对桥头跳车的分析处理研究

朱鹏宇

摘 要：桥头跳车是高等级公路中的一个典型的病害。由于桥梁和路基产生不同步的沉降，致使路、桥过渡段出现不同程度的台阶，从而影响道路功能。文章就桥头跳车产生的原因进行分析，提出可行的施工处理方案。

关键词；桥梁；沉降；施工方案

桥头跳车不仅严重影响行车的安全、舒适、速度，同时对汽车产生危害、降低车辆的使用寿命，也可导致交通事故。同时车辆对桥台产生瞬时冲击力，对桥涵本身结构造成危害，影响正常工作性能。因此研究桥梁和路基不均匀沉降引起的桥头跳车问题是我们公路工程中的一项重要工作。

1 不均匀沉降的原因分析

1.1 路堤填土不实

大多数情况下，桥台背后的填土会高于路堤的填土，且填土的土质大多数为渗透性材料，孔隙率比较大。同时因施工面小，很难将桥台背后的路堤填土进行夯实，碾压到位。这就加大了不均匀沉降发生。在行车荷载作用下和时间的不断推移过程中，未经压实的填土，慢慢的空隙被碾压密实，最终形成排水-固结，造成路堤填土与桥台之间产生沉降落差，从而引发桥头跳车。

1.2 材料刚柔性不同

建筑材料有刚性材料和柔性材料之分。刚性，是材料抵抗变形的能力。外力一定时，变形越小则其刚性越大；变形一定时，所加外力越小则其刚性越小。柔性，是材料响应变形的能力。外力一定时，变形越大则其柔性越大；变形一定时，所加外力越大则其柔性越小。

桥梁一般使用大石块砌筑或钢筋混凝土浇注而成，具有较大的刚性。而路堤等基础，使用压实土质或水泥混凝土，属于柔性材料，具有较大的柔性。在行车荷载的长期作用下，在外力一定时，刚性材料砌筑的桥台基础变形小，柔性或半刚性的材料建造的路堤基础变形大。同时，柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大，两种材料在受力变形上的差异，使得两者之间引起不均匀沉降，引起桥头跳车。

1.3 排水不畅及填土流失

夏季雨水较多，大暴雨使得公路排水功能暂时瘫痪，造成水毁，因此水毁是公路夏季养护工作中一个普遍的问题，如不及时进行季后养护，也会引起桥头跳车的发生。由于雨季的排水不畅，使得路基浸泡在雨水中，或雨水经桥台与路面连接处的裂缝进入路基，轻者引起土质流失，引起沉降。重则掏空路基，引起塌陷。因此，道路排水不畅，引起路基土质流失，也会造成沉降不均，加剧桥头跳车的发生。

1.4 桥梁伸缩缝的破损

为满足桥面变形的要求，调节桥梁上部结构与下部结构之间联结均匀受力，设置桥梁收缩缝。在较大纵坡的情况下，如不设置考虑适应竖直变位的构造，也容易产生缺陷，引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向，即使伸缩量小，也存在挠度差大的问题，因此，在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。由于设计不合理或伸缩缝施工质量没把关，引起伸缩缝变形破坏，在桥台伸缩缝处形成台阶，从而引起桥头跳车。

1.5 其它因素

设计不合理、抢工期、施工质量管理不到位、压实度不够、材料质量存在隐患、现场监理监管不作为、车辆严重超载，都将造成桥台和路基不均匀沉降，引起桥头跳车。

2 不均匀沉降定量计算分析

根据上述对桥梁与路基连接处不均匀沉降的原因分析，结合材料、受力、沉降等理论知识，对沉降车进行定量计算分析，从计算数值才体现不均匀沉降的严重程度。

2.1 桥台和路基变形量的定量分析

（1）桥台大多为水泥砼结构和砌石结构，在荷载作用下产生弹性变形，残余变形近乎为零。即： 桥ΔH1≈0。

（2）路基填筑材料主要为天然材料，如粘土、碎石土、风化砂砾等。在荷载作用下产生塑性变形，存在残余变形。另外，路基顶面有水渗透人路基体内部，路基底面有毛细水上升到路基体内部；在水分的综合作用下，材料内部颗粒之间发生重新组合，产生纵向位移，使局部密实度减弱，形成不均匀沉降，在荷载作用下加快塑性变形，即： 路ΔH1=h1。

这一残余变形h1是随荷载和时间而变化的函数：

h1=∫n10∫t10kndn·tdt

式中：k-常数；n- 累积时间；t-时间；n1-固结时间内累积荷载；t1-固结时间。

路基和桥台在桥头截面处的变形差值为：

路ΔH1 - 桥ΔH1=h1-0=h1

2.2 桥梁基础和引道地基沉陈量的定量分析

（1）桥梁基础大部分为钻孔灌注桩，一般为摩擦桩，主要依靠摩擦力支承基础顶部荷载，其沉降量很小，即使是扩大基础或其它型式的浅基础，靠地基承载力支承，其沉降量也很小，即： 桥ΔH2≈0。

（2）路提依靠地面承载力支承，地面虽然经过填前碾压，但其毕竟为天然基础，沉降明显。即： 路ΔH2=h2。这一残余变形h2是随荷载和时间而变化的函数：

h1=∫n20∫t20kndn·tdt

式中：k-常数；n- 累积时间；t-时间；n2-固结时间内累积荷载；t2-固结时间。

在地面标高位置桥台和土地基在桥头截面处沉降变形的差值：

路ΔH2-桥ΔH2=h2-0=h2

综上所述，桥台竖向位移和引道竖向位移的为：

这些竖向位移的差值H 是随荷载和时间而变化的函数：

H=∫n10∫t10kndn·tdt+∫n20∫t20kndn·tdt

正是因为这些位移差值H 的存在，使路桥相接之处同一横断面出现高差，引起标高突变，造成行车时车辆跳跃，即桥头跳车。

3 不均匀沉降处理方法

根据定量分析后，掌握桥头跳车的严重程度，进行开挖处理。

3.1 台背、路基土体开挖加固处治

地基处治的对象是土体，土体本身是复杂多变的，没有任何一种方法是通用有效的，同时，每种方法都是有其自身的适用特性和优缺点，所以，必须根据实际情况具体分析，对症下药解决问题。根据桥头跳车严重程度，对原有台背填土和路基填土进行开挖换填优良土质或加固处理。

3.2 注浆法

注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验以确定设计参数和检验施工方法及设备。注浆法加固路基时，要严格控制好注浆压力，注浆材料，注浆半径和注浆设备。使得化学浆液扩散到松散土质的缝隙中，把原有土质胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能和化学稳定性良好的结合体，起到加固路基，减小沉降的作用。

3.3 设置桥台搭板

桥涵与桥头引道是两个刚度差异很大的结构物，桥涵是刚性结构物，而桥头引道是柔性结构物。因此在引道内增设搭板可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，借此用来缓和两种不同材料引起的沉降差异，可以使得引道平稳过渡到桥梁，缓和不均匀沉降，消除桥头跳车。

3.4 综合处治措施

处理桥头跳车应多管齐下，有效控制刚度突变和不均匀沉降。桥头跳车病害不是孤立存在的。它与桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力等关。

因此，综合治理应从使用材料质量、压实度、桥梁伸缩缝的设计与施工、道路排水、限制车辆超载等方面进行。

4 施工处理工艺

根据桥头跳车处治内容，设立凿除清理工区、路面修补工区、桥面面层及附属设施工区。

4.1 路基工程

（1）对填料进行取样试验，确定最佳含水量及最大干密度，作为施工控制的依据；

（2）严格控制，确保填料粒径、松铺厚度符合要求；

（3）无法用压路机压实的边角地带，采用夯机夯实，确保了路基的压实质量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥稳定基层的施工

在合格的路基（或底基层）上放样→立模板→混合料集中拌合→混合料的运输→摊铺→碾压→养生。

施工采用拌合楼搅拌混合料，现场立模，振动压实施工工艺，在整个施工过程中应着重抓好拌合，摊铺，压实和养护四个主要环节。

拌合：严格控制含水量，拌合的混合料应尽快摊铺，自第一次加水拌合到完成碾压的工作时间不应超过2小时。

摊铺：采用人工摊铺，如果路床是干的，应将其湿润，使混合料按要求的松铺厚度均匀的分布在要求的宽度上，局部离析采用人工处理方式。

压实：摊铺整平后，随即进行碾压施工，压路机对边缘部分不能碾压到位的部位，采用小型压实机具碾压。及时检查平整度，厚度等。

养护：施工完成后，随即进行养护，养护不少于7天，封闭交通，待达到设计要求强度后开放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放样测量→立模板→厂拌作业→水泥砼的运输→摊铺振捣→机械整平→人工抹平、拉毛→养生→割缝→养生。

在整个过程中抓好了厂拌、振捣、整平三个重要环节，保证了砼路面的优良率。

水泥砼浇筑：插入式振捣仔细到位，对模板润滑、支撑稳定情况、基层平整度、润湿情况等进行了全面仔细检查。

接缝处理：割缝式砼路面浇筑的关键，割缝时间掌握得当，在有效避免水泥砼路面收缩缝产生的同时，增强了路面外观的美观程度。

养护：砼路面完成后15天保湿养护，采用毛毯覆盖，养护期间严禁车辆通行，在通车之前经试验检测合格后开放交通。

4.3 桥面面层及附属设施施工

凿毛：为恢复砼活性，加强新、旧砼结合，对薄壁台喷射面做凿毛处理。

植筋：检查被植筋的砼面是否完好，用钢筋探测仪测出植筋砼内的钢筋位置，核对、标记植筋部位。如设置桥头搭板的，严格按照设计要求进行施工。

5 结语

桥梁和路基不均匀沉降（桥头跳车）是一个复杂的过程，处理的主要思路就是消除不均匀沉降。通过沉降的定量分析，掌握桥头跳车的严重程度，选用合理的施工处理方法，就能减轻桥头跳车现象，改善行车条件。

参考文献

[1] 李海.桥头跳车的作用机理与处治对策.公路，2010.

[2] 公路桥涵施工手册.人民交通出版社.

[3] 吴宝龙.高等级公路桥头跳车的危害及其机理分析.公路交通科技，2012.

3.2 注浆法

注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验以确定设计参数和检验施工方法及设备。注浆法加固路基时，要严格控制好注浆压力，注浆材料，注浆半径和注浆设备。使得化学浆液扩散到松散土质的缝隙中，把原有土质胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能和化学稳定性良好的结合体，起到加固路基，减小沉降的作用。

3.3 设置桥台搭板

桥涵与桥头引道是两个刚度差异很大的结构物，桥涵是刚性结构物，而桥头引道是柔性结构物。因此在引道内增设搭板可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，借此用来缓和两种不同材料引起的沉降差异，可以使得引道平稳过渡到桥梁，缓和不均匀沉降，消除桥头跳车。

3.4 综合处治措施

处理桥头跳车应多管齐下，有效控制刚度突变和不均匀沉降。桥头跳车病害不是孤立存在的。它与桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力等关。

因此，综合治理应从使用材料质量、压实度、桥梁伸缩缝的设计与施工、道路排水、限制车辆超载等方面进行。

4 施工处理工艺

根据桥头跳车处治内容，设立凿除清理工区、路面修补工区、桥面面层及附属设施工区。

4.1 路基工程

（1）对填料进行取样试验，确定最佳含水量及最大干密度，作为施工控制的依据；

（2）严格控制，确保填料粒径、松铺厚度符合要求；

（3）无法用压路机压实的边角地带，采用夯机夯实，确保了路基的压实质量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥稳定基层的施工

在合格的路基（或底基层）上放样→立模板→混合料集中拌合→混合料的运输→摊铺→碾压→养生。

施工采用拌合楼搅拌混合料，现场立模，振动压实施工工艺，在整个施工过程中应着重抓好拌合，摊铺，压实和养护四个主要环节。

拌合：严格控制含水量，拌合的混合料应尽快摊铺，自第一次加水拌合到完成碾压的工作时间不应超过2小时。

摊铺：采用人工摊铺，如果路床是干的，应将其湿润，使混合料按要求的松铺厚度均匀的分布在要求的宽度上，局部离析采用人工处理方式。

压实：摊铺整平后，随即进行碾压施工，压路机对边缘部分不能碾压到位的部位，采用小型压实机具碾压。及时检查平整度，厚度等。

养护：施工完成后，随即进行养护，养护不少于7天，封闭交通，待达到设计要求强度后开放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放样测量→立模板→厂拌作业→水泥砼的运输→摊铺振捣→机械整平→人工抹平、拉毛→养生→割缝→养生。

在整个过程中抓好了厂拌、振捣、整平三个重要环节，保证了砼路面的优良率。

水泥砼浇筑：插入式振捣仔细到位，对模板润滑、支撑稳定情况、基层平整度、润湿情况等进行了全面仔细检查。

接缝处理：割缝式砼路面浇筑的关键，割缝时间掌握得当，在有效避免水泥砼路面收缩缝产生的同时，增强了路面外观的美观程度。

养护：砼路面完成后15天保湿养护，采用毛毯覆盖，养护期间严禁车辆通行，在通车之前经试验检测合格后开放交通。

4.3 桥面面层及附属设施施工

凿毛：为恢复砼活性，加强新、旧砼结合，对薄壁台喷射面做凿毛处理。

植筋：检查被植筋的砼面是否完好，用钢筋探测仪测出植筋砼内的钢筋位置，核对、标记植筋部位。如设置桥头搭板的，严格按照设计要求进行施工。

5 结语

桥梁和路基不均匀沉降（桥头跳车）是一个复杂的过程，处理的主要思路就是消除不均匀沉降。通过沉降的定量分析，掌握桥头跳车的严重程度，选用合理的施工处理方法，就能减轻桥头跳车现象，改善行车条件。

参考文献

[1] 李海.桥头跳车的作用机理与处治对策.公路，2010.

[2] 公路桥涵施工手册.人民交通出版社.

[3] 吴宝龙.高等级公路桥头跳车的危害及其机理分析.公路交通科技，2012.

3.2 注浆法

注浆加固法适用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。一般用于防渗堵漏、提高地基土的强度和变形模量以及控制地层沉降等。注浆设计前宜进行室内浆液配比试验和现场注浆试验以确定设计参数和检验施工方法及设备。注浆法加固路基时，要严格控制好注浆压力，注浆材料，注浆半径和注浆设备。使得化学浆液扩散到松散土质的缝隙中，把原有土质胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能和化学稳定性良好的结合体，起到加固路基，减小沉降的作用。

3.3 设置桥台搭板

桥涵与桥头引道是两个刚度差异很大的结构物，桥涵是刚性结构物，而桥头引道是柔性结构物。因此在引道内增设搭板可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，借此用来缓和两种不同材料引起的沉降差异，可以使得引道平稳过渡到桥梁，缓和不均匀沉降，消除桥头跳车。

3.4 综合处治措施

处理桥头跳车应多管齐下，有效控制刚度突变和不均匀沉降。桥头跳车病害不是孤立存在的。它与桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力等关。

因此，综合治理应从使用材料质量、压实度、桥梁伸缩缝的设计与施工、道路排水、限制车辆超载等方面进行。

4 施工处理工艺

根据桥头跳车处治内容，设立凿除清理工区、路面修补工区、桥面面层及附属设施工区。

4.1 路基工程

（1）对填料进行取样试验，确定最佳含水量及最大干密度，作为施工控制的依据；

（2）严格控制，确保填料粒径、松铺厚度符合要求；

（3）无法用压路机压实的边角地带，采用夯机夯实，确保了路基的压实质量。

4.2 路面工程

4.2.1 水泥稳定基层的施工

在合格的路基（或底基层）上放样→立模板→混合料集中拌合→混合料的运输→摊铺→碾压→养生。

施工采用拌合楼搅拌混合料，现场立模，振动压实施工工艺，在整个施工过程中应着重抓好拌合，摊铺，压实和养护四个主要环节。

拌合：严格控制含水量，拌合的混合料应尽快摊铺，自第一次加水拌合到完成碾压的工作时间不应超过2小时。

摊铺：采用人工摊铺，如果路床是干的，应将其湿润，使混合料按要求的松铺厚度均匀的分布在要求的宽度上，局部离析采用人工处理方式。

压实：摊铺整平后，随即进行碾压施工，压路机对边缘部分不能碾压到位的部位，采用小型压实机具碾压。及时检查平整度，厚度等。

养护：施工完成后，随即进行养护，养护不少于7天，封闭交通，待达到设计要求强度后开放交通。

4.2.2 水泥砼路面施工

施工工序：放样测量→立模板→厂拌作业→水泥砼的运输→摊铺振捣→机械整平→人工抹平、拉毛→养生→割缝→养生。

在整个过程中抓好了厂拌、振捣、整平三个重要环节，保证了砼路面的优良率。

水泥砼浇筑：插入式振捣仔细到位，对模板润滑、支撑稳定情况、基层平整度、润湿情况等进行了全面仔细检查。

接缝处理：割缝式砼路面浇筑的关键，割缝时间掌握得当，在有效避免水泥砼路面收缩缝产生的同时，增强了路面外观的美观程度。

养护：砼路面完成后15天保湿养护，采用毛毯覆盖，养护期间严禁车辆通行，在通车之前经试验检测合格后开放交通。

4.3 桥面面层及附属设施施工

凿毛：为恢复砼活性，加强新、旧砼结合，对薄壁台喷射面做凿毛处理。

植筋：检查被植筋的砼面是否完好，用钢筋探测仪测出植筋砼内的钢筋位置，核对、标记植筋部位。如设置桥头搭板的，严格按照设计要求进行施工。

5 结语

桥梁和路基不均匀沉降（桥头跳车）是一个复杂的过程，处理的主要思路就是消除不均匀沉降。通过沉降的定量分析，掌握桥头跳车的严重程度，选用合理的施工处理方法，就能减轻桥头跳车现象，改善行车条件。

参考文献

[1] 李海.桥头跳车的作用机理与处治对策.公路，2010.

[2] 公路桥涵施工手册.人民交通出版社.

[3] 吴宝龙.高等级公路桥头跳车的危害及其机理分析.公路交通科技，2012.