淺談高速公路橋頭跳車論文
摘要：產(chǎn)生橋頭跳車的原因極其復(fù)雜，其危害性也十分嚴(yán)重，要解決這一病害，預(yù)防措施應(yīng)該是綜合的，無論設(shè)計、施工、監(jiān)理及建設(shè)管理單位，都應(yīng)從各自的工作范圍中消除隱患，共同提高高速公路的使用性能，使之更好地服務(wù)于社會。
關(guān)鍵詞：高速公路；橋頭跳車；預(yù)防措施
引起橋頭跳車的原因主要是由于橋頭和路面連接處出現(xiàn)了明顯的高差，并伴有逐步向路面方向發(fā)展的裂縫。橋頭跳車現(xiàn)象在高等級公路中非常普遍，有些已嚴(yán)重到影響行車安全和舒適性的程度，給養(yǎng)護(hù)部門帶來了很大困難。橋頭跳車的癥結(jié)在于橋頭引道的路基路面和決定橋面標(biāo)高的橋臺兩者在各自沉降后所形成的高差，要完全消滅這個高差是不可能的，只能通過分析研究和采取防治措施盡可能的減少，使其控制在設(shè)計行車速度下感覺不到跳車振動的范圍內(nèi)，以滿足快速、安全和舒適的行車要求。
1、橋頭跳車現(xiàn)象定義
橋頭跳車是指橋頭構(gòu)造物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異沉降，使得路面形成臺階式顯著縱坡變化，導(dǎo)致高速行駛的車輛在這一段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。
2、橋頭跳車的危害
高速行駛的車輛跳躍時不僅乘車舒適性不能保證，而且行車安全性大大降低。因沉降形成臺階面不得不在橋頭頻繁減速、加速，既影響交通的迅速流動，又增加了車輛損耗和廢氣的排放。此外，還給橋頭處有關(guān)構(gòu)造物造成破壞。
3、橋頭跳車的形成原因
1）地基土質(zhì)不良造成的沉降。橋涵通常置于溝壑地段，地下水位較高，且多屬軟土。由于軟土一般都具有天然含水量大，孔隙比大，壓縮性強和抗剪強度低等特點，在軟土上填筑路基，便極易產(chǎn)生沉降。同時橋頭路基填筑高度較其他地段大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對較大，更易引起地基沉降，特別是工后沉降較大。
2）臺背填料壓縮引起路基的沉降。臺背填料因含水分、存在孔隙，施工中采取任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。因此，壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)，施工條件及臺前臺背的防護(hù)排水工程的設(shè)置情況。
3）柔突變引起沉陷跳車。剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動效果不同，柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺一般采用剛性很大的堅石砌筑或鋼筋混凝土澆筑而成，具有較大的整體剛度，屬于剛性體；而與結(jié)構(gòu)物橋臺相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬于彈塑性體。對于橋臺而言，由于其剛性較大，可以認(rèn)為在行車荷載作用下無變形產(chǎn)生。而路堤填土是一種非線形的剛度很小的材料，在荷載作用下必然產(chǎn)生較大的變形（包括彈性變形和塑性變形），其中主要是塑性變形。土在行車荷載重復(fù)作用下，塑性變形不斷積累。由此導(dǎo)致了橋頭部位的差異沉降，形成了橋頭跳車。
4）橋臺背填土壓實度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。由于引道填土在壓路機碾壓時工作面小，特別是埋置式柱式橋臺臺帽周圍一般壓路機無法作業(yè)，直接導(dǎo)致橋頭引道及錐坡的填土壓實度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。壓實的死角成為橋頭跳車的重要根源。
5）路面滲水，加劇了橋臺跳車。如前所述，一旦沉降差異達(dá)到一定的程度，橋頭跳車現(xiàn)象就會很快發(fā)生。而汽車行駛于凹凸路面時因沖擊作用，將使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附應(yīng)力。從而加速了路面結(jié)構(gòu)層的破壞，增加了路基填土的受荷變形。整個路面結(jié)構(gòu)層在橋臺與路堤銜接處可能會被撕破，導(dǎo)致路面排水不良，路面的積水通過撕裂處滲到土基，進(jìn)一步降低土體強度，濕陷性黃土尤為嚴(yán)重。使沉降增大、跳車加劇，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)沉陷或坑槽。而這些病害更加劇了排水的不暢，路面滲水更為嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。
6）土體的固結(jié)和次固結(jié)加劇沉降差異，也是形成橋頭跳車的原因。根據(jù)土的固結(jié)理論，臺背填土的固結(jié)并不隨施工結(jié)束而終止。填土孔隙水的排出需要相當(dāng)長的時間，尤其是粘性土更是如此。因此，在公路開通以后，填土固結(jié)仍將持續(xù)一段時間，（持續(xù)時間與填料的類型、壓實程度、排水條件等有關(guān)）這就必將產(chǎn)生一部分次固結(jié)沉降，路堤也隨之產(chǎn)生一定程度的沉降，加劇橋頭跳車。
4、橋頭跳車的處治方法
4.1 提高橋臺背的壓實度
根據(jù)現(xiàn)行的公路路基施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，臺背填土不低于同層路基壓實度的標(biāo)準(zhǔn)，某些公路建設(shè)管理部門還提出：重要部位（臺背填土也是其中之一）壓實度提高1～2個百分點。
從理論上講，可以適當(dāng)減小引道路堤的沉降量，對橋頭跳車有一定的改善。但受橋臺背地形狹小的限制，大型壓實設(shè)備無法作業(yè)，小型壓實設(shè)備能力有限，壓實死角、結(jié)構(gòu)物邊沿處很難達(dá)到要求，形成欠壓實區(qū)。因此提高壓實度只是一種辦法，從根本上還解決不了橋頭跳車的問題。
4.2 設(shè)置橋頭搭板
采用橋臺搭板來防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變，通過設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長度要盡可能的長，填土高度越大，次固結(jié)引起沉降越大，要求搭板長度就越長。因此，僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也不是現(xiàn)實的。
4.3 土工合成材料處治
實踐證明：加筋可以明顯提高土體的承載能力。土工合成材料加筋發(fā)揮其抗拉強度，通過加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側(cè)面變形，從而達(dá)到提高土體承載力和抗剪強度，使之趨近于彈性范圍內(nèi)工作。同時，使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個加筋層上，單位土體面積的受力減小。
采用土工合成材料處治需要注意幾點：
1）臺背回填的壓實度不能太低。
2）加筋間距越小其沉降就越小。
3）加筋設(shè)的長度最好等于橋臺的高度。
4）橋頭路堤換填壓實系數(shù)小的材料，可以選擇天然砂礫、碎石、工業(yè)廢渣等。
5）橋頭路堤地基如果屬于軟弱地基，應(yīng)先進(jìn)行軟土地基處理，如選用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等方法進(jìn)行處治，上設(shè)砂礫墊層，頂面鋪設(shè)土工布，并做好排水系統(tǒng)。然后進(jìn)行路堤的填筑。
6）采用石灰土、水泥土、二灰土、水泥穩(wěn)定砂礫、漿砌片石、片石混凝土等方法封面。一方面提高其承載能力、減小變形，同時可以防止路基浸水。
7）采用過渡性的路面結(jié)構(gòu)層。如選用混凝土六角塊，可以在發(fā)生沉降后填充材料墊高，減少沉降量，待沉降穩(wěn)定后（次固結(jié)結(jié)束），再換成永久性的路面結(jié)構(gòu)。綜上所述，徹底杜絕橋頭跳車是不可能的，只能采用措施減小。而要想減小橋頭跳車，沒有哪一種方法是“靈丹妙藥”，必須從多方面著手，采用多種方法解決。
5、結(jié)束語
由于在施工項目上采取措施得當(dāng)，施工控制嚴(yán)格，通車2年來，全線平整度良好，無明顯橋頭跳車。經(jīng)過相關(guān)檢測，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超載預(yù)壓的橋梁，目前沉降只有4～10mm，而未經(jīng)過預(yù)壓的互通2號跨線橋、分離立交兩座橋，沉降達(dá)40mm左右；對于路基修好后又增加的通道、小橋涵等構(gòu)造物，通過液態(tài)粉煤灰回填處理，也均未出現(xiàn)明顯沉降，無明顯橋頭跳車。實踐說明，雖然橋頭跳車產(chǎn)生的原因是多方面的，但只要根據(jù)工程實際，采取適當(dāng)?shù)拇胧�，就能將橋頭跳車病害降到最低程度。
參考文獻(xiàn)：
[1]太原市交通局，王浩；公路橋頭跳車處治研究[N]；山西科技報；2004年1。
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