桥头跳车成因分析及措施防治

桥头跳车成因分析及措施防治一、前言二、成因分析三、防治措施四、结束语一、前言桥头跳车问题一直是困扰桥梁工程技术人员的难题之一，特别是近几年来随着我国高等级公路的迅速发展，桥头跳车现象较为普遍，它直接影响行车速度，也影响了行车的舒适与安全，甚至造成行车事故，同时由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击，对路面和桥梁产生附加的冲击荷载加速桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了公路的使用寿命和社会效益，因此如何解决高等级公路桥头跳车问题已成为刻不容缓的大事首页下一页上一页二、原因分析桥头跳车产生的根本原因是构造物与其两端接线路堤间的相对高差较大，一般包括沉降差和施工平整度。首页下一页上一页1、地基沉降------桥头路堤及锥坡地基处理不彻底产生沉降差的几个方面：1、施工平整度------路面及伸缩缝施工平整度2、压缩沉降------路基填筑（台背回填）质量3、刚柔相接------从桥台到路基，从坚石或混凝土（刚性材料）到路基填料（柔性较大）首页下一页上一页施工平整度：1、地基沉降------桥头路堤及锥坡地基处理不彻底桥涵通常位于沟壑地段，地下水位较高，基础相对较软。由于软土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点，在软土上填筑路基，便极易产生沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降)。同时，桥头路基填筑高度较其它地段高，产生基底应力相对较大，更易引起地基沉降，特别是工后沉降较大。而桥台部位一般采用扩大基础或桩基处理，沉降量相对较小。首页下一页上一页2、压缩沉降------路基填筑（台背回填），填料压缩引起的沉降台背填料因含水份，存在孔隙，施工中采取任何措施也难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下，孔隙率逐渐降低，填料逐渐压缩，密实度逐渐增大，便在一定期限内产生路基沉降。因此，压缩沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。根据有关资料调查研究：当土堤压实度为95%时，每米填土工后的沉降约为1cm。首页下一页上一页路基填筑影响压缩沉降的几个方面填筑材料压实度填筑材料含水量填土高度首页下一页上一页3、刚柔相接------从桥台到路基，从刚性到柔性刚度不同的路面在跳车处所产生的振动效果不同，柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大。由于结构物一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成，具有较大的整体刚度，属刚性体；而与结构物桥台相连的道路，具有刚性较小柔性较大的特性，属弹塑性体。显然，道路与结构物桥台之间存在着较大的刚度差，这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的塑性变形相对差和较大的刚度突变，势必增强桥头跳车的振动效果。首页下一页上一页4、施工平整度------路面及伸缩缝施工质量桥头处路面和伸缩缝的施工质量直接影响桥头是否跳车。在桥头处结构层施工缝较多，处理得好与坏，以及伸缩缝与两侧路面的搭接平整度，都直接影响桥头平整度。另外，此处面层的渗水程度也会影响该段台背填土的压缩沉降。首页下一页上一页三、措施防治1、加强地基处理2、严格控制台背回填质量3、设置桥头搭板4、加强路面及伸缩缝施工平整度控制首页下一页上一页1、加强地基处理处理好桥头软弱地基，是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理，国内已有加固土桩法、料粒桩法、竖向排水体预压法、堆载预压法和浅层处治法等措施，下面介绍几种行之有效的常用方法。首页下一页上一页常用地基处理方法1）采用深层搅拌法加固桥头软基2）采用砂桩加固桥头软基3）塑料排水板堆载预压法4）强夯处理桥头软基首页下一页上一页5）加载预压处理路基和减小工后沉降1）采用深层搅拌法加固桥头软基采用深层搅拌法加固桥头软基该法属加固土桩类型，主要适应于软弱粘性土。一般借助于压缩空气，采用专门深层搅拌机械设备，从不断回转的中心轴端向四周被搅松的土中喷出浆体或粉体固化剂（如水泥等），经叶片搅拌，并吸收周围水份，在加固的深层软土中进行一系列物理—化学反应，使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基，从而提高桥头软土地基承载力，减少沉降量（特别是工后沉降），缩短固结期，提高边坡稳定性。施工过程中路基填土速率不受限制，且无振动、无污染，对周围环境及建筑物无不良影响。其最大优点是工后沉降小，缺点是造价较高。首页下一页上一页2）采用砂桩加固桥头软基该法属料粒桩类型，适用于松砂地基、杂填土或软土，对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用。为加速地基固结，减少后期沉降，一般根据实际情况，配合堆载预压法或超压施工，使地基强度显着提高，同时改善地基的整体稳定性。砂桩堆载预压法在深汕高速公路应用过，效果尚可，其造价在深层搅拌法与堆载预压法之间。首页下一页上一页3）塑料排水板堆载预压法该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低的软弱粘性土。塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体，或是由单一材料制成的多孔管道板带，自1983年在天津塘沽新港施工试验成功以来，在全国各地高速公路软基处理都得以广泛推广应用，为加速排水固结，减少后期沉降，一般都配合堆载预压法或超压施工，使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。其特点是施工简便快捷，造价较低，但效果比上述两种类型略差，仍存在少量工后沉降。首页下一页上一页4）强夯处理桥头软基强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性.首页下一页上一页强夯设计施工要求1、强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。强夯法的有效加固深度应从起夯面算起。2、强夯的单位夯击能量，应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，对于粗颗粒土可取1000～3000KN·m/m2；细颗粒土可取1500～4000KN·m/m2.3、夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：A.最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击夯击能量较大时不大于100mm.B.夯坑周围地面不应发生过大的隆起。C.不因夯坑过深而发生起锤困难。4、夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土，必要时夯击遍数可适当增加。5、两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据低级土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。6、夯击点位置可根据建筑结构类型，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取5～9m，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。7、强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3.并不宜小于3m.8、根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一置数周后，对试夯场地进行测试，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。5）加载预压处理路基和减小工后沉降对于一些高填方和路基较差的路段，一般要加载预压，减小工后沉降。加载预压通过对软基施加超载，经过较长时间（一般为12个月）的预压，使软土中的超静孔隙水压力逐渐消散，土体有效应力逐渐增加，以达到减少软土地基工后沉降的目的。堆载预压加固软基的效果取决于堆载的大小和超静孔压的消散程序；为了达到加固效果，需要较大的堆载，但如一次施加会超出软基的强度，因而堆载速度不能太快，预压时间亦较长。2、严格控制台背回填质量台背回填处理方式桥台台背宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料，如砾石、砂砾等。同时，选用内摩擦角较大的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，从而减缓雨水的危害，而且也有利于改善路基压实性能，使路基容易达到设计要求的密实度。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m、且与路基相接处按不大于1：1设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般为2-4m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部设置水泥稳定料改善层次（其厚度相当于面层厚度），使路堤体的刚度有所提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约2m长，并且远桥台端与路基相衔接处，采用1：1设置斜坡。台背回填处理方式桥台台背宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料，如砾石、砂砾等。同时，选用内摩擦角较大的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首页下一页上一页3、设置桥头搭板搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定，常取3～15m（当超8m时，宜设计成两段式或三段式搭板）。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。首页下一页上一页4、加强路面及伸缩缝施工平整度控制路面施工控制伸缩缝施工控制首页下一页上一页路面施工控制基层施工采用钢丝绳控制标高，注意桥头搭板连接处的高程控制。凹凸不平处，需人工拉线找平，用平整度尺重点检测。不合格及时人工耙平补细料找补，用6米直尺检查处理达到要求。检查桥头搭板前后下面层施工接缝，发现有凸现象，应整修平整；对平整度严重超标的路段，应刨洗平整后再行铺筑。因为在中、上面层松铺系数和顶面高程一致的情况下，经压实后下层的不平整仍会反映至上层.首页下一页上一页伸缩缝施工控制伸缩缝安装采用开槽法：即先铺筑桥面铺装而后开槽安装伸缩缝，砼铺装层控制伸缩缝范围内砼与伸缩缝本身的平整度标高。⑴安装伸缩缝的预留槽，在浇注桥面砼铺装时，用低标号砼填平，其标高和平整度与整体砼铺装一致，并在桥面上画出伸缩缝范围的标记。⑵桥面沥青砼铺装层完成并经验收合格后，按标记在沥青面层上准确放出伸缩缝边线，再用切割机锯开面层。凿除低标号砼，确保预留槽的深度和宽度，并将伸缩缝范围内的所有砼和低标号砼清除干净，用水清洗。⑶整体吊装伸缩缝放入预留槽内，以两侧面层的标高为准，控制伸缩缝的标高，中心线符合设计要求。吊装前在槽口底面和侧面涂刷一遍配套专用的TST粘合剂，凉10~30分钟，以干为准。将海绵体填入梁端间隙。将熔化后的TST浇入槽底部约5mm厚，同时用刮板将TST涂满槽口两侧，将伸缩缝放入，对中压实（每30cm用钉子固定）。⑷伸缩缝正确就位后，加以固定，将伸缩缝锚固钢筋与砼梁内预埋钢筋焊接，先焊好伸缩缝一侧，再焊另一侧，每侧均先焊接一半锚固筋。取下伸缩缝夹具，焊接另一半未焊接的锚固钢筋。⑸在梁端安装模板，模板接缝必须严密不漏浆，浇注预留槽内砼，其顶面与伸缩缝边梁底面齐平。⑹浇注伸缩缝两侧（各50cm宽）桥面砼铺装。砼铺装与伸缩缝顶面和砼路面找平首页下一页上一页四、结束语总之，桥头跳车的防治是一个系统工程，需要设计与施工的密切配合，相信通过努力，桥头跳车问题一定能够得到更好解决，公路行车也一定会更加舒适、快捷、安全。首页下一页上一页