汤海新
(辽宁省路桥建设集团有限公司,辽宁 沈阳 110072)
截止2015年底,我国高速公路已经形成34条贯通南北,连接东西的网络大贯线,全国高速公路总长度8.5wkm。由于我国高速公路要求等级相对较高,公路线路经过路段地理环境不一样,同时车辆在高速上的行驶速度,都向高速公路技术提出相对较高的要求,也使桥头跞车现象日益突出的显现出来。现今对公路技术人员提出的挑战性问题就是如何有效的消除或最大限度的降低桥头跳车的病害现象从而最大限度的满足高速公路行车过程安全和保持高速匀速行驶的要求。
桥头跳车的产生是形成的原因相对比较复杂,以纵坡i=1.8%为例,对桥头跳车进行分析:不同型号汽车在桥头的行车机理也不甚相同且十分复杂,地面不同搭建物长度及搭建物沉降值的不同,在地面所产生的升降程度不同。在这里把汽车轮胎经过桥头两个纵坡转折时的行车线型按两个相切的反向竖曲线考虑。当汽车行至桥头不同两点间凸曲线路段时,形成的向心力为F=m×V2/R。当汽车慢慢向前行驶时,向心力小于自身重力F﹤G,此时汽车会在自身重力作用下稳步前行;而当汽车高速行驶时,向心力大于自身重力F﹥G时,汽车则会出现跳车和颠簸现象。青银高速公路计算行车速度为120km/h,桥台搭建物长度为10m。假设i=2%,行驶时汽车不腾空的竖曲线半径至少应为R=m×V2/F约1000m,而高速行驶至跳桥段两点间凸曲线半径大约为10/2/0.02=250m,此时的曲线半径远远超出了汽车向心力对汽车稳定行驶的竖曲线半径而引起跳车现象发生。
2.1 跳车所引起的高速行进中车辆零件的过度磨损,降低机械零件的使用寿命;同时跳车时产生的车辆行驶不稳,会引起车内人员的各种不舒服,严重时还会造成行车事故。
2.2 而汽车跳车时对地面产生的强大的撞击力又相对使地面的载力增加,使桥头支撑、搭建物、连接缝隙相就因受到冲击而加速损坏。高速公路养护及维护机构,为了能使高速公路处于一个良好的运行情况,要对跳桥段进行相应的维护和保养,而这种治标不治本的工作是要不间断的进行的,这样不仅花费了大量的人力和财力,同时此路段也失去了良好的口碑,使公路养护苦不堪言。
我们发现跳车路段一般都出现在路桥的过渡地段,这一地段由于地基加固不均匀,或交接处地基土质不同(如软土、黄土、沙土),不同土质会使地基沉降速度也呈现不均匀现象,所以在处理地基时,不同土质的地基要进行不同的处理方式进行,力求改善地基承载能力,缩小因地基产生的沉降差而出现跳车现象。例如路基建在河桥附近,如果地基附近有河卵石土,回填应该就全堤进行铺就,在交界处应考虑沉降情况进行全部处理。在铺
高速公路路基基底有夯实程度是否达标,直接影响到路面的抗震动能力,而辅就路基的第一层时,是很难达到高要求的压实度的,这就要求在进行压台背回填时,将台背地基进行充分辗压夯实,力求其压实度与承压力能够达到相应的高度。当初次对台背地基进行辗压时,可能会因为地基土质疏松柔软,即使碾压过程已经很充分了,也会出现不理想情况,甚至还会出现反弹现象。
路段的接缝处是地基的薄弱点,当此处地基下沉时,为避免跳车现象的发生,最有效的补求方式就是进行强夯。这种方法是运用400KN左右的重锤,让其从五十米的高中内进行自由落体运动,利用这种强大的冲击力,使地基内部产生共振,强大的冲击波会使地基内土层抱合更加紧密,从而达到提高地基强度的作用。这种处理方法的好处有:
3.3.1 使用这种方式进行处理的地基承载力会翻倍增加。
3.3.2 能够有效的减少地基油层降不均现象发生。利用重锤强夯之后的地基土层抱合度比原来增加将近十倍,均匀性增加,断层现象相对减少。
3.3.3 缩短工作时间,降低作业成本。砂质经过首次强夯之后沉降可达50公分左右,而经过再次夯实之后则为首次的3/5。而经过这种强夯之后的路段,可以马上进行下一步工程施工,不会浪费时间,也降低了人力成本。
利用强夯对地基台背进行压实,要严格按相应质量要求标准执行施工作业;对地基进行夯实最好的就是强夯工具,如果工程附近(50米内)没有大型人工建筑,尽量考虑强夯。强夯工作不但省时省力,还能保证工程施工质量。在强夯不能触及到的地方,利用小夯机进行作业,可以将强夯后的作业死角认真夯实,弥补强夯不足。
桥头跳车最基本的原因是由于地基不均匀的沉降造成的,本文通过对产生这一现象原因的分析,及其能产生的相应危害和采用何种措施进行前期加固,及问题出现后进行补救的措施进行了相应阐述。依据高速公路应具有的安全、舒适、经济等各方面要求,以现存的和在建的高速公路对此病害的成功处理模式做为基础进行研究发现,因我国地质地貌不尽相同,所以对不同路段采取的措施要因地制宜,这样即附合当地地质,又能节省资源和材力,且不会影响工程进度,同时对治疗跳车病害也会效果显著。
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