公路橋梁橋頭的跳車現象分析及設計要點

1、公路橋梁橋頭跳車的原因分析與設計要點問題公路橋頭跳車現象時一種典型的質量通病，尤其是新建的高填方路基更為明 顯，產生橋頭跳車的主要原因是多方面的，包括地基承載力條件、沉降、施工材 料的選用、設計深度與施工質量等方面的諸多因素，其主要表現在橋涵臺背 與相鄰路基之間產生的差異沉降，造成錯臺或縱坡不順以及造成構造物的附加變 形，導致跳車現象明顯，嚴重影響行車舒適、降低行車速度、加劇橋梁及路面的 早期破壞。1、橋頭跳車現象的原因分析1.1、橋涵、通道與路基大多是同年開工平行施工修建的，因為橋面是剛性材料，其地基強度一般都很高不宜沉降與變形，而地基填土隨經壓實仍然產生工后較大 的沉降，對于軟土地基局部；

2、橋涵地基一般進行旋噴樁、粉噴樁或CFG樁加固處理，但路基局部與橋涵局部的工后沉降長度截然不同，最后形成臺階跳車。1.2、在臺背蓋梁或臺帽與路基的連接部位，一般蓋梁反面設計有耳背墻，因 施工場地狹窄不方便壓實機械的有效作業(yè)導致壓實度缺乏或出現壓實盲區(qū)，經過 長時間的自重壓縮以及車輛自然碾壓的作用，也會形成不同的沉降而造成錯臺跳 車。1.3、施工期間工序安排不當，對橋臺施工及臺背回填不能夠統一有序的連續(xù)作業(yè)，常見為橋臺與路基分別完成后在進行臺背回填，此時就存在著時間性的差異沉降。甚至為加快施工進度盲目違章作業(yè)，填筑材料的松鋪厚度大于壓實機械的作業(yè)能力，導致壓實度缺乏逐漸不同程度的沉降而跳車。1.4

3、、 對臺背的回填材料使用不當，一般設計為深度2m的8滋灰土，在理論條件 下是合理的，但由于后續(xù)施工期控制質量不盡人意多表現在石灰的鈣鎂含量、石 灰計量、壓實度、分層厚度等控制不嚴禁，壓實機具與壓實厚度不能相匹配，對橋臺與和錐坡結構別離，軟土地基、濕陷性黃土地基浸水等造成路基沉降。1.5、臺背回填的設計工程量一般均包含在橋梁工程中，往往有的橋梁施工單 位由于不具有壓實設備，經常出現將臺背回填工程量別離給路基單位，路基單位 進行施工而橋梁單位出具施工檢測資料，造成質量管理脫節(jié)，導致回填材料的均 勻性、最正確含水量、標準干容重、最大干密度及壓實度均難以到達設計的效果， 而路基單位不只是承接的分項工程

4、質量，導致臺背回填土下沉與后續(xù)施工的橋頭 搭板脫離下沉出現空洞，在重車軸載的作用下橋頭搭板斷裂而跳車。2、施工中防止跳車的措施2.1、施工時將臺身與回填施工統籌安排，給回填有充分的時間，在橋臺回填時應先做回填，填筑沿著路基方向長度上部應該大于塔板長度至少2m,下部應該據臺高按1:2坡度計算，且不得小于20m也可橫向分層填筑，在涵洞施工過程 中一般都先于路基完成，其上部沿著路基方向長度應該不小于孔徑長度，下部長 度按涵洞臺高1： 2計算，采用橫向填筑。斜交涵洞臺背回填材料應從洞身兩側在 小于2倍孔徑的范圍內；同時按水平分層對稱填筑和橫向碾壓，以減緩填土壓力的影響。2.2、 當工期安排采用缺口填筑

5、時；上部缺口長度不小于臺高增加2m下部局 根底內緣不小于 2m結合部位路基土應根據壓實層開挖臺階，臺階寬度不小于1.0m,橫向分層填筑。2.3、施工過程中嚴格控制填土質量和密實度，當設計為柱、肋式橋臺時；應 在橋臺根底完成后徹底去除淤泥、軟土及腐殖質，而后回填砂礫即承臺應建立在 密實的砂礫層上，承臺建成后暫不施工臺帽，以便于壓路機或小型機械能夠順暢 的壓實作業(yè)，在回填土壓實結束后在填土上當做底模直接施工臺帽。2.4、施工過程中盡量擴大施工作業(yè)面，盡可能的使用大功率壓實設備。當臺 背支撐橋頭搭板的牛腿阻礙機械壓實作業(yè)時；可將難以壓實的部位、角落使用貧 混凝土填筑。同時；施工過程中保持作業(yè)面的排水

6、坡度，遇到雨季施工保持通暢 枯燥不積水。2.5、高填方的臺背與側墻的相接部位，盡量使用摩擦角大的材料進行填筑， 而且還要注意施工時的填料土壓平衡，不得發(fā)生偏壓造成不均勻的沉降。對于軟 土地區(qū)的施工方法應該進行加載預壓， 待沉降穩(wěn)定后再進行臺背部位的搭板施工， 而且有方案的不在汛期期間施工，目的在于臺背與路基過度斷的均勻及穩(wěn)定性。2.6、橋頭搭板的施工：應嚴格控制兩個端點的質量，在橋臺上的支點處要考 慮搭板的另一端沉降時位移的可能性，應設置柔性薄支座。對于路基上的支點； 應考慮填土擴散的影響，枕梁寬度宜大不宜小。3. 防止橋頭跳車的技術設計要點問題3.1、 、橋涵臺背的填料應設計為滲水性好的砂礫

7、土、 碎石土以及具有堅硬的山 皮土，最大粒徑不大于0.6倍的壓實厚度。不可使用容易產生崩解的風化巖碎石， 該設計方案可不設計橋頭搭板，如下圖：3.2、按照彈性地基梁的受力原理進行橋頭搭板設計，并設置上下兩層鋼筋等面積的矩形板，過渡段的長度 L與路基高度H有關，橋頭搭板的設計長度不宜小 于L=2H+35m 式中H為臺背回填高度，單位m尤其橋臺蓋梁的牛腿及耳背 墻的設計結構的存在，此處施工機械很難發(fā)揮專業(yè)功能到達土體密實，由近至遠 循序漸進的設置不同深度的半剛性材料使之具備穩(wěn)定狀態(tài)，對防止超限沉降具有 良好的承載力。3.3、對于高填方路基宜采用生石灰擠密樁的設計方法增加臺背回填的路基穩(wěn) 定性，一是

8、生石灰發(fā)生消化反響并吸收水分降低路基土的含水量，同時發(fā)生體積 膨脹使樁間土擠密提高強度，作用機理 CaO+H2O=CaOH2二是由于土屬于固 相、液相和氣相三相體，CaOH2 + CO2= CaHCO固化石巖，可提高填筑壓 實的材料抗剪強度和承載力，剛柔過度法原理的應用可改善整體路基強度和穩(wěn)定 性，使臺背回填范圍不發(fā)生橫向位移，其特點不顧及填土的含水量可增大填筑厚 度及其快速施工，有利于工期進度。a、石灰擠密樁的樁長由牛腿附近至搭板尾部逐漸縮短，起到剛性-半剛性-彈性承受荷載的過度作用，提高橋頭路基的剛度。因生石灰的吸水膨脹、放熱和離子交換的作用原理，改善樁間土的力學特性和形成石灰復合地基，加

9、強 提高地基承載力和減少沉降，也是減小橋頭路基沉降的必要設計手段。(b)、采用擠密生石灰樁設計的不同之處是； 根據路基寬度可橋頭搭板設計為 兩塊，但相鄰縱向縫(兩塊板的中間縱縫)必須壓在樁頂中心 ，同時生石灰樁頂 與搭板底面填筑40 cm的級配碎石起到褥墊作用。4.生石灰擠密樁設計要點及處理方案：4.1、縱斷與平面設計：生石灰擠密樁的樁孔位 置按等邊三角形布置，其排距按h=0.866s計算，技 術參數包括：(a)布樁樁距計算；S=0.95d (nc pdmax/ nc pdmax -pd ) ?,布樁排距計算；布樁數量計算； 布樁面積計算；(b)(c)(d)h=0.866s , N=1.2732F/ n2/d2 , A= F/ n2 ,4.2、復核地基承載力計算：？ spk=m ?pk+ (1-m)?sk，且 m=d2/de2。以上公式意義為：de 等效影響圓的直徑，樁位按等邊三角形布置時de =1.05s ;正方形布置時de =1.13s ;矩形布置時de =1.13 (s1-s2 ) ?； d 樁孔直徑，一般為400600 mm, pd 樁體的最大干密度(g/cm3)； 樁間土經成孔擠密后的平均擠密系數，不宜小于0.90 ； pdmax 樁間土的最大干密度；F 基的承載力特征值(g/cm3) ； ?p k ?sk -樁間土的承載力特征值(KPa