浅谈桥头跳车的原因与防治毕业论文Word下载.docx

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桥头跳车现象是公路工程的常见质量病害之一，要想彻底根除它很难做到，但可以采取一些特殊的施工工艺和施工方法，最大限度地减少跳车对行车的影响。

桥头跳车是由于桥台与其后路基沉降不均匀造成了桥台和路基顶面的沉降差而产生的。

当沉降差超过2cm以上时，将使此处的路面断裂，从而使行车产生明显的颠簸和不适。

分析形成沉降断裂的原因，主要是由于高等级公路桥台基础一般采用桩基础，桩尖落到持力层，其沉降量甚小，设计控制工后的沉降量一般为2cm～3cm，而其后的台背回填因地基沉降和台后填料本身的压缩变形，从而使桥台和路基产生不均匀沉降，造成路面和桥台的高程突变，形成桥头跳车。

因此，应对桥头跳车的原因进行客观分析，根据这些原因采取相应的防治措施，最大限度地减少病害的发生。

原因可能有三方面：

客观原因、设计原因、施工原因。

一、客观原因主要是：

（一）由于桥涵通常位于沟壑地段，地下水位较高，且多属于软弱基础，在路基营运荷载的作用下，使地基产生压缩变形，形成地基沉陷。

特别是由于软弱地基一般都具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、渗透系数小的特点，地基沉降更为严重，并且需要相当长的时间才能趋于稳定。

同时，由于高等级公路多为全封闭、全立交，为了满足被交公路、航道等净空的要求，桥台后的路基高度一般都较高。

因此，产生的地基应力相对较大，更容易引起地基沉降，从而导致桥台后的路基随地基在一定时间逐渐下沉。

地基的沉陷是指原天然地面有松土、泥沼或不密实的松土存在，承载力极低，路基修筑前未经处理，在路基自重作用下，地基下沉或两侧挤出，引起路基下险。

地基土质不良，造成桥头路基沉降。

土质不良引起沉陷是桥头跳车的主要原因。

桥涵通常位于沟壑地段，有时地下水位较高，且多属软土。

此类土一般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，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，强度便显著降低，桥头路基筑高度较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载作用下，更容易引起基沉陷，路面随之变形，从而出现跳车。

地基土质不良造成的沉降土质不良，由此产生沉陷是桥头跳车的主要原因。

桥涵通常位于沟壑地方，地下水位较高，在南方地带多有软土，此类土天然含水量大于液限，天然孔隙比大，常含有机质，压缩性高，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，强度便显著降低，头路基填筑高度较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载作用下，更容易引起地基沉陷，且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。

就是在一些稳定地基，在外荷作用下，也无可避免出现这个问题。

（二）高等级公路台背回填的压实，虽然采用了重型击实标准，压实度要求在95％以上，但是有些工程的台后填料采用的是砂类土或透水性材料，这些材料孔隙率大，所含的水分多，尤其在自重及车辆荷载的作用下，孔隙率逐渐降低，台后填料在一定期限产生压缩变形，根据试验及相关研究资料表明，路基填料本身的压缩变形为路基填筑高度的1％。

大家知道，高等级公路台后回填高度一般都较高，因而台后填料的压缩变形也就相应较大。

更何况在台后回填施工时，由于一些施工单位的质量意识淡薄，往往达不到规定的压实遍数，这样压实度就很难保证在95％以上，从而为以后的压实变形留下了很大的空间，这也是工后填料压实变形很大而导致台后沉降的主要原因。

台背的填筑在设计上要求是透水性好的材料，由于受到当地条件的限制，施工单位选择的材料不当，再加上施工时受作业面的影响，施工机具不能靠近台背，有的地方出现了死角，不能碾压。

在车辆荷载的重复作用下和自身的重力作用下，产生了压缩沉降，由此造成桥头跳车。

台背填料压缩引起路基的沉降台后填料一般为渗透性材料，存在着多孔隙，加上施工时受施工作业方面影响，压实机具不能过分靠近接触台背，不能将填料颗粒间孔隙完全消除，在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，便在短时间产生压缩沉降，造成跳车。

在工程实践中，就是施工时工序符合要求，压实度达到要求，但台后填土较高，随着时间推移，也会产生不可避免沉降。

有时台后填土荷载对基底产生附加压力，严重时会使桥台向后倾斜，发生不均匀下沉，危及行车安全。

台背填料压缩，引起桥头路%考试大%基沉降。

台后填料一般为渗透性材料，多孔隙，加上施工时受施工作业方面影响，压实机具不能按设计压实靠近台背的填料，不能将填料颗粒间孔隙完全消除，在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，孔隙率降低，便在短时间产生压缩沉降，造成跳车。

（三）桥台和桥背在路面结构上存在着差异，桥台为刚性，台背为柔性，在车辆荷载重复作用下，桥台上和台背上变形能力不同，也是造成桥头跳车的原因桥台与台背路面在结构上存在着差异从路面结桥组合可以看出，路面左右侧是两个不同性质路面体系，左侧是铺设在桥台背墙顶面柔性面层与刚性桥台组成双层路面体系，右侧为柔性或半刚性多层路面体系，在车辆荷载作用下，垫层、基层密实度迅速增加，结构层压缩，而桥台由于巨大建筑作用，加上基础处理较好，一般认为沉降已经完成，相对于路基而言，沉降可视为零，而铺装层压缩也不大。

这样，两侧抗变形能力不同，相对沉降就不可避免出现，使路面结构破坏，造成跳车。

按施工程序,台背回填一般都是在桥涵构造物完成后进行的,这样就在桥头形成一个填土较高、施工面狭窄、工期紧迫的作业段。

这样的作业段给土方压实工作带来很大的困难,致使台背回填部位局部密实程度很难达到质量要求。

因此,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,从而在一定期限产生路堤填土的沉降。

路堤填土沉降主要取决于填料性质、施工条件及台前台背的防护排水工程的设置等情况。

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（四）刚柔突变，引起沉陷跳车。

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。

由于结构物桥台一般采用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成，具有较大整体刚度，属刚性体；

而与结构物桥台相连的路面，具有刚性较小柔性较大的特性。

显然，道路与结构桥台之间存在着较大的度差，这个刚度差的存在必然引起道路与结构物桥台之间产生较大的刚度突变，从而引起桥头跳车。

（五）桥头路堤渗水破坏：

桥头的差异沉降容易造成路面开裂，雨水下渗，浸泡路基，使填土的强度指标大打折扣，易发生唧泥，喷浆等破坏。

而跳车又加大了车辆荷载对路面和路基的冲击力，如养护维修不及时，这种恶性循环会使破坏程度呈加速发展的趋势。

二、设计原因：

前期勘测数据不能反映现场情况。

沉降与衔接考虑不充分，无使用半刚性材料，排水设计不够合理。

采取的施工措施不当当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。

设计不周在基底未作彻底处理，而沉降还未稳定时，应周详考虑桥台结构与引道衔接，在没有质量保证情况下，不应该直接浇砼板。

’象榕华大桥两侧引道，由于榕江两岸属软土地基，通车后两侧引道沉降是长期的，如先设过渡性路面，使路堤沉降基本完成后再改铺原设计路面，情况会好一些。

设计时也应处理好桥梁与引道路面接缝问题，避免接缝损坏而造成跳车。

用料没有把好质量关，排水措施没有做好，压实度没有达到要求。

这些人为因素使高填土引道不稳定，工后沉降大，且不均匀，是造成跳车现象主要原因之一。

塑料排水板堆载预压法该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低的软弱粘性土。

塑料排水板是由芯体和滤套组成的复合体，或是由单一材料制成的多孔管道板带，自1983年在天津塘沽新港施工试验成功以来，在全国各地高速公路软基处理都得以广泛推广应用，其主要施工工艺程序：

整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层。

为加速排水固结，减少后期沉降，一般都配合堆载预压或超压施工，使地基土的有效应力增大、抗剪强度和承载力及稳定性都得以提高。

其特点是施工简便快捷，造价较低，但效果比上述两种类型略差，仍存在少量工后沉降。

我们以纵坡ί=1.5%为例，分析跳车物理原理汽车在桥头的行车机理很复杂，不同搭板长度，不同沉降值及不同车型车速的影响程度各异。

我们把汽车轮胎经过桥头2个纵坡转折时的行车线形近似地按2个相切的反向竖曲线考虑。

当汽车等到A、C点间凸曲线路段时，形成的向心力为F=mv²

/R，当汽车缓行时，向心力F由自重抵消，而当F大于自重时，汽车就会腾空形成跳车和颠簸，高速公路计算行车速度为80~100km/h,桥台拱板长为8m左右，若ί=1.5%行驶时汽车不腾空的竖曲线半径至少应为R=mv²

/F约为653m，而A、C点间凸曲线半径近似为8/2/0.015=267m，远远小于汽车不腾空的竖曲线半径而引起跳车。

三、施工中的原因：

加上受工期、动拆迁等一些客观因素的影响，有些工程中的台后回填要等到桥台施工完成后，才能进行填筑。

因此，压路机要受到桥台的限制，碾压困难，对紧靠台后的填土难以碾压到位，尤其是对于肋式桥台、U型桥台等受尺寸的限制，有的压实机械根本进不去，导致漏压、压不实等现象，使台后填土的压实度严重不足，尽管使用小型夯实设备补夯，也难以达到规定要求，因而增加了台后填料的压缩变形。

.施工管理不善，导致工后沉降。

因施工不当或施工程序颠倒让桥头路堤滞后完成，桥头路堤自然沉降时间较少，导致工后沉降量加大而产生桥头跳车，这种现象较普遍。

通常软土地基上桥头施工是整个工期的关键工序，要及早开工，待软基处理完，在满足路堤稳定和填荷速率的情况下，须抓紧完成桥头路堤。

但有时受总工期影响，在路堤沉降没有稳定、沉降速率过大的情况下，过早铺筑路面，以求早日通车，而导致桥头跳车。

施工时台背与路堤衔接处处理不恰当。

台背回填施工压实不够，检测不合格。

桥头搭板施工存在安全隐患。

施工工艺不满足现场施工要求。

桥头台背或墙背排水系统施工未达到规定要求。

合理安排施工计划，使施工过程严格有序规。

施工时符合规要求，是有效减少桥头跳车的关键，应尽早开工，使回填土有充分的时间压缩固结；

控制好填料质量，尽量采用轻型材料和渗水性好填料；

控制好每层填筑厚度，碾压遍数，对每层填筑质量实施检测，控制好压实度。

台后不易碾压地方该用小型机械反复压实，直到密实度达到要求；

台后按一坡度设置泄水盲沟，沟底用粘上夯实，以利排水。

这样，才能更好减少病害。

四、如何防治有以下建议：

（一）在初勘方面，要进一步查明桥台及桥台路基围工程地质条件，观测与记录地下水位存在、变化与补给实验条件等情况，并针对不同的地质条件取得相应的勘测方法，为施工图设计提供可靠、齐全、完整的地质资料。

处理好台后地基：

处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。

对软弱地基处理，现在国有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。

就目前情况看，水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显，施工工期短，但费用高；

超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载，但施工工期较长，剩余沉降量也大；

塑料排水板法加固效果好，工期较短，施工简单，经验较为成熟，是目前处理软基较为常用方法。

要根据当地实际情况，加以应用，使地基承载能力满