延长桥头刚柔过渡长度预防桥头跳车

杨果李晓鹏

河南省交通运输厅高速公路洛阳管理处河南洛阳471000

摘要：桥头跳车是公路建设过程中普遍存在的现象，就其根本原因是桥头背墙与台背填筑存在刚度差，当桥梁结构物与路基间的沉降差达到或超过允许的限值，即产生桥头跳车。本文主要从桥头搭板设计实现刚柔过渡及对桥头跳车的原因和采取的防治措施进行了论述。

关键词：桥头跳车；刚柔过渡；桥头搭板；防治措施

在公路建设中，桥涵台背跳车一直是不能彻底根治的问题。由于桥台混凝土与台背填料强度的不同，形成了刚性与柔性两种结构，两种结构受力后因反映出的变形效果不同，台背经过车辆的长久冲击作用，逐渐产生裂缝，继而路基沉降形成差坎，造成跳车。

一、路基沉降产生的原因分析

桥头跳车的严重程度由桥台与台背路基相接处的沉降差大小决定，公路在修建或工后使用过程中，都在保持着不同程度的自然沉降，但在沉降中路基较桥台而言，路基沉降量大大高于桥台，并且由于台背填筑受设计构造、施工技术、施工工艺、填料质量、填筑质量、填筑高度、地基条件、排水设施的影响，沉降程度也显不同。

1、台背路基基底承载强度不足或基底不稳定时。钢性结构的桥台基础设计位置较深、尺寸较大，沉降量很小，而台背的地基一般处在地表上，由于路基填筑高度的增加，土体自重逐渐加大，软弱基底随之下沉，从而形成直观上的路基沉降。

2、台背填料选择不当。有时由于受当地取料条件的影响，未能选择强度高、透水性好、抗水害能力高、工后整体性好的填料，造成路基强度低、易松散、易返浆、压实困难，加大了沉降的可能性。

3、台背填筑施工质量控制不严。台背填筑施工场地狭小，机械压实运动受限，边角压实不到位，而且未用小型夯实机补充夯实。填筑层过厚，不能整层压实，利用碾压遍数进行压实度控制，或不在填筑的薄弱部位检测，或在检测中未能全厚度检测；拌合机械拌合能力差，填料拌合不充分、不均匀，比例加配不准确，造成拌合成品整体质量差，仍然出现强度差、松散等现象；拌合后的填料搁置时间过长，或施工过程操作过慢、工序衔接不紧，使施工全过程加长，造成料内粘结成分效力损失。

4、排水设施不完善、质量差。路基边坡未设置防护设施，或边沟过水通过量小、不顺畅，使雨水不能及时排出，渗入路基内，造成路基病害；或流水冲刷边坡，并由边坡处渗入路堤，使边坡变软、下滑，连带行车道部分土体移动，路基下沉。

二、桥台刚柔过渡的设计

设计上有多种方法可以实现桥头的刚柔过渡，比如桥台搭板、半刚性材料、桥头挤密桩等方法，本文在此阐述其中常见的刚柔过渡设计——桥台搭板。

2.1搭板形式和埋置深度

搭板的形式可分为等厚、变截面厚度和台阶型三种。搭板埋置深度主要应根据路面结构来选择，高置式钢筋混凝土搭板像水泥混凝土路面那样直接承受车辆荷载，故沿线使用水泥混凝土路面采用此种设置方式的较多。当路面为沥青混凝土路面时，多采用中置式或低置式搭板，且施工便利。

2.2搭板坡度和尺寸

2.2.1设置搭板可使沥青路面桥头跳车现象得以改善，但搭板与沥青路面连接处材料刚度差异悬殊，在荷载作用下将产生不同的变形，沥青路面发生局部沉陷，造成二次跳车。如果搭板与桥台连接呈一定倾角，搭板尾端路面与无搭板路面的刚度差就不会显著，路面垂直变形将是一条更平顺的曲线。但倾角过大，搭板端设置过深，将起不到应有的作用，且造成浪费。有关试验和实践表明，搭板与纵坡的夹角不宜超过6度。

2.2.2搭板长度根据路桥过渡长度等要求予以确定，从台背填土的破裂范围可推知，搭板长度与桥涵台背填土高度大致相等。一般来说，搭板长度不小于5m，中小桥为6～8m，大桥为8～12m。

2.2.3搭板厚度显著影响搭板在荷载作用下抵抗弯拉和变形的能力。同时在计算板厚时，板的支撑条件不同计算结果也不同。考虑国内实际情况，推荐小桥搭板厚度20～30cm，大中桥搭板厚度为30～40cm，且板厚应与板长相协调，即随板长的增加，板厚也相应加大。

2.2.4配筋搭板的长短边之比一般大于2。在计算中，沿长边方向的主弯拉应力远远大于沿短边方向的弯拉应力，因此可以认为是单向板。由于搭板方在弹性地基上，搭板内弯矩事先未知，根据假定的搭板厚度和搭板与弹性地基的模量比，查搭板诺模图可得到弯拉应力，进一步求出相应的计算弯矩。

2.3桥台搭板施工

在混凝土搭板施工中，严格按规范规定要求组织施工，保证搭板表面坡度与平整度。若因搭板靠近桥台处，基层较薄，当压路机通过时，容易被压碎或形成薄层。为解决这一问题，可规定凡搭板混凝土顶面距基层顶面不足10cm时，不再进行基层的铺筑，而在路面施工时，统一采用底层沥青混凝土填筑找平，从而保证整个台背回填的整体强度。

三、桥头跳车的防治措施

3.1台背填土的设计

根据桥头跳车“刚柔过渡”处治观点，台背填土的设计主要考虑三个方面的问题：①台背回填材料。在工程实践中，也有用天然砂砾土作台背回填，这无疑要比粘性土掺碎（卵）石或纯粘土要好，但其刚度小，二次固结变形大，难以达到台背回填对刚度和变形的要求。当采用砂砾回填时，台背填土的刚度小，孔隙大，难以密实，且变形大，其透水性对路基和台背填土基底强度和变形的影响较大，因此，天然砂砾土和砂砾并非理想的回填材料。而纯粘土、粉性土由于其刚度小、水稳定性差、不易压实、变形大、二次固结大，不能直接用于台背填土。②台背填土范围。台背回填的范围直接影响着台背土刚度和变形的平稳过渡，范围太长，成本增加；范围太短，达不到“刚柔过渡”的要求。如何在满足“刚柔过渡”区的技术要求下力争缩短台背回填范围，节约成本；第三，要考虑台背填土与已填路堤的良好结合所需长度。由于台背回填的总体厚度是由厚逐渐变薄（远近相对桥台而言，回填区的整体刚度也由大逐渐变小，整体变形也由小逐渐变大，实现了从桥台到路堤的刚度和变形的平稳过渡，根治了桥头跳车）。③技术和质量标准。笔者认为搞好台背填土与设计与施工，必须要有可依据的技术和质量标准，根据实际摸索，结合理论研究，提出如下仅供参考的技术和质量标准。台背回填区地基的承载力是影响地基沉降的关键因素。工程实际中，一些台背填土的较大沉降，也与地基的强度有关，有些地基的强度很低，造成较大的地基固结沉降。因此，要避免或尽量减少这部分沉降，则必须确保地基有足够的强度和密实度。

3.2增加台背柔性区域的钢性设置，加补钢柔过渡长度

在有搭板设置的桥梁中，于搭板下、紧靠背墙开始向远台设置三排片石混凝土条石，于近台处条石高度最大，远台处条石高度最小，条石顶面紧接搭板底面，由此达到钢性结构向柔性结构缓和过渡的目的。施工中，当路基填至距搭板高1.2米时，暂停台背填筑，按搭板总长的四分之一数做为每排条石的宽度，长度与搭板宽一致，每排条石底部为中间（路纵向中线位置）低两端高，高出的坡度为3%~5%之间，条石第一排中间高为1.2米，向远台以每排减0.4米做为中间高；当第一排片石混凝土浇筑完成后，继续填筑路基，至第二排高度时，再停止填筑，浇第二排条石混凝土，直至第三排条石完成。然后彻底完成台背路基填筑。在无搭板设计的小桥涵中，亦可使用此种方法。但因其直接接触路面，会使路面出现裂缝，对行车及路基产生不利因素，这也是无搭板时它的缺点所在。

四、结论

综上所述，桥头跳车的引发原因是多方面的，有可能由其中一个环节的设计疏忽或大意施工，就造成了日后导致它提前出现的潜在风险。因此，我们在公路工程进行设计、施工的整个过程，对每个环节、每道工序都必须认真对待、进行深入考虑、仔细分析，在建设过程中将这些大大小小的注意事项都控制好、都把关好。这样，我们就做到了事前预防的目的，做到了事先考虑的目的。

参考文献

[1]王浩公路桥头跳车处治研究[N]；山西科技报；2004年1期

[2]冯光乐，凌天清；桥头跳车防治措施分析[J]；重庆交通学院院报；2002年04期