柔性路堤在反复的车辆荷载作用下不均匀沉降造成桥头跳车的现象。
(3)地基基础的沉降未稳定也会引起桥头跳车。表现在夏季降雨南方地区和季节性冰冻北方地区。夏季降雨影响填土材料的特性,季节性冰冻会降低路基强度,加速路基和桥台的不均匀沉降,加重桥头跳车。对地基不均匀沉降的处理,包含钢筋混凝土搭板、抛石挤淤法、超载预压法、水泥粉喷桩加固地基法及水泥混凝土埋板。
就目前情况看,水泥混凝土埋板以及钢筋混凝土搭板加固地基法效果明显,施工期短,但费用高。超载预压法,一般可利用施工荷载作为预压工具,但需工期长,剩余沉降量也大。塑料排水板法加固效果好,工艺简单,工期短,经验较成熟,是处理地基的常用办法。见图一
图一过渡段设计示意图
2道路桥涵桥头跳车处理技术
2.1建设中桥头跳车的解决办法
对于建设中的工程,主要从设计、施工的角度来解决桥头跳车的问题。设置桥头搭板是从路面上进行处理,设置桥头搭板可以把集中的不均匀沉降量分散到搭板长度范围内,当桥台和道路连接处发生沉降差时,桥头搭板将不能解决纵坡的变化,因此只是减轻不均匀的沉降。不均匀沉降与桥头搭板设计的尺寸有一定的联系,合理的搭板的尺寸对于缓解不均匀沉降差起着决定性作用。台背填料的处理有水泥粉煤灰碎石桩、土木格栅、渗透注浆等方法。其中渗透注浆是通过注浆压力,使浆液克服阻力渗入到土体孔隙或岩体裂隙,就地凝固而达到加固岩、土体或减少沉降的注浆方法。注浆能改变原有填料的性质,使原有的调料产生良好强度。浆液不仅可以胶结土体而且可以渗透到土体的孔隙中,使土体的整体强度大大提高。土体的均匀性和密实度都有明显的提高。
2.2对材料的要求
采购阶段要严格按照设计图纸选择质量高、价格低、性能好的材料,与信誉可靠的材料供应商合作,材料入场之前严格检验,不合格材料应做退换处理。材料的保管也应交由专人负责,将材料进行分类保管,定期清点和保养材料,避免材料发生变质,从根本上杜绝材料引起的质量事故。
2.3对施工方面的要求
1)地基的加固处理。我国道路桥涵施工中经常会遇到软土地基,这类地基上建设桥梁极易出现沉降,这是引发桥头跳车病害的关键原因所在,对于这类地基必须进行加固处理。首先,对地基土质进行试验,以便了解和把握土层的特性,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。
2)桥头设置搭板过渡。搭板的设置能够实现由道路到桥梁的平稳过渡,保证车辆的行驶安全,减少桥头跳车事故的发生,因此在道路桥涵过渡段设置搭板尤为必要。但是还应注意的是,搭板通常会随着路基沉降而滑落,削弱搭板的使用性能,需要进行特殊处理,在搭板的端部设置宽0.4m、深1m的水泥稳定砂砾枕梁,保持搭板长度在3~8m。此外,在路堤与桥涵接缝处设置排水槽,减少水对路基路面材料冲刷和浸润的效果,降低路基的沉降值。
3)地基基础沉降未稳定
针对地基基础沉降为稳定所造成跳车问题,超载预压和排水固结法适用性较广,可增强地基的抗剪强度,并通过地基土固结提高地基承载力,同时保证了地基的延展性、减少次固结产生的沉降,但在实际操作中也有很多不确定因素,比如排水体的位置设置不当很可能会影响排水效果。
高压喷射注浆和深层搅拌桩、挤密砂桩等桩基加固法可缩短地基固结时间,快速提高地基强度和承载力,减小路基工后沉降,加固效果优异,而且处治过程不影响路基填筑,且不影响周边环境和既有建筑物,但造价较高以及设计方法尚待进一步完善。对桥梁及路桥沉降段位置进行详细而全面的地勘调查、研究后,根据不同的地质情况、地层结构,不同的气候条件及工况,可采用不同的软土地基处理方式,改善地基的物理力学性能,缩小路桥的沉降差。
4)排水设施的设置。桥梁台后填方段排水设施的建设非常重要,需要在道路桥涵过渡段的路面下设置隔离层,防止水向下渗透,引起路基沉降。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。
2.4强化施工质量管理
质量管理应作为道路桥涵施工管理的重中之重,通过控制道路和桥涵的施工质量,确保其与设计要求达成一致,这样道路桥涵的使用性能必然会充分的发挥出来,使用寿命也将得以良好的保障。每道施工工序完成以后都要予以详细的检查,如果质量不达标则需立即返工,直到检查合格才能进行下一道工序的施工,尤其是台后填方段的填土高度和压实度必须要严格把关,适当增加填土厚度和压实遍数,以降低道路桥涵工程的质量风险,防范桥头跳车病害的发生。
3处治措施的适应性分析
(1)如果板底下的填料不足时,桥头搭板易产生脱空的现象。当存在较大荷载作用时,易发生断板,搭板的端部易产生应力集中的现象。台背填土过高时,搭板端部沉降过大会产生二次跳车现场,桥头搭板适用于台背填土高度不大于3m的情况。
(2)石灰土换填法是用石灰土材料来替代素土进行填筑,减小台后路堤自身的压缩性。此方法是采用介于路基土与构造物材料刚度之间的半刚性材料来解决沉降问题,适用于台背填土高度较小的情况。
(3)石灰粉煤灰能够减轻路堤自身的重量,降低地基附加荷载,较小压缩变形,粉煤灰能和水泥、石灰生成胶凝状物质,其具有较高的强度。石灰粉煤灰广泛应用于道路工程,特别是粉煤灰较多的地区。
(4)土工格栅加筋适用于地基状况较好的情况,要求填料与土工合成材料有较好的黏结作用,这样才能充分发挥土工格栅的优良的抗拉性能,填料最好选用砂砾,要有一定的填土高度。
4结语
综上所述,道路桥涵工程中产生桥头跳车病害的原因比较多样化,设计、施工、运营等任一环节的监管不当都会影响到道路桥涵的质量,破坏桥梁结构的完整性,使得桥头跳车病害始终难以得到遏制。对此,必须要充分重视桥头跳车问题,引入全生命周期的管理思想,制定科学完善的应对方案,切实加强道路桥涵的施工和维护,从而打造高水平的道路工程项目,推动城市经济的可持续发展。
参考文献:
[1]王峥.桥头跳车原因及预防措施[J].交通世界.2017(09):85.