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摘要:随着我国高速公路的快速发展,桥头跳车现象较为普遍。已成为高速公路的多发常见病害,严重影响行车的平稳性和安全性,是目前修筑高速公路的难题之一,也是公路修筑的一个急待解决的重要课题。
关键词:高速公路 公路桥头沉降跳车处治措施
Abstract: with the rapid development of highway in our country, the phenomenon is relatively common vehicle jumping at bridge head. Has become a common diseases of Expressway multiple, serious impact on traffic safety and stability of the expressway is built, is currently one of the difficult problems in highway construction, but also an urgent task.
Key words: highway highway bridgehead vehicle jump treatment measures of settlement
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
近年来,在公路整体运行质量、车辆行驶条件及行车速度大幅度提高的同时,因桥头沉降高差、引道不均匀沉陷引起的桥头跳车现象,直接影响了行车的速度、舒适和安全,轻的使车辆通过时产生跳动和冲击,从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,并使人感到颠簸不适,严重的则使通过的车辆大幅度减速,有的甚至造成行车事故、影响公路正常营运。因此,采取防治措施减少沉降差,使其在设计行车速度下,保证行车安全,满足使用要求。
一、桥头跳车的成因
构造物与其两端接线路堤间的沉降高差是桥头跳车产生的根本原因。事实上,完全消灭沉降差是不可能的,我们采取防治措施的目的是减少沉降差,使其在设计行车速度下,保证行车安全,满足使用要求。
沉降差产生的具体原因主要有以下几个方面:
1、桥头路堤范围内地基处理不彻底
桥头路堤(锥坡)一般位于天然地基上,如果在路基填土前处理不彻底,在路堤土的重力作力下其将产生较大变形;而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等,其沉降量很小,若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将产生桥不沉而路沉的现象,造成跳车。
2、台后填土材料选择不适
为保证台背回填质量,台背填料应选用稳定性好的、内摩擦角较大的透水性粗粒材料。如果使用含土量大的材料填筑,则易出现沉降,引起跳车。
3、压实度达不到标准
由于路基填土与桥梁施工的不同步性,使得台背处施工工作面较小,特别是桥台台帽周围,压路机无法作业,这就导致桥头台背及锥坡的填土压实度达不到标准,造成这部分填土下沉,引起跳车。
4、路面渗水
路面积水沿台背渗入路基,造成桥头路基土软化或流失,引起桥头路基下沉,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,不应该直接浇砼搭板。有条件的道路可采取适当措施,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路面接缝问题,避免接缝损坏而造成跳车。
6、施工措施不当 当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。 7、结构发生突变 桥台与台背路面在结构上存在着差异,两侧是两个不同性质的路面体系,一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,另一侧为柔性或半刚性多层路面体系,在车辆荷载作用下,垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好,一般认为沉降已经完成,相对于路基而言,沉降可视为零,而铺装层压缩也不大。这样,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。
二、防治措施
1、 处理好台后地基
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施,对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基、碎石桩等常用方法。就目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高。超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大。塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,但受地形的影响大,所以我们要根据当地实际情况,严格设计软基处理方案,施工中严格按照施工规范要求施工,使地基承载能力满足设计要求。 受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥砼块、沥青过渡层等,都是解决好桥头跳车有效办法。
对较浅层的软土层,宜全部挖除,换填颗粒较粗的填料,如天然砂砾、碎石、工业废渣等 ,压实度要求同一般地基,同时加强排水。
当软土层较厚全部挖除有困难时,应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、强夯等方法进行处治并设置砂砾垫层,在坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。处理后的地基承载力应满足设计及规范要求。
2、严格控制桥头路堤的压实度
桥头路堤尽量预留足够的工作面,以满足压路机作业,保证压实质量;对台背及锥坡等作业面较小处可采用小型强夯机进行夯实。同时严格控制分层厚度,每层碾压厚度不超过15cm。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高1~2个百分点,以减少工后沉降。
3、对接头处路面进行处理
我们认为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路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是我们考虑主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设增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,搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,尚应设置钢混凝土渐变板。
4、严格控制施工
合理安排好施工计划,施工时严格按照有关规定执行,是有效减少桥头跳车关键,应遵循“早开工.工期长一点”原则进行.控制好填料质量,尽量采用轻型材料,渗水性好填料,控制好每层填筑厚度,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度,后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,尽量使这些不易碾压地方密实度达到要求,台后最好按一坡度设置泄水肓沟,以利排水。这样,才能更好减少病害。
5、桥头路面作特殊结构处理
考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡,可采取设置枕梁、搭板或变厚式埋板的措施。
6、重力式桥台2-3m应该设置排水孔,保证路基渗水能顺利流到台身意外,防止台背回填受积水影响而造成沉降,形成桥头跳车显现。
7、设置横向泄水管或肓沟
台背路基填筑前,在原地基土拱上设置泄水管或盲沟。在基底上,先对基底作必要的处理,然后填筑横坡为3%-4%的夯实粘土拱,再在土拱上挖一条成双向坡的地沟.然后在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡),在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管(管径一般不小于10cm).塑料泄水管的出口应伸到路基外,然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料,再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。
横向盲沟的设置与上相同,取消泄水管,以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟。用土工布包裹盲沟出口处,并对其做必要的处理。
8、严格控制填料质量及填筑施工
桥头跳车产生主要是路基压缩沉降和地基沉降。由于填土的内摩擦角较小,加之压实质量的影响,所填路基的压缩沉降一般较大,因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,如岩渣、碎石等。而且,内摩擦角较大的粗粒填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。
填筑透水性材料,应掌握以下几点:
(1)控制填料质量,其細料含量不宜过大。
(2)在台背填筑范围内设置泄水管或盲沟。
(3) 严格按照设计及规范作业,控制每层填筑厚度,并对每层填筑质量进行检测,确保满足设计及规范要求。
(4)应注意结构物两端对称填筑施工。
结语;
桥头跳车严重影响行车的平稳和舒适,对车辆本身及路面和桥梁产生较大冲击和破坏,危及行车安全,应引起高度重视,做到预防为主,防治结合。严格质量管理,确保合格工程。 关键在于建设单位及其主管部门的监督管理,设计、施工单位的协调努力,参建各方共同遵照设计及施工规范、施工程序、技术标准和操作规程,以严格的质量控制,确保合格工程,要在工程实践中发挥积极性和创造性,不断进取和探索,积极研究应用一些新技术、新方法, 才能避免桥头跳车病害发生。
关键词:高速公路 公路桥头沉降跳车处治措施
Abstract: with the rapid development of highway in our country, the phenomenon is relatively common vehicle jumping at bridge head. Has become a common diseases of Expressway multiple, serious impact on traffic safety and stability of the expressway is built, is currently one of the difficult problems in highway construction, but also an urgent task.
Key words: highway highway bridgehead vehicle jump treatment measures of settlement
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:
近年来,在公路整体运行质量、车辆行驶条件及行车速度大幅度提高的同时,因桥头沉降高差、引道不均匀沉陷引起的桥头跳车现象,直接影响了行车的速度、舒适和安全,轻的使车辆通过时产生跳动和冲击,从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载,并使人感到颠簸不适,严重的则使通过的车辆大幅度减速,有的甚至造成行车事故、影响公路正常营运。因此,采取防治措施减少沉降差,使其在设计行车速度下,保证行车安全,满足使用要求。
一、桥头跳车的成因
构造物与其两端接线路堤间的沉降高差是桥头跳车产生的根本原因。事实上,完全消灭沉降差是不可能的,我们采取防治措施的目的是减少沉降差,使其在设计行车速度下,保证行车安全,满足使用要求。
沉降差产生的具体原因主要有以下几个方面:
1、桥头路堤范围内地基处理不彻底
桥头路堤(锥坡)一般位于天然地基上,如果在路基填土前处理不彻底,在路堤土的重力作力下其将产生较大变形;而桥梁构造物多采用桩基础或经地基处理的扩大基础等,其沉降量很小,若桥头路堤土重力产生的变形不能在桥头路面铺筑时基本完成,将产生桥不沉而路沉的现象,造成跳车。
2、台后填土材料选择不适
为保证台背回填质量,台背填料应选用稳定性好的、内摩擦角较大的透水性粗粒材料。如果使用含土量大的材料填筑,则易出现沉降,引起跳车。
3、压实度达不到标准
由于路基填土与桥梁施工的不同步性,使得台背处施工工作面较小,特别是桥台台帽周围,压路机无法作业,这就导致桥头台背及锥坡的填土压实度达不到标准,造成这部分填土下沉,引起跳车。
4、路面渗水
路面积水沿台背渗入路基,造成桥头路基土软化或流失,引起桥头路基下沉,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,不应该直接浇砼搭板。有条件的道路可采取适当措施,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路面接缝问题,避免接缝损坏而造成跳车。
6、施工措施不当 当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。用料没有把好质量关,排水措施没有做好,压实度没有达到要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大,且不均匀,是造成跳车现象主要原因之一。 7、结构发生突变 桥台与台背路面在结构上存在着差异,两侧是两个不同性质的路面体系,一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,另一侧为柔性或半刚性多层路面体系,在车辆荷载作用下,垫层、基层密实度迅速增加,结构层压缩,而桥台由于巨大建筑作用,加上基础处理较好,一般认为沉降已经完成,相对于路基而言,沉降可视为零,而铺装层压缩也不大。这样,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。
二、防治措施
1、 处理好台后地基
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施,对软弱地基处理,现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基、碎石桩等常用方法。就目前情况看,水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,但费用高。超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但施工工期较长,剩余沉降量也大。塑料排水板法加固效果好,工期较短,施工简单,经验较为成熟,但受地形的影响大,所以我们要根据当地实际情况,严格设计软基处理方案,施工中严格按照施工规范要求施工,使地基承载能力满足设计要求。 受造价约束,一般情况可设置过渡性路面,加强养护补强措施,待沉降后再改铺原设计路面,常用过渡性路面有预制水泥砼块、沥青过渡层等,都是解决好桥头跳车有效办法。
对较浅层的软土层,宜全部挖除,换填颗粒较粗的填料,如天然砂砾、碎石、工业废渣等 ,压实度要求同一般地基,同时加强排水。
当软土层较厚全部挖除有困难时,应采用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、强夯等方法进行处治并设置砂砾垫层,在坡脚处设排水盲沟及时将路基水排除。处理后的地基承载力应满足设计及规范要求。
2、严格控制桥头路堤的压实度
桥头路堤尽量预留足够的工作面,以满足压路机作业,保证压实质量;对台背及锥坡等作业面较小处可采用小型强夯机进行夯实。同时严格控制分层厚度,每层碾压厚度不超过15cm。对台背及柱式、肋板式桥台的台身周围和桥头引道填土的压实度按设计规范再提高1~2个百分点,以减少工后沉降。
3、对接头处路面进行处理
我们认为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路面体系在抗垂直形变上能平顺过渡,是我们考虑主要方面。对连接沥青路面,则在桥台处增设增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,搭板一端放在桥台上,并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔,如为斜交桥,尚应设置钢混凝土渐变板。
4、严格控制施工
合理安排好施工计划,施工时严格按照有关规定执行,是有效减少桥头跳车关键,应遵循“早开工.工期长一点”原则进行.控制好填料质量,尽量采用轻型材料,渗水性好填料,控制好每层填筑厚度,碾压遍数,并对每层填筑质量实施检测,特别是控制好压实度,后台连接处填土应尽量与桥台砌筑协调进行,尽量使这些不易碾压地方密实度达到要求,台后最好按一坡度设置泄水肓沟,以利排水。这样,才能更好减少病害。
5、桥头路面作特殊结构处理
考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔、胀缩等方面存在的差异,为了在其纵、横向都能平顺逐渐过渡,可采取设置枕梁、搭板或变厚式埋板的措施。
6、重力式桥台2-3m应该设置排水孔,保证路基渗水能顺利流到台身意外,防止台背回填受积水影响而造成沉降,形成桥头跳车显现。
7、设置横向泄水管或肓沟
台背路基填筑前,在原地基土拱上设置泄水管或盲沟。在基底上,先对基底作必要的处理,然后填筑横坡为3%-4%的夯实粘土拱,再在土拱上挖一条成双向坡的地沟.然后在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡),在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管(管径一般不小于10cm).塑料泄水管的出口应伸到路基外,然后在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料,再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。
横向盲沟的设置与上相同,取消泄水管,以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟。用土工布包裹盲沟出口处,并对其做必要的处理。
8、严格控制填料质量及填筑施工
桥头跳车产生主要是路基压缩沉降和地基沉降。由于填土的内摩擦角较小,加之压实质量的影响,所填路基的压缩沉降一般较大,因此桥台后宜填筑内摩擦角较大的透水性材料,如岩渣、碎石等。而且,内摩擦角较大的粗粒填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外。
填筑透水性材料,应掌握以下几点:
(1)控制填料质量,其細料含量不宜过大。
(2)在台背填筑范围内设置泄水管或盲沟。
(3) 严格按照设计及规范作业,控制每层填筑厚度,并对每层填筑质量进行检测,确保满足设计及规范要求。
(4)应注意结构物两端对称填筑施工。
结语;
桥头跳车严重影响行车的平稳和舒适,对车辆本身及路面和桥梁产生较大冲击和破坏,危及行车安全,应引起高度重视,做到预防为主,防治结合。严格质量管理,确保合格工程。 关键在于建设单位及其主管部门的监督管理,设计、施工单位的协调努力,参建各方共同遵照设计及施工规范、施工程序、技术标准和操作规程,以严格的质量控制,确保合格工程,要在工程实践中发挥积极性和创造性,不断进取和探索,积极研究应用一些新技术、新方法, 才能避免桥头跳车病害发生。