公路桥头跳车设计原因分析及防治措施
摘要:桥头跳车是指由于构造物与台后的路堤之间的沉降差超过某一限定值,造成汽车经过时车轮产生上下振动的现象。本文从设计到施工进行综合分析,特别是从设计方面出发,分析产生桥头跳车存在的因素,并提出相应的解决措施。有较为现实意义。
关键词:公路桥头跳车;原因分析;处治措施
1 桥头跳车产生的原因
1.1 台后路基的沉降
地质不良造成的地基沉降是桥头跳车的主要原因,而桥位通常处于地下水位较高,多有软土,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。而桥头路基填筑高度较一般地段高,产生基底应力相对较大,更易引起相对构造物的地基沉降(包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降),特别是工后沉降。在路堤自重和车辆荷载作用下,更容易引起地基沉陷,且变形稳定往往历时数年乃至数十年。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。
1.2 路基填料的压缩沉降
台背填料一般采用石灰土进行回填,因材料本身仍存在孔隙,施工中采取任何措施也难将填料间的孔隙完全消除;一般情况下,台背的施工是在桥涵与路基施工之后进行的,由于结构物的存在所导致的施工作业面狭小,同时也是为了保证结构物本身的安全,使得大型压实机具难以启用,而小型设备又很难达到较好的压实效果,这就不可避免地造成此段压实度不足,甚至存在压实盲区,不能将填料间孔隙完全消除;回填土自重、车辆的垂直荷载与振动荷载作用下,孔隙率逐渐降低,填料逐渐压缩,密实度逐渐增大,便在短时间内产生压缩沉降,造成跳车。车辆长期反复作用下,回填土易发生蠕变,桥头跳车现象也随着公路运营年限增加而加剧。
1.3 刚柔结构突变产生的相对沉降
桥台为刚性结构,自身压缩变形近似为零,且回弹模量一般较大,而与之相连的台背填料为弹塑性体,在压实度达到95%时回弹模量仅为30～80Mpa,两者之间的回弹模量相差40倍左右,这种结构的差异变形是造成桥头跳车的本质原因。一般而言,桥台基础设置在较好的持力层上,采用扩大基础或桩基础,沉降几乎为零;而桥头路基都属于柔性的,在车辆的交变荷载作用下,不但会产生弹性变形,而且会产生较大的不可恢复的塑性变形,此种塑性变形随着时间的不断积累,往往会大大超过桥台的沉降而产生二者的差异沉降。刚度不同的路面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,显然道路与结构物桥台之间存在的较大刚度差,必然引起道路与结构...
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