刍议如何防治路桥过渡段“桥头跳车”的技术措施

　　摘 要：桥头跳车现象是一种路桥过渡段出现病害的直观表现形式，不仅在旧的桥头路堤存在，在许多新建的高等级公路上也较普遍。文章首先分析了出现“桥头跳车”的原因，然后针对原因提出了具体的防治措施，以供借鉴。

　　关键词：路桥过渡段;施工技术;道路病害;桥头跳车;沉降处治

　　随着社会的不断发展和进步，我国的公路建设也在以惊人的速度发展，虽然管理单位和工程设计人员对桥头跳车的危害己经有了比较清晰的认识和足够的重视，在具体的工程设计中也采取了不少处治措施，取得了一些成功的实例。但就目前现状来看，桥头跳车现象仍然存在，以下就对其出现的原因做以探讨。

　　1路桥过渡段出现桥头跳车的原因

　　1.1雨水的侵蚀作用

　　路桥过渡段由于长期受到雨水的侵蚀作用，使填土的孔隙率发生改变，路堤填土出现病害，强度降低，产生过大沉降，或由于水的渗透流动带走填料中的细粒土，使过渡段出现沉降变形。

　　1.2过渡段填料压缩变形

　　在施工期间，伴随着压实设备的反复碾压，填料颗粒间的孔隙不可能完全消除。线路通车后，在车辆载荷和填料自重的作用下，填料逐渐被压缩，孔隙率继续减少，故而还会发生塑性变形。不同性质的填料产生的沉降大小亦不相同。在相同的压实标准下，强度低、刚度小的填料较强度高、刚度大的填料产生的压缩变形大得多，因此，过渡段中应使用强度高、刚度大的优质填料，如级配良好的级配粗粒料或素混凝土等。

　　1.3软基处理方法的差异

　　在软土地基区段，由于过渡段和桥台地基的处理方法的差异也是引起过渡段沉降差的重要原因。桥台处一般采用刚性的钻孔灌注桩，深度达数十米，可认为其基本上不产生变形。而路堤则采用常用的排水固结法、深层搅拌桩法、碎石桩法等，地基固结度很难达到100%，并且由于次固结沉降的存在，使工后沉降经历很长的时间才能稳定，其变形要比刚性桩大得多，从而会在桥台台背处出现纵坡突变点。

　　1.4施工技术原因

　　一般工程的施工,往往构造物下部先行施工，待桥台工程完工后，再进行桥台后路基的填筑。但一般路段的施工大部分是路基先成型，过渡段的填土施工安排在施工工期的尾部。一方面为了赶工期，填土的压实质量控制不够严格，使填土本身出现过大的沉降变形;另一方面，由于桥头路基位置特殊，桥台背后填料往往会由于作业面狭窄而压实机械压实不到位，压实质量下降。

　　2路桥过渡段处治措施研究

　　2.1设置桥头搭板

　　采用桥头搭板来防止桥头跳车现象是目前一种比较常见的处治方法。为了达到消除沉降差的目的，避免产生行车的不舒适感，一般认为，最有效的桥台搭板长度为足以保持其坡度在3‰～6‰以下，且能承受全部行车荷载的搭板。因此，若假设工后沉降为10cm，坡度按5‰计，则板的长度需要20m以上，这对于高速公路中的大部分中小桥来说，是很不经济的。由于实际施工中搭板长度都较短(≤lOm)，因此，设置桥头搭板对于较大的差异沉降仍旧无能为力。另外，从已建高速公路的大量调查资料显示，桥头搭板对于过渡较小的沉降差效果明显，但较多的情况又增加了一些新的病害：尽管在路堤桥台衔接处无明显跳车，但沉降差从桥台处转移到路基与搭板之间或在枕梁处发生局部下沉而引起二次跳车现象。重交通荷载作用下的搭板由于脱空而发生折断，不仅未消除跳车现象，而且导致路面开裂雨水下渗使土基受到破坏。搭板在与桥台的衔接端拱起也会使路面破坏。

　　2.2土工格网加筋

　　利用土工加筋处治桥头跳车。土工网铺网长度由下而上按1：1的坡率增加，最上一层不宜小于9m，铺面层间距以50cm左右为宜，土工网格应张拉锚固于桥台背，填土的压实度以85%～90%比较有效。填料以砾石土、碎石土为宜;同时，土工隔网必须具有较高的抗拉刚度。近几年，通过上工合成材料加筋来处理桥头跳车的方法正越来越多地受到人们的重视，并不乏成功的范例。但土工格网作为一种平面结构，其对路基刚度的提高有限，但对填料的要求却比较高，更重要的是由于土工网的锚固作用只能阻止桥头较短距离内路堤填土的沉降，而对桥头路堤其它区域只能减小部分的路基压缩变形，不能消化由于地基沉降所产生的变形量，而地基沉降在大多数桥头跳车中起着主要作用。因此，土工网对于减小由于桥头压实度偏低造成的附加变形较为有效，其适用于地基条件较好情况下的桥头跳车处理。目前，设计部门较多采用的是将搭板与土工格栅加筋结合的方式处治桥头跳车。

　　2.3软弱地基处理

　　桥头软弱地基在路堤填上荷载作用下产生的较大工后沉降是导致桥台与路堤沉降差的主要因素。通过多年的工程实践和总结，现在高速公路的软墓处理中常用的有两类：一是排水固结法，二是复合地基法。排水固结法包括袋装砂井、塑料排水板、超载预压，真空堆载预压等，复合地基法包括水泥搅拌桩、粉喷桩、钢渣桩等，两类方法各其适应性和特点，排水固结法工程造价较低，但预压工期较长，工后沉降较大，而搅拌桩复合地基可以大大减小地基总沉降量，并能使之在较短时间内趋于稳定，但其工程造价较高，且施工质量不能完全保证。

　　实践证明，软土地基沉降引起的桥头跳车在大多数高速公路上并没有很好地得到解决。究其原因，一是由于工程造价和施工工艺的原因，桥头地基处治，没有打穿软土层，从而导致软弱下卧层产生较大的工后沉降;二是软土地基路基堆载时间不充分。我国的高速公路建设，一般工期在三年以内，往往一旦开工就要求提前竣工，软土地基孔隙水压力没有得到充分消散，固结过程没有完成，从而导致过大的工后固结变形和次固结变形。因此，对于桥头软基处治而言，保证合理的工期.让软土地基在加载(超载)预压情况下有更长的时间固结沉降至关重要。

　　2.4台背换填

　　根据“刚柔过渡”原理选用半刚性材料(灰土和水泥改良土)进行台背回填，回填尺寸为：底长最短为2米，对于台背填土与路基原状土采用1：1坡度相接。对于路基土为回填土部分采用l：1.5相接，并从设计、施工、监理等方面给出了经验参考。台背一定范围内采用模量比较大，容易压实、排水性能好的材料进行换填，例如级配碎石、砂粒等是一种应用广泛的台背填筑方法，从作用机理看，它也属于刚柔过渡原理的一种。这些填料经过压路机压实后，压缩模量大，水稳定好，可以大为减小路基的压缩变形，但很多地区尤其是西部地区，换填材料比较缺乏，从而导致造价偏高而不便应用。由于路堤的沉降由路基沉降和地基沉降构成，通过台背回填可以减小路基自身的变形，但其不能消化地基所产生的沉降，因此台背回填方法需结合其它处治方法才能较好地过渡桥台与路堤的沉降差。

　　2.5采用轻质填料

　　采用泡沫聚苯乙烯EPS材料：EPS用于填筑路堤可显著减小地基的附加应力，从而减小地基的沉降量，且其具有足够的承载力，能满足上部路面结构层和行车荷载作用的强度要求，并且符合刚度要求。采用粉煤灰：粉煤灰和一般细粒上相比，具有自重轻、强度高、压缩性小，透水性能良好等特点。在一定的工艺条件下，可形成具有一定强度的整体性材料，用其填筑路堤，可有效减小桥头路堤的总沉降。

　　2.6挤密桩复合地基

　　采用挤密复合地基的方法来处理路基填土，是利用在填筑完毕的路基上成孔，通过挤密作用，使路基土密实度提高，然后在孔内填人材料并振动压实成桩。随着路基向桥台的靠近，可通过桩变长或减小桩间距的方式，使路桥过渡段刚柔得到过渡。由于桩的挤密和置换作用，路堤填土的密实度提高，应力减小，路堤整体刚度增大，从而减小了路堤的压缩变形。常用的挤密桩有砂桩、土和灰土桩及二灰土桩等。虽然土桩的材料较为低廉，但其需要一整套打入桩施工设备，故在经济上代价较高。

　　2.7设置柔性桥台

　　从作用机理看，柔性桥台基本等同于加筋土挡墙。采用柔性桥台结构来降低桥台的刚度。缩小桥台和路堤的刚度差，使其衔接处的行车荷载压缩变形和填土固结沉降均匀过渡，达到消除路面纵坡突变防止桥头跳车的产生。国外也有这种柔性桥台的报道，甚至有多跨的桥墩也用加筋土做成柔性桥墩，但柔性桥台一般适用于个别简单桥梁结构形式，而且施工难度大。对路面进行抛高处理等来减小桥头的纵坡突变在大多数高等级公路中只能是作为其它处理方法的辅助措施。

　　3结论

　　综上所述，要减少或消除路桥过渡段“桥头跳车”，必须根据实际情况，充分调查桥头路堤的地质和水文，及路堤所处环境，考虑路堤填筑高度、公路等级，结合公路经济技术指标，积极采取以上一种或多种措施，对路桥过渡段进行综合处治，才能达到公路工程施工技术质量要求，从而提高道路行车舒适性及公路建设质量。