桥头跳车分析及改进设想.doc

桥头跳车分析及改进设想一、桥头跳车产生的原因及对桥梁的危害（1）对于软基桥梁来说，由于桥梁与路堤在完工后的沉降不同，桩基础桥台完工后沉降较小，而台后高路堤完工后沉降较大，从而出现桥头跳车现象，影响桥梁的使用功能。虽然可设置桥头搭板过渡、调整沉降差，但由于调坡距离短，只能解决小的沉降，如果发生较大沉降时，反而造成二次跳车。如果不设搭板，为防跳车要频繁调整加铺引道面层，给养护带来麻烦，且行车不舒适。（2）桥台填土引起软基塑性流动，地基失稳产生的塑性流动将引起桥台的前移、下沉和转动，导致桥梁的破坏，影响桥梁的使用。二、改良设计的思路（1）处理桥头跳车的方法很多，如：后台换料、提前预压、复合地基、土工格栅、加筋桥台等，最常见的一种是设置桥台搭板。几年来，对桥头搭板及伸缩缝的构造设计普遍沿用一种传统习惯做法：在主梁与桥台背墙间设伸缩缝，而在背墙后面的牛腿上搁置桥台搭板，搭板与桥台背墙间形成构造上的通缝。实际工程调查证明这种构造型式使用效果不理想，不能有效解决桥头跳车，有必要进行改进。拟将在原设计的基础上，提出将桥台搭板与伸缩缝联合设计施工的思路。（2）预防桥台位移减少跳车的几种措施针对影响桥台位移的几个因素及软土自身特点，可从以下几个方面进行处理，防止桥台位移。人工加固、改善地基：（1）清除全部或部分软基，换填压缩性低、强度高、透水性好的材料。（2）用挤（压）密法（如砂桩、粉喷桩、木桩、振充碎石桩等）使土密实脱水，减少土体中的孔隙，从而减少土的压缩性，增加复合地基的抗剪和竖向承载力。几种方法中，以粉喷桩处理桥头软基效果为佳。（3）用预加法使土压密脱水，增加软基的抗剪及竖向强度，使桥台软基位移提前发生，从而减少建桥后桥台的位移量。在工期不急的情况下采用该方法，效果较好，而且造价较低。在采用该方法的同时，如果能与砂桩、塑料排水板、粉喷桩等措施相结合，处理效果将更好。减轻台后土压力和平衡荷载法（1）增加桥长，降低桥台标高，减少台后填土高从而减小土压力。（2）用压力分散法（如竹筏、土工布、整板基础等），加大底面，分散受力，使基底压应力小于软基允许承压力（40～80KPA）。（3）减轻台背荷载法，即台后用轻质材料或中间设空箱减少台后路基重量。（4）平衡压重填土法，先在台前填土压重，然后再进行台背填土。三、桥头搭板、桥台的构造分析（1）目前桥头搭板通用的构造形式主要弊端有以下几点：1、桥台搭板与伸缩缝之间虽有一条横向贯通的硬接缝，并且要求施工时，使用沥青麻絮作为隔水材料进行填塞，但在实际的使用中，由于接缝处的胀缩变形、板端转动，极易造成铺装层的破坏。这种破坏，使路面破裂，地表水沿缝隙下渗直接冲蚀台背填土，使得台背填土松软或流失，造成该处路基发生沉降，搭板下出现空洞。2、搭板尾端的沉降将使前段产生转角和竖向变位，使接缝两边形成高差。由于改缝与伸缩缝间距很短，所以汽车快速经过此处时，会出现二次连续跳车，跨径越大，填土越高，搭板越长时跳车越明显，振动也越大。3、汽车在桥头的反复刹车、制动、及跳车造成的冲击荷载会加剧缝侧的路面及伸缩缝的损坏。（2）目前桥台通用的构造形式主要弊端有：行车荷载的反复作用下，地基失稳产生的塑性流动将引起桥台的前移、下沉和转动，导致挡墙变形严重，路基两侧部分挡墙沉陷，桥下部分挡墙前倾；桥台立柱多处出现裂缝。地表水沿缝隙下渗直接冲蚀台背填土，使得台背填土松软或流失，造成该处路基发生沉降。四、搭板与伸缩缝的改进构造设计（1）伸缩缝与桥头搭板联合设计，减少缝数，将伸缩缝设在主梁梁端与桥头搭板之间，变两条缝为一条缝。这样做使使因搭板板端转角与主梁梁端转角产生的高差发生在伸缩缝的橡胶条之间，通过橡胶条的调整，从而使振动得到缓冲；同时，由于取消了台后背墙与搭板间的硬接缝，避免了地面水由该缝的深入。施工方式是将搭板直接放置在台帽顶上，为防搭板位移，需加强板端锚栓构造，在板底增设齿坎，同时搭板的长度与厚度随桥梁的长度和台厚填土高度的变化而变化。（2）无伸缩缝桥梁（见下图），连接桥梁上部结构和桩基础的无伸缩装置的整体式桥台，不设伸缩缝。由于消除了伸缩装置，排除了伸缩缝处水的渗漏隐患。（尽管此类桥梁在美国已经成功地使用了很长时间，但至今还没有一个比较科学的设计理论）以上两种方法，由于无伸缩缝桥梁至今还没有一个比较科学的设计理论，所以暂时只讨论伸缩缝与桥头搭板联合设计方法。五、伸缩缝的布置以往的设计一般均是在两端桥台处设伸缩缝，根据行车效果，借鉴外地经验，这一传统做法值得改进。有些情况避开桥台在中墩处设缝，可使行车效果更好。建议：（1）单孔桥跨径L≤40米，在一端桥台处按改进方式设伸缩装置，另一端根据跨径大小将桥面铺装与桥头搭板连成整体。（2）多孔多联长桥，应遵循联长适当、温度变位均衡、便于伸缩装置及支座选型的原则确定联长及伸缩缝布置，是否在桥台处设伸