浅谈桥头跳车的防范与处理

浅谈桥头跳车的防范与处理

武星

安徽省公路桥梁工程有限公司

桥头跳车一直是桥梁技术人员容易忽视的问题。随着近几年来我国高等级公路的迅速发展，桥头跳车现象更为普遍，它直接影响行车速度，也影响行车舒适与安全，甚至造成行车事故。实质上引起桥头跳车的最根本的原因是，桥台的竖向刚度很大，在建设期和运营期间其竖向位移是很小的，而台后的填土是铺筑在弹性模量很小的地基上，在建设过程及运营期间，由于原地基受路堤填土荷载的影响，会产生沉降，沉降量的大小取决于原地基的强度，当然路堤填土高度内土体本身压缩引起的塑性变形也是引起桥头跳车的原因。因此桥头跳车的预防应集中在两个方面，其一，增加桥梁台后填土地基的强度，使其竖向刚度尽可能接近桥台的竖向刚度，并在过度段中逐渐减小其强度，直到和一般路段一致。其二，增大路堤填土的密实度，提高其强度，以便减少填土高度内路堤土体的塑行变形。以上二个方面要结合使用，具体的工程项目要分清主次，有针对性采取措施，才能事半功倍。否则不仅浪费资金而且达不到处治桥头跳车的目的实质上引起桥头跳车的最根本的原因是，桥台的竖向刚度很大，在建设期和运营期间其竖向位移是很小的，而台后的填土是铺筑在弹性模量很小的地基上，在建设过程及运营期间，由于原地基受路堤填土荷载的影响，会产生沉降，沉降量的大小取决于原地基的强度，当然路堤填土高度内土体本身压缩引起的塑性变形也是引起桥头跳车的原因。因此桥头跳车的预防应集中在两个方面，其一，增加桥梁台后填土地基的强度，使其竖向刚度尽可能接近桥台的竖向刚度，并在过度段中逐渐减小其强度，直到和一般路段一致。其二，增大路堤填土的密实度，提高其强度，以便减少填土高度内路堤土体的塑行变形。以上二个方面要结合使用，具体的工程项目要分清主次，有针对性采取措施，才能事半功倍。否则不仅浪费资金而且达不到处治桥头跳车的目的。作者根据多年的桥梁施工经验，就桥头跳车的防范及处理做以下总结

一、地基加固处理

地基加固处理是最有效的防治桥头跳车的方法之一。尤其是对软弱土地基，其地基加固处理更加必要，如软土地基、湿陷性黄土、河流相冲击洪积物地基等。台后填方段的高度一般是靠近桥台的位置较高，向远离桥台的方向逐渐降低，其对地基的压力会越来越少，对地基强度的要求也越来越低。所以在进行地基加固处理时，首先应了解地基的地层岩性情况，并取样做土的含水量、密度和剪切试验，对特殊地层如黄土和膨胀土还需做湿陷性等试验，从而确定地基沉降变形特性，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，对不同的地层采用不同的方法和措施。软土地基属高压缩、大变形地基，对该地基首先应采用插塑料板、袋装砂井超载预压等方法进行排水固结，其次根据填方路堤的压力计算，采用喷粉桩、挤密桩等进行加固处理。河流相冲洪积物地基分布广、类型多、相变较大，地貌一般为河漫滩，或一、二级阶地，该地基无论地层岩性条件，还是固结变形情况都优于软弱土地基，但由于该地基岩性和固结情况变化较大，在地基设计前，应做地质勘察和土工实验，计算固结沉降量和填方压力，在此基础上进行渐变加固处理。黄土地基主要特点是具有湿陷性，设计前应做地基土的湿陷性指标和压缩试验，在计算台后填方土体压力的基础上，采用以上的地基加固处理设计，但需注意防排水设计，防止地基产生湿陷。

二、预压处理

预压处理在国外是处理不良地质及桥头跳车的一个行之有效的方法，国内目前很少采用。其原因并不是在国内不能使用这种方法，主要是我国在过去基础设施建设欠帐太多，目前又属于建设的加快时期，各公路工程建设项目的工期都有严格的要求，没有时间进行预压处理。可以相信在大规模的建设完成以后，预压处理将作为一种主要的处理桥头跳车及路基不均匀沉降的方法，在公路工程建设中得到广泛的应用。预压处理的原理非常简单，它就是在填筑台后填土前，在原有的地基上堆载，时间可以长达两年，在地基以下的土层得到很好的排水固结后，再行修筑路堤。这种方法是最经济、最有效的方法，它不仅可以解决桥头的跳车问题，而且可以解决台后填土的不均匀沉降问题。在目前国内高等级公路的施工中，往往存在这样的问题，施工单位常先修建桥梁，后填筑台后路基，为了减少临时征地，经常把台后的一部分未填筑的路基作为桥梁预制场使用，等桥梁建设完成以后，再填筑该段路基，这种做法是不可取的。由于台后填土地基在施工阶段没有得到很好的预压、排水固结，后期加载的速度又很快，运营阶段发生桥头跳车的可能性更大，跳车的危害程度更加严重。

三、台后填料的选择

设计及施工中，台背填料应在现场择优选用。采用粗颗粒材料填筑桥涵两端的路堤，或者设置一定厚度的稳定土结构层。在这里必须澄清一个事实，就是仅采用这种方法并不能很好的解决桥头的跳车问题。它可以部分减少由于路堤高度内的压缩而引起的路面的下沉，而不能减少由于原地表以下土层受路堤影响排水固结所产生的沉降。如果换填的材料容重大于原有的填料，还会加剧地表以下土层排水固结产生的沉降。因此，在国外台后填土多采用轻质填料，其目的就是减小填方容重，减轻填方土体对地基的压力，从而达到减少地表以下土层排水固结产生的沉降。用粗颗粒材料作为路基的填料不仅可以改善其压实性能，使其容易达到要求的密实度，而且对北方地区特别有利于减缓冻融的危害。设置稳定土的改善层或改善段，能够使路基、路面的整体刚度有所提高，从而减少压缩所引起的沉降。台后填料的压实度也是直接影响桥头跳车的一个重要因素。因为压实度不够，密实度不高，就会增大路堤高度内填土的压缩变形，也就会产生更严重的桥头跳车。因此目前在很多项目上，建设单位和监理单位都要求对台后填土的压实度指标提高一个压实区，确保其密实度。

四、其它方法

近年来，由于桥头跳车在高等级公路中已经是一种非常普遍存在而且严重影响了行车的舒适性和安全性，因此引起了广泛的重视。各个方面和各个地区根据不同的情况，因地制宜采取了不同的解决办法，除以上介绍的以外还有土工合成材料处理、优化桥梁台后结构、无台结构等方法。土工合成材料应用于软弱土地基的处理及提高路基的整体性方面已经得到大家的广泛认可。但在处理桥头跳车方面如何使用土工合成材料并没有很好的解决。从有关文献报道的情况来看，只有土工合成材料和桥台连为一体，共同作用的时候才能较好的解决桥头跳车的问题。道理也很简单，土工合成材料埋置在路堤的土体中，如果不和桥台联系在一起，它只能改善路堤土体的整体性，使路堤土体的抗不均匀沉降的能力有所提高，并不能减少地表以下土层排水固结引起的下沉也不能减少路堤土体的压缩变形，因此它就不能解决桥头跳车的问题。只有将土工织物的一端固定在桥台上，使桥台—土工合成材料—土体三者成为一体，共同作用才能有效地解决桥头的跳车问题。国外在解决桥头跳车问题的另一种途径就是在桥台台后的结构上进行优化，取得了一些有价值的成果，比如设计出了整体式无缝桥梁和半整体式无缝桥梁。这种方法主要是针对数量很大的中小桥梁，目前多应用于总长小于60的中、小桥。整体式无缝桥梁的基本原理是：取消桥台的伸缩装置，全桥不设伸缩缝，桥台的基桩采用柔性基桩，主梁伸入路基，主梁的伸缩由路基土逐渐吸收。半整体式桥梁的原理是：将主梁和桥头搭板固结在一起，适当加长搭板的长度，搭板斜置，搭板上设置土工合成材料，主梁的伸缩由路基逐渐吸收。以上两种结构在国内也有使用。在以上两种结构形式的基础上又出现了一种无台桥梁。其原理更加明确，就是取消桥台，边跨的主梁直接放置在枕梁上，枕梁通过垫层直接放置在土路基上，路基发生沉陷后，主梁跟着下沉，因此就避免了桥头的跳车。这种方法的效果很好，但对路基的竖向刚度的要求很高，地表以下土层或路基强度较弱时，不能使用。