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浅谈道路桥头跳车的防治与控制
作者：蔡文江
来源：《现代企业文化·理论版》2010年第14期
摘要:文章详细分析了桥头跳车的原因,阐述了道路桥头跳车的成因及其对行车的影响,并提出了道路桥头跳车的防治与控制措施。 关键词:桥头跳车;地基沉降;台背回填
桥头跳车是指由于道路桥头及伸缩缝(桥头引道)处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象,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,桥头跳车直接影响行车速度,跳车会增加行车风险并且会大大增加每年的养护费用,也影响了行车的舒适与安全,甚至造成行车事故。本文对道路桥头跳车成因、防治及控制作探讨并提出行之有效的改善、解决方法,可为类似工程参考。
一、桥头跳车的成因分析
桥头跳车的主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等。就高等级道路路况而言,主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降,产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异,且桥头连接处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下,桥梁与道路同时发生沉降,但两者的沉降量有很大差异,道路的沉降量远大于桥梁的沉降量,形成错台,导致行车时发生桥头跳车。
(一)桥台与路堤间的沉降差
1 地基土质不良造成的沉降。桥涵通常位于沟壑地段,且地下水位较高,多属软土地基。由于软土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他地段大,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。
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2 台背填料压缩引起路基的沉降。台背填料在道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。路堤填土因其固有的压缩徐变性质,即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降,需待通车一段较长时间后才能趋于稳定。在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下,路基填料逐渐被压缩,孔隙率降低,密实度逐渐增大,从而在一定期限内产生路堤填土沉降。
3 排水不畅及填土流失造成路基沉陷。在桥涵与路堤的连接部位,由于存在缝隙,雨水会沿缝隙渗透,下渗水对桥台不产生破坏作用,但对土类填料易产生浸蚀和软化,特别对填方体压实不够,易产生侵蚀和软化,降低强度,导致填方体变形。在外部车辆荷载冲击作用下,必然造成桥头路基沉陷。
(二)刚柔突变引起的沉陷跳车
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。桥台具有较大的整体刚度,属刚性体;而与桥台相连的道路,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,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。
(三)对桥头高填土及软基等处理措施不确切
如路基穿越软土地基或采用高路堤方案,势必存在较大工后沉降;桥涵构造物选用桩基或扩大基础等不同形式,其工后沉降差异很大;对软土地基路段采用不同的处理方法、对路堤填筑速率和填筑材料的控制不同,其效果也大不一样;在考虑桥台结构时,往往忽略桥台与路堤的恰当衔接,在连接部位有的设接缝,有的设连续铺装,由于路基不均匀沉降的存在,在使用过程中形成裂缝。虽然有考虑设置搭板调节连接部位的不均匀沉降,但对承受搭板一端的路堤部位未进行处理,让