摘要:随着经济的发展,繁重的交通对桥梁结构的影响逐渐增加,桥头跳车问题逐渐成为影响交通安全及舒适度的主要因素。为了减少桥头跳车对交通的影响,保证桥面线型舒适度,满足人们的行车要求。根据大量的实践研究表明,桥头跳车的主要原因是桥梁与路面之间不均匀沉降造成的。通过强化施工过程监管,增强路基压实度,或者采用新型防桥头跳车铺垫材料,可以有效控制和降低桥头跳车现象的发生。
关键词:桥头跳车;影响;预防;措施
0 引言
桥头跳车在现在的路桥结构中是经常出现的现象,这种现象出现的主要原因是桥梁结构与路面结构这两种不同材料之间产生不均匀沉降变形。这种变形引起了桥头与路面搭接处产生高度差,这种不均匀沉降差很难避免,两种不同材料很难消除变形差异。只能通过改变材料本身,以及加强施工监管,提高设计要求尽量减少沉降差异。
1 桥头跳车的影响因素
桥头跳车是一种普遍的道路桥梁行车现象,造成这种现象的影响因素也很复杂。例如路面路基的沉降导致的高度差,路基在施工中的填料、桥台的搭建形式以及搭板的长度等,都会对桥头跳车产生影响。在施工过程中,桥台一般由钢结构组成,且有桩柱作为基础,故而变形的程度非常小,而路堤和地基由于填充的原因,相对来说比较柔软,当遇到较大载荷的时候出现的变形就会比较凸出,所以一般情况下,路堤的沉降程度会比桥台的沉降更加明显一些,这就导致了两者之间的高度差,出现桥头跳车的现象。
1.1 地基沉降
一般来说,地基沉降的形式有以下三种,分别是瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。在这三种沉降形式中,瞬时沉降一般是在施工的过程中就会完成,因此,这种沉降对于产生桥头跳车的影响非常小。在桥梁施工过程中,地基是非常重要的施工过程,如果对施工中地基的处理方式不够恰当,就很可能导致主固结沉降没有能够在施工过程中完成沉降,而是等到施工结束以后,这时候的沉降幅
度比较大,桥梁施工完成交付以后,随着时间的推移,桥梁地基将会慢慢凝固,沉降逐渐完成,就出现了前文所说的与桥台之间存在明显的沉降差,形成桥头跳车,而次固结沉降主要是指桥梁地基在长期的静载情况下,由于负载的作用力,导致了地基的侧向变形,路面呈现高程下降的现象。
1.2 桥头路基填料影响
桥梁在长期静载作用下,路基容易产生侧向的变形,这种变形主要有塑性变形和弹性变形两种类型,前者是由于路基材料中颗粒间的蠕动和变形导致的,长期的时间积累必然会导致路堤和桥台之间出现沉降差异。另外,填料的压实程度也是造成桥头跳车的一个主要因素,由于在施工压实过程中,桥台后方的空间相对比较狭窄,压路机在施工过程中很难进入这片区域,使得桥台背后的填土难以达到预设的压实程度[1]。在交付通车之后,受到环境和车辆的负载压力,这部分路堤的变形相对来说就会很大,尤其是长期的雨水天气,或者当时取土填料时土壤中水含量等,都会对其压实程度产生影响,最终导致桥台与路堤的沉降差异。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.3 桥头渗水破坏带来的影响
当道路桥梁出现桥头跳车现象时,一般伴随的都是路面开裂,而这种裂缝带来的结果是,一旦出现雨水天气,就会有大量的水渗入到路面路基之中,经过长时间的浸泡之后,路基填充的土质强度将会大大减弱,而跳车又加大了路面的负载压力,对路基带来进一步的冲击,如果这时候对裂缝的处理不及时,或者维护不到位,就很容易出现恶性循环,加速道路路面的损坏。对于跳车的影响,可以通过以下简单的物理原理进行分析,汽车的行车机理相对来说比较复杂,假设路面纵坡i=1.5%,汽车通过两个纵坡时,其行车轨迹近似看作两个相切曲线,按照物理学公式,汽车经过该路面时,产生的向心力为F=MV²/R,当汽车的速度足够快的时候,汽车便会出现腾空和剧烈的颠簸,而在高速公路上,汽车行驶的平均速度都在80~100km/h,这种速度通过沉降路面,如果不出现腾空的现象,则曲线半径应该满足的条件为R= mv²/F约为650m,而沉降点间曲线半径近似为R0=8/2/0.015=267m,显然不能满足汽车不出现腾空半径的条件。车辆因腾空而导致的对桥面的冲击和压力,进一步加重了对桥梁和路面的负载,加速了桥头板面和其他部位的损坏速度,同时对于车辆本身而言,也对其相应的汽车部件产生一定的影响,缩短其使用寿命。对驾驶操作造成威胁,因此,桥头跳车的威胁非常明显,必须引起相关部门的足够重视,加以维护和治理。提高工程质量和桥梁使用体验。
2 控制桥头跳车技术措施
2.1 施工过程监管
桥面与路基沉降差是出现桥头跳车最主要也是最直接的原因,其形成机理相对比较复杂,因此,无论在施工之前,施工过程中,还是交付之后,都应该严格控制施工质量,切勿为了赶工期而降低监管的标准,所有的填筑应该与路基的填土同步进行,对桥台、立柱和肋板等利用大型压土机施工,在施工完成之后,应该优先回填桥台盖梁,以便压路机作业,同时,对于锥坡应当适度进行加宽,清除多余的土方,确保其坚实稳定。对于已经完成的路堤部位,如果压实度不满足施工要求,则应该延长台背至合格的范围,再挖成台阶,应注意台阶的高度要小于30cm,长度在50cm以上。
2.2 桥头地基处理措施
桥头地基处理措施对控制桥头跳车具有决定性作用,在施工过程中,应该根据实际情况不断完善地基的处理方案,确保沉降能够在允许的误差范围之内,根据沉降的具体情况,确定沉降地面的时间。一般来说,在工期允许的条件下,施工单位应该优先采用塑料排水板对软黏土进行处理。之所以采用这种方式,其主要的原因是相比较气压的处理方式,能够有效地控制施工后的沉降程度,而且整体的造价成本较低,但是,这种处理方式的周期一般在六个月左右的预压期,如果施工没能满足这个必要的条件,那么,处理后的地基要比没有按照这种方式处理产生的跳车程度会更加严重[2]。因此,相比较于塑料排水板,这种需要长时间预压期的处理方式,对于那些工期相对比较紧张的工程建设时,大多数会采用旋喷桩和水泥搅拌桩的方式来处理地基,采用这种方式的好处是能够提高地基的承载能力,有效防止地基沉降和变形[3]。当然,对于这种处理方式也是有要求的,其主要的影响因素是桩的长度和置换率,控制着地基的沉降深度。当然,相比较塑料排水板,这种处理方式的造价也会相对高昂一些。
3 结语
桥头跳车问题一种工程病害,是道路建设施工及养护中较难处理的环节。需要建设单位、施工单位等相互协调不断寻找新方法,总结经验,更新施工工艺及流程,保证公路桥梁行车安全的前提下兼顾经济效益。本文结合当前桥头跳车问题的现状,及施工养护现状提出了控制预防桥头跳车的改进措施,对今后有效控制桥头跳车问题具有借鉴意义。
参考文献
[1] 李辉,梁建铺,徐立兴. 桥头跳车成因分析与防治新技术研究[J]. 华东公路,2015(4):36-40.
[2] 任文成. 道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J]. 城市建设理论研究,2017(25):134.
[3] 轩军旗. 桥头跳车成因分析及综合治理措施介绍[J]. 科技风,2010(15):153.
论文作者:张思博
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/24
标签:桥头论文; 桥台论文; 地基论文; 路基论文; 路面论文; 桥梁论文; 路堤论文; 《基层建设》2018年第14期论文;