桥头及桥梁伸缩缝处跳车的原因及防治措施
摘要:桥头跳车是指桥梁两端一定范围内路面相对桥面整体下沉若干厘米后,产生台阶,从而引起通过的车辆跳起颠簸的现象。桥梁伸缩缝处的跳车是指桥梁伸缩缝处由于高度差异、锚固段沉降和伸缩装置、变形损坏等原因,造成桥面出现显著的台阶式纵坡变化,导致车辆通过时产生跳跃和颠簸的现象。本文从桥梁的地基、路面结构层、路面、设计、施工、选用材料、安装过程、养护等环节入手对桥头及桥梁伸缩缝处跳车的原因进行分析,通过对上述问题的分析,对引起桥头及桥梁伸缩缝跳车的问题提出防治和改进措施。
关键词:桥头跳车伸缩缝处跳车原因分析防治措施 第一章桥头及桥梁伸缩缝处跳车的原因分析
桥梁伸缩缝处跳车危害主要表现为:一是影响行车安全和舒适度。二是由跳车产生的水平和垂直冲击力会对路面、路基和桥梁结构物产生进一步的损坏,从而增加了养护维修费用和管理上的难度,并降低了公路使用性能。三是跳车时的冲击力会对车辆产生不利反力,增加车辆的振动和机械磨耗,油耗增大,缩短车辆使用年限,增大运输成本。四是跳车产生的振动和噪声对驾驶员、乘车者和公路两旁的居民会产生噪声污染,不利于人们身心健康,影响其正常的工作和生活。桥梁伸缩缝处的跳车主要由于设计不周、施工质量差、养生、维修、养护不到位等方面原因造成。下面对桥头及桥梁伸缩缝处跳车产生的具体原因做以下分析:
1.1桥头跳车产生的原因分析
1.1.1地基基础下沉
路基填土因其固有的压缩徐变性质,即使经充分压实也很难以避免因土基固结等因素造成的沉降。通车后,随着时间的变化,地基缓慢固结,剩余沉降逐渐完成,这部分沉降造成了路基与桥台的沉降差,形成跳车。在车辆动荷载反复作用下,地基的颗粒间的粘滞蠕变以及土体侧向的变形,导致路面高程下降,也是造成桥头跳车的主要原因之一。
1.1.2台背路基填土压缩引起的沉降
台背路基在路基填土自重和车辆长期行车作用下,路基填料逐渐被压缩,孔隙率降低,密实度增大,从而在一定期限内产生路基填土压缩沉降。路基填土压缩引起的沉降有两种:一是因为台背填土密实性差;二是由于路基填土厚度过高。
1.1.3 路面结构层压缩引起的沉降
通车后,在行车的垂直荷载和振动荷载的作用下,垫层、基层的密实度迅速增加,结构层被压缩,路面结构层厚度相对变薄引起沉降,这类沉降虽然沉降量不大,但在通车后不久就迅速发生。
1.1.4 路面渗水引起的沉降
桥头路基两侧排水不畅,防水设施不完善,经雨水冲刷渗透后引起路基填土流失,强度降低,从而产生沉陷。
1.1.5 设计不周、措施不当产生路基沉降
当基底未作彻底处理,沉降还未稳定的情况下,设计时应详细考虑桥涵台结构与引道的衔接问题,如需设计过渡路面、桥头搭板等。
1.1.6 施工质量控制不严埋下沉降隐患
一是在施工过程中,由于受地形、便道、作业面及机械等的限制,桥头填土特别是台背后侧及翼墙内侧填土压实密度也很难达到要求。二是没有严格按照“分层填筑、分层碾压、分层检测”施工,没有严把填料质量关也会引起桥头跳车。三是承包商为了降低工程费用,利用不符合要求的回填材料填筑。
1.2 桥梁伸缩缝处产生跳车的原因分析
桥梁伸缩缝装置是公路桥梁构造的一部分,目前常用的类型主要有毛勒缝、齿口钢板缝、板式橡胶缝、U型锌铁皮、TST弹缩体碎石等,其作用在于调节由于外界气温的变化、混凝土徐变及混凝土干燥收缩等因素所引起的上部结构之间的位移和上部结构之间的联结,它还直接承受着车轮荷载的反复冲击,是桥梁结构中最容易遭受破坏的部位,桥梁伸缩缝破坏后接缝处下沉,衔接处路面损坏,从而出现高低不同的台阶,造成通过的车辆产生跳车,使车上人员感到不适,甚至引发交通事故,影响了公路桥梁的正常运营。
1.2.1 设计不周
一是在伸缩缝设计过程中往往只注重计算桥梁的伸缩量,并以此进行选型,而对伸缩装置的性能了解不全面,忽视了对产品的相应技术要求。二是设计采用的伸缩装置本身构造刚度不足,锚固的构件强度不足,不可避免地过早损坏。三是设计时也在对梁端部未能慎重考虑,对伸缩缝附近的混凝土未采用高标号混凝土,在反复荷载作用下,导致梁端破损而引起伸缩装置失灵,或者有时变形量计算不恰当,未能充分考虑各种因素的影响,采用了过大或过小的伸缩间距,直接影响伸缩装置使用效果,从而导致伸缩装置破损而产生跳车。
1.2.2 施工质量差
一是对伸缩装置的安装未考虑由专业施工队伍统一安装,未能按安装程序及
有关操作要求施工,其质量达不到规范要求的允许误差和质量要求。二是锚固件的锚固质量或锚固件的焊接质量不高,经不住高速重载车辆的冲击和振动,很快就松动或开焊弹起。三是施工过程中,梁端伸缩缝间距没有按设计要求完成,人为地放大或缩小,定位角钢位置不正确,致使伸缩装置不能正常工作等。
1.2.3 养生、维修、养护不到位
正常的养生、维修、养护是保证伸缩装置正常工作和延长使用寿命必不可少的重要环节,而此项工作往往被忽视。由于养护管理不善,伸缩装置出现的局部损坏维修不及时,桥面没有经常清扫,由过往车辆带来的泥砂、石屑等杂物将伸缩装置淤死,影响伸缩装置的伸缩功效,造成破坏加剧,严重者可导致整条伸缩缝破损。
1.2.4 交通流量影响
桥梁在营运过程中,交通量增大、重型车辆不断增多,车辆的冲击作用也明显变大,造成某些伸缩装置的部件破损、脱落、松动,有的甚至引起桥面破坏,严重影响行车安全。
第二章桥头及桥梁伸缩缝处跳车的的防治措施
桥头跳车严重影响行车的安全性、舒适性、经济性,同时桥头跳车又加速了桥头路面、路基和车辆本身的损坏,必须引起足够重视,采取有效措施对桥头跳车问题进行预防和处理。
2.1桥头跳车的防治措施
2.1.1 地基处理
对桥头软弱地基的处理目前国内已有不少方法,如换土法、超载预压法、排水固结法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、振动碎石桩法等都是行之有效的方法,可以根据施工现场实际情况应用,以改善地基性能,提高地基承载能力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
2.1.2 合理选用台背路堤填料
一是选用摩擦角较大的透水性材料。二是选择轻质透水性材料。三是当透水性材料来源困难,采用土料填筑时,必须执行有关规定,采用“三分作业法”,即分层摊铺、分层压实、分层检测,如土质不好,含水量高时可掺拌小剂量石灰或水泥等稳定剂进行处理。
2.1.3 严格控制桥头路堤压实度
压实度检测,台背回填土的压实度是影响台背沉降的一个重要因素,因此应严格控制回填土的分层厚度和密实度,压实厚度每层控制在15cm以内,压实度控制在95%以上,且每层必须进行压实度检测,回填时应设专人负责监督检查,检查频率每50m2检查1点,不足50 m2时至少检查1点,且每点都应合格。
2.1.4 桥头路堤防护措施
桥头路堤包括锥坡、护坡应采用封闭式全防护,砌筑砂浆及勾缝要密实、饱满,护坡基础的抗滑、抗倾覆稳定性及埋植深度要满足要求,必要时可在基础底面铺设砂垫层,以保证防护工程基础的稳定性。其次应做好排水工程,保证桥头地表水不侵害路基护坡。
2.1.5 合理设计桥涵构造物,桥头路面应作特殊结构处理
首先设置桥涵构造物应充分考虑台背填方路基的地质情况、填方高度、路堤长度、填料来源及路堤沉降等问题,选择恰当的桥涵位置、跨径及桥台后部防护工程,尽量避免大河面小跨径桥涵。其次,可以考虑设置桥头搭板。根据实践经验,为了更好地避免或减少桥头跳车问题,在桥头设置搭板是防治桥头跳车的一项主要措施。
2.1.6 土工格网处理桥头跳车
台背路基填土加筋是土工合成材料在处理桥头跳车中的应用。应用土工合成材料进行台背填筑能够有效地降低土体受力压缩变形,减少塑性变形积累,在一定程度上起到了缩小桥头差异沉降的作用。
2.2伸缩缝处跳车的防治措施
2.2.1合理选择伸缩装置
良好的伸缩缝应满足以下要求:一是伸缩量应满足桥梁上部结构之间的位移。二是密封性好,能防止水、垃圾渗入,同时具有抗滑、耐磨、抗老化的性能。三是施工安装方便、简单,便于检查和养护。四是行车平稳、舒适,振动及噪音小。
2.2.2严格控制施工安装质量
一是切缝之前,必须对沥青面层的平整度进行检测。二是伸缩装置安装前,考虑温差和伸缩定位宽度。三是伸缩缝预埋钢筋在梁板端部和桥台的锚固宽度需要规范。四是安装时,在顺桥向伸缩装置的中心线应与桥梁中心线重合,并对称放置于伸缩间隙上,使其顶面高度与桥梁路面标高吻合后垫平,正确就位后,将伸缩装置上的锚固筋与梁、板、桥台上的预埋筋进行牢固焊接。五是砼浇筑前,定位锚固钢筋和桥面面层钢筋必须安装合格,并用水对槽内垃圾进行二次冲洗和
清理。
2.2.3 加强伸缩缝的养护
一是做好施工过程中的养生。二是经常清扫密封橡胶带中积存的泥沙、碎石等公路垃圾,防止伸缩装置受阻,经常检查密封橡胶带有无破损,发现破损应及时与生产厂家联系更换。三是经常检查梁端与桥面铺装连接处及槽区内的砼是否损坏或裂缝,一经发现应及时修补。四是对伸缩缝附近凸凹不平,平整度损坏处,应及时修补。
结 论
对于桥头跳车及桥梁伸缩缝处跳车的预防和处理是一项长期而艰巨的复杂工作,需要引起业主、设计、监理、施工等各方足够的重视,由质监、业主、设计、监理、施工、养护等各单位共同努力才能完成。在施工过程中,通过有关各方的共同努力协作,按照“事先预防为主,事后处理为辅”的原则,切实实行科学的方法进行综合防治,才能防患于未然,起到事半功倍的效果,真正使桥头及桥梁伸缩缝处跳车问题得到进一步的控制和解决,为国民经济的发展提供安全、舒适、便捷、和谐、美观的公路交通环境。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容