《高速公路桥头跳车的问题》-毕业论文.doc

PAGE PAGE 一、前言 桥头跳车是由于桥梁或涵洞等结构物两端（桥台）与路堤填土衔接处，产生较大的差异沉降和差异刚度，使路面出现显著的纵坡变化和刚度突变，从而导致高速行驶的车辆产生跳跃现象，严重影响行车安全和舒适度。 桥头跳车危害表现为：影响行车安全、降低行车速度、影响车辆运营费用和加速桥梁及路面的病害，对道路桥梁的运行影响极大。 桥头跳车的原因分析 （一）设计不周 　　有些设计前没有按要求进行地质勘探与试验，设计时没有充分考虑桥台台背回填沉降的长期性、不良地基处理方案不适宜、桥或接缝损坏而造成跳车。梁与引道路面接缝设计处理不当等，造成通车后两侧引道沉降大。 （二）桥头路堤地基的沉降 桥头跳车的直接原因是桥台与路堤的沉降差异。桥涵通常位于沟壑地方，地下水位较高，土压缩性高，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构易受破坏，且桥台是刚性构筑物，其下部一般都有桩基础，因而桥台的变形和沉降非常小；而桥头路基填筑高度一般较大，产生基底应力相对较大，在车辆荷载反复作用下，如基底处理不当更容易引起地基沉陷，称为次固结沉降，这种沉降由变形至稳定往往历时很多年。且桥头路堤及锥坡范围内的地基是柔性的，在路堤土的重力及车辆荷载作用下都有较大的塑性变形，所以桥头路堤的沉降比桥台要大，造成两者的差异沉降，形成桥头跳车。 （三）路基填料的影响 路堤填料在汽车荷载反复作用下，产生包括塑性和弹性的变形，其中主要是塑性变形。 这种不可恢复的塑性变形是内部土颗粒间的蠕变和侧向变形造成的，相同作用不同填料的塑性变形量不同，且这种塑性变形在车辆荷载反复作用下会不断积累，填料塑性变形大的，形成桥头的沉降差就大，也就导致了桥头跳车。因台后填土较高，随着时间推移，都产生不可避免沉降。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。 （四）桥头路堤人为施工因素及压实度的影响 首先，一些施工队没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工，排水措施没有做好，压实度达不到标准。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。其次，台后填料一般为渗透性材料，存在着多孔隙，在车辆荷载和自身重力作用下，填料经压缩后孔隙率降低，在短时间内产生压缩沉降。 　　再有，从施工上来看，桥台背后施工空间狭窄，工作面小，大型压实机具的使用受到限制。为保证桥台不受损坏，大型压实机具不宜靠近和接触台背，台背填土很难达到要求的压实度，通车后，这部分路堤的变形较大，导致桥头跳车。 　　此外，路基填土在最佳含水量下压实能达到最佳压实效果，即干容重最大。下图是填土干容量－ 含水量关系(曲线1)和填土压缩模量－含水量关系(曲线2)的叠合图。从以下图可以看出，两条曲线并不重合，在最佳含水量(ω0)下压实的填土尽管干容重最大，但相应的压缩模量相对要小，也就是受荷载作用后变形就比较大。这种较大的变形也对桥台与路堤衔接处产生不利影响。 （五）结构突变桥台路面与台背路面在结构上存在着差异 铺设在桥台台背路堤上的路面结构为多层路面体系，铺设在桥台顶的路面结构为路面面层与刚性桥台组成双层路面体系。在车辆荷载作用下，铺设在桥台台背路堤上的路面垫层、基层密实度迅速增加，结构层压缩；而铺设在桥台顶的路面因路面下层由桥台组成，而桥台为巨大建筑作用，加上基础处理严格，相对于路基而言，沉降可视为零。这样，不同路面结构层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。 （六）桥头路堤渗水破坏 桥头的差异沉降容易造成路面开裂，路面水渗入路基，受浸泡的路基强度指标下降，基土软化，造成引道路基下沉，导致跳车。同时还易发生唧泥、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加剧发展。桥头路基两侧排水不畅、防水工程不完善也极易引起路基土的流失，引起桥头引道的沉降和跳车。 （七）沉降盆的影响 施工时，经常是填土时，预留桥台及下部桩基础施工的空间，待桥台及基础完成后再回填土。在这两种情况下，沉降盆发生了变化，好象向前移动了。这样就造成沉降△S，而且这种施工工艺使桥台后的填土很难压实，更加剧了沉降的差异。 三、桥头跳车病害防治措施 针对这一病害形成的原因，为了最大限度的减小桥头跳车病害，我们在实际的工程施工中，较好的解决了桥头跳车的问题，现以宁波绕城高速公路中的明州高架桥及土建工程第十合同段为例。 鉴于宁波绕城公路是国家公路网主骨架同三线的重要组成部分，是连接沿海中心城市和沿海主要港口，以充分发挥中心城市辐射功能及沿海港口城市对经济发展的带动作用。本合同以桥梁工程为主，主要是明州高架桥，全长3328.5米。基础为钻孔灌注桩，下部结构为柱式