初探高速公路桥头跳车防治方法

　　摘要：高速公路中存在的一个最普遍的问题就是桥头跳车。国内外的很多学者根据本国或者本地区的具体情况对桥头跳车问题进行了大量的研究工作，以寻求问题的根源以及解决的办法。笔者通过分析产生桥头跳车的原因，针对这些原因提出了相应的防止措施。
　　关键词：桥头跳车 防治 研究
　　1 高速公路桥头跳车成因分析
　　经过大量的调查以及研究发现，路堤下天然土基沉降、交通负荷过大、接缝质量差、填筑材料选用不当、排水不顺畅、施工方案不当、冲刷造成的填土流以及气温的循环变化是引起桥头跳车的主要原因。这些原因都会造成路基沉降而导致桥头与道路衔接不平缓而出现跳车现象。因此，要想解决桥头跳车问题，必须提高路基的承载力以及控制路基的沉降量，使得桥头与道路之间形成平缓的过渡以减少或者消除桥头跳车问题。下面我们介绍几种常见的防治桥头跳车的处理措施。
　　2 桥头跳车防治方法
　　2.1 桥头跳车常用防治方法 只有消除桥路施工后的不均匀沉降才能解决桥头跳车问题。我国目前常用的措施就是保证路基稳定密实，除了选择压缩性小、透水性好的材料之外，为了减少施工后的不均匀沉降，还可以采用土工合成材料加筋处理、从桥台到正常段的填筑材料设置渐变段等措施。为了控制台背填土工后沉降量，一般根据软土的性质对台前台后的不良地质路段采取置换土、超载预压、排水固结、抛石挤瘀等处理措施。常见的措施主要有以下几类：
　　2.1.1 地基处理技术。地基处理是防治桥头跳车最重要和最根本的环节。地基松软，没有达到设计的承载力以及密实程度是造成桥头跳车最大的隐患。当遇到软土路基时除了考虑经济效益外，一定要根据土质的实际情况分段计算并且分析天然地基状态下的稳定性和沉降情况。根据不同的地质情况采取不同的处理方案：①换填法。如果台背处于比较软弱的地基，地基的承载力不能够满足要求并且填土高度不高时，可以采用换填砂砾的方法对台背地基进行浅层处理，如果缺少砂砾时，可以采用水泥或石灰作浅层加固。②排水固结法。如果台背填土较高并且处于的软弱土层较厚时，由于沉降量变形过大仅仅依靠换填不能够解决问题时就必须对地基进行深层处理，如考虑排水固结法。排水固结法主要用在填土高度较大、低层粘土层厚以及粘土饱和的情况下，主要使饱和粘土在排水系统和加压系统的作用下加快固结以及增加强度。③复合地法。由两种不同刚度或模量的材料组成的地基称为复合地基，目前一般采用复合地基处理桥头过渡段的软土地基，以提高其承载能力和减小地基的沉降变形。对桩进行加固而形成复合地基以产生复合地基效应主要用于处理长度不太大的桥后软土地基。此外，采用复合地基还可以处理粘土层较厚的地基或者采用预压排水固结方案不能达到工后沉降要求的地基，尤其是处理混合型地基时不但效果好，并且造价经济。为了采用复合地基法有效的避免桥头跳车的危害，应当对路桥过渡段的软地基进行加固处理。
　　2.1.2 半刚性挤密桩处理台背路基。公路桥台台背填土经过半刚性挤密桩处理后形成了刚柔过渡区，与原路堤相比显著提高了密实度、强度以及承载力，有效的减小了沉降量，从而很好的减少了桥头跳车的现象。在处理完台背地基、填土以及完善桥头搭板设计后，为了在桥台和台背填土之间形成刚柔过渡根据刚柔过渡原理提出了在搭板的枕梁下设置半刚性挤密桩。相对于传统的方式来讲由于半刚性挤密桩提高了路基的压实度、刚度、强度、承载能力以及抵抗变形的能力，从而有效的减少了桥头搭板枕梁端的沉降，因此使得刚性桥台与柔性路基之间形成了刚度和沉降的平缓过渡区，从而减轻或者消除了桥头跳车的现象。
　　2.1.3 可起吊的双搭板。在发达国家出于考虑造价以及工期的影响，设计时也会考虑一定的工后沉降量，如日本规定工后沉降量为30cm，桥头两端路堤的工后沉降量为10cm。即使建设时达到了这个标准桥头跳车现象还是会不可避免的出现，更何况很多建设工期紧如果不采取特殊的技术处理更会产生桥头跳车的现象。一般施工中有效处理桥头跳车的方法是采用起吊双搭板措施，这种方法具有施工工艺简单、方便、快捷的优点，起吊以及安装设备主要有工字梁、千斤顶、枕木以及钢丝绳等。
　　2.1.4 无缝式伸缩缝。我国现在的高等级路面一般都
　　是柔性路面即沥青路面，对此通常采用无缝式伸缩缝来防止
　　桥头跳车现象。由于无缝式伸缩缝使得路面连续而没有刚度
　　的突变，因此有效的避免了桥头跳车现象。它主要是由弹塑
　　性体和T形搭接钢板组成的，为了能够有效的缓解桥头跳车
　　现象，弹塑性体除了要具有一定的强度外，还应当具有足够的反复变性能量和良好的与沥青混凝土路面的粘结性能。
　　2.2 桥头跳车防治新技术 与桥梁的桩柱或墩台相比，任何路基都没有那样强大而稳定的基础。因此，无论对路基采取何种加固措施都不可避免的会发生沉降。沉降相对于建设周期而言是一个缓慢的过程，沉降在建成初期速度比较快，随着时间的延长而逐渐趋于稳定。针对这些问题，传统的工艺以及方法很难从根本上解决，因此，我们必须寻求和探索新技术来防止桥头跳车。
　　2.2.1 缓膨胀材料处理桥头跳车。高填土路基在自身重力、外部荷载以及水侵蚀等因素的作用下发生沉降是一个自然的趋势和缓慢的过程。虽然目前通过采取很多措施而大大减轻了沉降，但是其稳定程度还是达不到桥梁的稳定程度。即使采取一些措施可以使台背回填部分接近桥梁的稳定程度，但是跳车现象仍旧在所难免，这主要是因为路基与桥梁属于两种不同结构而不能达到一样的稳定。因此，为了将刚性稳定的桥与产出沉降的路基平缓的连接起来，就必须寻求一种能够控制膨胀量以及膨胀速度的台背回填料。虽然在市场上很难找到理想的膨胀材料，但是并不缺乏膨胀水泥以及生石灰等膨胀材料。从经济适用的角度出发，生石灰是缓膨胀材料中最廉价的原料。如果选用生石灰作为膨胀材料，必须控制生石灰与水结合的数量以及速度以使其具有缓膨胀性。在应用研究中应当根据施工地点的具体情况参考已建工程的路基沉降量，然后根据膨胀材料能够产生的最终膨胀量适当的考虑膨胀量损失来计算该台背回填所需的膨胀材料的数量。