淺談城市橋梁橋頭跳車成因及控制

張萬明

(浙江利越路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江 金華 322100)

中圖分類號:U448.15U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0992(2009)12-068-01

摘要:結(jié)合我市城市道路建設(shè),分析城市橋梁橋頭跳車病害的成因機(jī)理,橋頭跳車常導(dǎo)致公路交通運(yùn)輸功能無法得到滿足,誘發(fā)和加重了橋梁病害,并縮短了交通工具使用壽命,從而影響交通安全。介紹幾種常用的橋頭跳車處理方案,提出 一些有效的防治措施。

關(guān)鍵詞:橋頭跳車;地基處理;搭板設(shè)計(jì)

橋頭跳車現(xiàn)象是公路工程中普遍存在的一種病害.所謂“橋頭跳車”是指橋涵兩端一定范圍內(nèi)路面相對橋面整體下沉,產(chǎn)生臺階,引起通過車輛跳起顛簸的現(xiàn)象.橋臺與臺后路堤的沉降差是產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象的根本原因,這種沉降差主要是由路堤過大的沉降量而引起。

橋頭跳車是指由于橋涵構(gòu)造物與橋涵臺后的路堤之問的沉降差超過某一限定值造成汽車經(jīng)過該路段時(shí)車輪產(chǎn)生上下振動的現(xiàn)象。一般認(rèn)為當(dāng)這種沉降差達(dá)到l.5cm后就會給司機(jī)、乘客帶來不舒適感。橋頭跳車不儀影響道路的服務(wù)水平,而且影響道路和橋梁的使用壽命。因此,有效地防治和控制橋頭跳車有著積極的意義。

一、橋頭跳車的成因分析

現(xiàn)行的橋涵規(guī)范中規(guī)定,簡支梁橋臺的工后沉降量的容許值為2.OL12 cm,跨徑小于25m時(shí)仍以25m計(jì)算。以25m跨徑的簡支梁為例,該橋臺的工后容許沉降為lOcm。而在實(shí)際的橋涵建設(shè)中,簡支梁橋臺的設(shè)計(jì)容許沉降量比規(guī)范中要小得多,特別是樁基橋臺的沉降量更小,通常為不超過3cm。而在軟土路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定,容許沉降量為:橋臺與路堤相鄰處≤0.10m;涵洞箱型通道處及過渡段≤0.20m; 一般路段≤0.30m。樁基橋臺的輕微沉降要比地基路堤的沉降小得多,而跳車的一個(gè)重要原因。

二、工程案例

選擇320省道某橋作為試驗(yàn)工程。對上述兩座橋橋頭引道路堤進(jìn)行了注漿加固處理。陸渡橋橋頭引道注漿孔深度9.0 m(從路面頂起算),注漿孔平面呈等腰三角形布置,為防止注漿過程中由于漿液的擠壓造成臺背損壞,臺背后第一排注漿孔距臺背頂面外緣1.5 m,注漿孔在臺背后引道路堤縱向75.0m 、橫向18.0 m(公路中線兩邊各9.0 m)范圍內(nèi)布設(shè),橫瀝橋橋頭引道路堤注漿孔深度8.0 m(從路面頂起算),注漿孔平面呈等腰三角形布置,為防止注漿過程中由于漿液的擠壓造成臺背損壞,臺背后第一排注漿孔距臺背頂面外緣2.0 m,注漿孔在臺背后引道路堤縱向8.0 m、橫向20.0 m(公路中線兩邊各10.0 m)范圍內(nèi)布設(shè),漿液配合比為水泥:水玻璃=100:5(重量比),水灰比為0.55～0.60.每立方米加固土體中32.5普通硅酸鹽水泥用量100 kg,水玻璃5。雙液孔水玻璃增加5%(重量比),即每立方米加固土體中水玻璃用量10 kg。

三、橋頭跳車的控制措施

1.地基處理

對橋臺背軟弱地基進(jìn)行處理 是控制橋頭跳車的重要手段。軟土地基處理的方法很多,如換土法、超載預(yù)壓法、強(qiáng)夯、減少附加應(yīng)力法、排水固結(jié)法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、碎石樁法等等。實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)結(jié)合實(shí)地情況,采用行之有效的方法處理軟土地基,改善地基性能,提高地基承載力,減少沉降。

同時(shí)應(yīng)采取技術(shù)措施,設(shè)置透水層,清除原地面雜物,壓實(shí)度控制在90%以上,地基承載力滿足設(shè)計(jì)值,基坑回填用石灰穩(wěn)定土和砂礫分層回填整實(shí)至原地面。

2.路基處理

(1)合理選擇填料

臺后填科應(yīng)選擇內(nèi)摩擦角較大壓縮沉降量小的透水性材料,如我們選擇強(qiáng)度高,易壓實(shí),透水性好的砂礫土、石灰穩(wěn)定土、卵石土等填料。試驗(yàn)表明灰土壓縮性比素土減少25%,壓實(shí)度提高2%,使填土壓實(shí)度提高95%,最終可減少沉降量12%。臺后填料也可選擇輕質(zhì)填筑材料如粉煤灰等,通過減少自重,達(dá)到減少沉降的目的。

(2)減少工后沉降

施工期間臺后路基范圍內(nèi)不允許做施工場地.故橋臺施工保養(yǎng)完畢后.應(yīng)馬上開始橋臺臺背后的填土工作,盡量增加橋頭填土的沉降期,減少其工后沉降。此外也可采用超填預(yù)壓的方法。

(3)保證密實(shí)度要求

為保證臺背及臺前填土質(zhì)量,根據(jù)臺背填土工作作業(yè)面小這一實(shí)際情況,嚴(yán)格控制每一層壓實(shí)厚度不得大于l5厘米.壓實(shí)機(jī)械要臺理配置. 并配備氣震,保證基坑及死角處的壓實(shí)度要求 特別是對橋臺墻后側(cè)及翼墻內(nèi)側(cè)難以達(dá)到規(guī)范要求處,應(yīng)翻挖再回填細(xì)式砼。

3.合理安排施工工序

樁基施工時(shí)應(yīng)先橋臺,后橋姆。盡早進(jìn)行臺后填土,堿少工后沉降。為保證橋臺臺后填土壓實(shí)度要求,應(yīng)先將臺后填填至臺帽底面標(biāo)高,再澆注帶搭板牛腿的臺帽。為使伸縮縫與兩側(cè)橋梁及臺帽標(biāo)高一至,不發(fā)生錯(cuò)臺,在施工時(shí)就必須由生產(chǎn)廠家專業(yè)隊(duì)伍安裝伸縮縫,根據(jù)不同的溫度.采用不同的預(yù)伸縮量。要求鋪筑路面時(shí)先將伸縮縫預(yù)留槽臨時(shí)用瀝青填筑,路面一次鋪筑,再對預(yù)留槽進(jìn)行切縫,安裝伸縮縫。

4.橋頭搭板的設(shè)置

路基沉降在匠度和寬度方向上均有不均勻沉降,設(shè)置橋頭搭板可使其產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到橋臺所在地段,搭扳的長度可根據(jù)臺后填土破壞棱件的長度來確定,與道路路堤填筑高度成正比,并與土基狀況有關(guān)。經(jīng)計(jì)算一般情況下填土高5米以內(nèi)搭板高度定為8米,板厚30厘米;填土高度太于5米,搭板長度定為l0米,板厚35厘米。當(dāng)橋粱為斜交時(shí),應(yīng)加設(shè)鋼筋混凝土漸變扳, 漸變扳一端擱置于枕粱上與搭板連接,其余直接置于路基上。漸變板塊數(shù)視橋梁斜交角度大小而定,大于75度設(shè)1塊,75～45度設(shè)2～3塊,小于45度設(shè)3塊板以上考慮到受力關(guān)系, 漸變扳的短邊長度不小于5米,長邊不大于l0米。

為防止搭板下路基下沉、措板斷裂和縱向移位,應(yīng)在搭板下澆筑素砼墊層,提高措板底層的強(qiáng)度。在橋臺背墻上預(yù)埋鋼筋錨栓,牽制搭板縱向移位。搭板及枕粱設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。搭板按兩端支撐的簡支板進(jìn)行內(nèi)力和配筋計(jì)算,其面層可以按構(gòu)造配筋。而在實(shí)際運(yùn)行中,當(dāng)荷載作用在搭板上時(shí),路基并沒有全部與措扳低面相脫離, 尚對其有一定的支撐作用,扳頂有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力. 這種復(fù)雜的受力過程,設(shè)計(jì)時(shí)難以從全面考慮,配筋與實(shí)際會有出入,因此對面層筋要適當(dāng)放大。枕粱按地基梁計(jì)算.關(guān)鍵在于確定地基反力的分布規(guī)律,再通過有關(guān)理論和方法加以解決。到目前為止,關(guān)于彈性地基上結(jié)構(gòu)計(jì)算理論,雖然不少,但不很完善,備種理論只是部分地不同程度地反映地基性質(zhì)。因此只是在一定范圍內(nèi)比較符合實(shí)際,在具體運(yùn)作過程中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,考慮各種外界因素,加以綜臺考慮。

四、小結(jié)

(1)對橋頭地基進(jìn)行處理是非常必要的,工程中應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)、安全、工期、土質(zhì)等實(shí)際因素選擇合理的處理措施及施工方法;

(2)通過對橋頭引道路堤填土和其地基土注漿處理,可改善其力學(xué)性質(zhì),處理后比處理前的輕便動力觸探(N10)平均提高了1.47倍。

(3)注漿加固處理后,有效減少了橋頭跳車程度,通過一年的實(shí)測,沉降量很小。

(4)橋頭跳車是由于橋臺臺背填土在行車荷載作用下塑性變形的積累和固結(jié)沉降以及地基自身的壓縮變形引起的,而施工質(zhì)量不高又加劇了跳車現(xiàn)象的產(chǎn)生,因此,施工質(zhì)量也必須嚴(yán)格把關(guān)。?