高等级公路桥头跳车的原因分析及处理方法

刘清生 许金华

[摘要]公路跳车现象已成为公路运营过程中普遍存在的质量通病，本文结合多年的施工实践与心得，从桥头跳车的危害性至产生的原因进行分析，介绍了多种处理桥头跳车的方法，对减少和消除跳车通病有积极的作用。

[关键词]公路桥梁；桥头跳车；原因分析；处理方法

1引言

桥头跳车是指由于桥涵构造物与桥涵台后的路堤之间的沉降差超过某一限定值，造成汽车经过该路段时车轮产生上下振动的现象。桥头跳车现象已经成为公路运营过程中普遍存在的质量通病。一般认为当这种沉降差达到1.5cm以后就会给司机带来明显的不舒适感。桥头跳车的存在，轻则使车辆通过时产生跳动和冲击，而对桥梁和路面造成附加的冲击，并使司乘人员感到颠簸不适，严重的桥头跳车现象，尤其在高等级公路中，不仅使行车的不舒适感大为增加，车速大幅度减低，甚至导致车辆失控而发生交通事故。同时，对桥头路面大量的维修养护不仅花费了大量的人力、物力和财力，而且也产生了不良的社会影响。

2桥头跳车的原因分析

引起桥头跳车的根本原因是桥台的竖向刚度很大，在建设和运营期间竖向位移是很小的，而台背填土是铺筑在弹性模量很小的地基上，在建设和运营期间，受填土荷载和汽车荷载等作用，沉降量较大，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。现主要从以下几方面进行分析：

2.1地基土质不良引起沉陷。桥头通常位于沟壑地段，路基地形起伏较大，地下水位一般较高，且多属软土，在其上填筑路基，便极易产生沉陷。同时，桥头路基填筑高度较一般地段大，产生基底应力相对较大，更易引起地基沉陷。

2.2台背填料引起路基压缩沉降。台背填料因所含水分存在孔隙，在施工中采取很多措施均难以将填料颗粒间的孔隙完全消除。通车后，在其自重及车辆荷载作用下，台背填料孔隙率逐渐降低，在一定期限内产生压缩沉降。压缩沉降主要决定于填料性质、施工条件及台前、台背防护工程的设置情况。一般透水性好的土、级配较好的砂石料，其压缩沉降小；施工符合工序、压实符合要求，压缩沉降小；台前、台背设置有挡土墙、护面墙等构造物时，其压缩沉降也小。

2.3设计不周，措施不当，产生路基沉降。主要体现在：往往受造价限制，设计中大河面、大沟壑采用小跨径，使桥涵构造物尺寸偏小，甚至不到河面宽度的1/2，这就造成桥头路堤过长、过高，而大多处于排水不良、土质较弱的地基上；对基底设计未作必要的处理，或处理不当留下隐患；台前、台背防护工程设计不合理，受路堤填料的压力或推挤作用产生水平位移，引起桥头路基沉陷；为节省投资，就地取材选择填料而不作适当处理，使起其质量欠佳；桥台结构与路面的衔接设计不良，在其连接部位尽管设计接缝，或设计连续铺装，有的还设计搭板以调节不均匀沉降，但由于桥台与路堤相邻处的沉降差仍造成桥头路面裂缝，纵坡不顺，或在突变点形成错台，导致跳车；桥台路段水泥混凝土路面的胀缝设计不良，或与沥青路面的接缝处理不当，导致混凝土板块挤压桥台台帽及桥面，形成跳车，以及在车辆和雨水的作用下路面产生沉陷、坑槽、啃边等病害，形成跳车；对桥头路面水处理不良，致使沿接缝或裂缝下渗路基，产生病害。

2.4控制施工质量不严，留下沉降隐患。主要体现在：施工不符合要求，台背填土速度过快，压实不密，则沉降快，对台背接土墙等构造物挤压力大，若台前护坡、挡墙等结构物砌筑不及时，则可能引起土体滑移，影响压力效果，甚至危害桥基；台背、尤其是台墙后侧及翼墙内侧墙土，压实度达不到规定要求；桥头混凝土路面因设计不周导致施工质量问题；对桥头沉陷病害缺乏足够认识。没有严格把好填料质量关，按分层填筑、分层碾压、分层检测三分法施工；没有选择合适的气候条件进行施工等，而产生沉降等。

3桥头跳车的处治方法

3.1提高桥台背的压实度。首先，台背地基必须密实加固，对影响中期强度和稳定的地面水和地下水，必须拦截或排出路基以外。然后，在台背回填范围内宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料，如岩渣、砾石、砂砾等。接着严格碾压工序，进行分层填筑、分层碾压、分层检测：压路机能到位的地方，填料分层松铺厚度宜不大于20cm；采用小型夯具时，松铺厚度不宜大于15cm。

根据现行的公路路基施工技术规范的有关规定，台背填土不低于同层路基压实度的标准，某些公路建设管理部门还提出：重要部位(台背填土也是其中之一)压实度提高1～2个百分点。这样从理论上讲，可以适当减少引道路堤的沉降量，对桥头跳车有一定的改善。

3.2设置桥头搭板。采用桥台搭板防止桥头跳车是一种较为常见的处治方法。其基本思路是将桥台与路堤衔接处因较大差异沉降引起路面纵坡突变，通过设置桥头搭板进行缓和过渡，将路面纵坡变化控制在容许范围内，从而达到消除桥头跳车的目的。需要注意的是搭板的长度要尽可能的长，填土高度越大，次固结引起沉降越大，要求搭板长度就越大。因此，仅仅靠桥头搭板解决桥头跳车也不是现实的。

3.3预压处理。预压处理的原理非常简单，它就是在填筑台背地基或路基后，在路基层或路面上堆载行车，时间可长达2年，使地基、路基土方有较长的沉降时间，得到很好的排水固结后，再行修筑路面结构层，这种方法是最经济、最有效的方法。但由于我国现在属于建设的加快时期，各公路工程建设项目的工期都有严格的要求，没有时间进行预压处理，今后这一方法将会得到广泛应用。

3.4土工合成材料处治。实践证明：加筋可以明显提高土体的承载能力。土工合成材料加筋发挥其抗拉强度，通过加筋与土体之问的摩擦作用约束土体的侧面变形，从而达到提高土体承载力和抗剪强度，使之趋近于弹性范围内工作。同时，使土体上的作用荷载比较均匀地分散到整个加筋层上，单位土体面积的受力减小。

采用土工合成材料处治需要注意几点：台背回填的压实度不能太低；加筋间距越小其沉降就越小；加筋设的长度最好等于桥台的高度；桥头路堤换填压实系数小的材料，可以选择天然砂砾、碎石、工业废渣等；桥头路堤地基如果属于软弱地基，应先进行软土地基处理，如选用粉喷桩、旋喷桩、碎石桩、排水板等方法进行处治，上设砂砾垫层，顶面铺设土工布，并做好排水系统，然后进行路堤的填筑。

4结束语

综上所述，处理桥头跳车的方法多种多样，但每种方法都有其优缺点，施工时应根据实际情况选用适宜的处治方法，需要从设计、施工、养护各方面综合治理。土工格栅柔性搭板方法是一种新兴的处治方法，其不仅减小了刚度差异，且有效减小了路堤压缩沉降与地基沉降，实践证明其处治效果好，值得推广。