1 路桥过渡段晃车的原因
在路基与桥梁过渡段,其直观表现形式为路桥过渡段不均匀沉陷,因而造成桥台涵背晃车现象。路桥过渡段晃车主要集中在钢梁桥和坊工桥两端的胸墙和路基衔接部位,在桥台涵背处往往会出现数值较大的垂直加速度病害,而桥台涵背垂加病害的危害性是非常严重的。除了垂直加速度缺点分较多,也会出现较多的水平加速度缺点分,人体添乘体感晃车也较明显。路桥过渡段晃车的危害非常大,不但影响了行车速度和旅客舒适度,还对行车安全构成了极大的威胁,同时也增大了线桥设备养护维修的工作量。
因此,要总结出其破坏模式,分析病害原因,找出合适的维修与补救方法来达到防治晃车的目的。
1.1 路桥过渡段晃车根本原因
路桥过渡段出现的晃车现象的最根本原因在于桥台和路基的刚度存在着悬殊的差异,路基填料固结程度较差,强度相对而言较低。
一般造成刚度无法均匀变化的原因有以下五个方面:
1.路基填土达不到设计的要求,因为在施工过程当中,路桥过渡段的位置非常的特殊,往往压路机无法碾压到位,导致桥台后的添料很难压实,致使部分的填土下沉。
2.桥台路堤地基处理不够彻底,往往桥头路堤都位于天然地基上,假如在填土之前处理的不彻底或者未做处理,那么在路堤土重力的作用下将会出现很严重的变形,尤其是原有地基软弱表层处理的不彻底时出现的变形最为严重。
3.填土选料不正确导致填土难以压实,即使施工时压实度全部达到了设计要求,但因运营时路堤土本身的自重和动荷载的作用,也将使路堤填土进一步压缩变形,使得路桥过渡处出现沉降差。
4.桥梁往往因为是控制工程而优先施工,桥梁建成后才开始路基工程的施工,路桥过渡段集中填筑,基本上没有趋于稳定和静置沉降的时间,这就导致了运行后的初期变形严重。
5.造成路桥过渡段沉降的原因还包括施工管理问题和施工质量问题。施工时对工期或工序安排不当,以至使路桥过渡区段的填土碾压工作安排在施工工期的尾部,被迫赶工期,不能很好地控制填土压实质量,使得填土本身出现沉降变形。
1.2 路桥过渡段轨道的不平顺
1.坛工桥面上线路,只有轨枕下石碎厚度的沉降,钢桥面上线路基本上无沉降,而桥外线路,轨枕下道床和路基的总沉降大于桥内,十几年甚至几十年的沉降仍在继续,而桥内的沉降基本停止。在日常检查和整修时都可以发现,桥线衔接处的十几米范围内,轨枕盒内的石砟少于其他处,目视线路长平也低于其他处,列车驶出端的桥外方较为明显,动态观察大多数有一定数量的空吊板。
2.钢梁桥两端线路,特别是有木枕过渡段的线路,由于纵向线路爬行,在这一薄弱位置出现不良方向或碎弯,双线区段位于桥的列车驶出端外方,单线区段,出现在下坡道桥的前方。桥上线路纵向位移,造成了桥端方向不良,列车通过时明显晃车。水加晃车的主要原因是大的轨向,列车轮对与钢轨作用边侧面冲击,以及100 m内2处及以上线路方向而形成。当100 m内有2处以上的较大方向时报警且有人体感觉,当每百米只有一处大方向时,仪器不报警但人工添乘仍有明显感觉。
3.桥端与线路衔接处为变坡点,桥内为平坡,桥外是低于桥内的坡度的上下坡道时，由于道床弹性软硬不同,列车通过时更易出现垂直加速度高峰值缺点分,桥的列车驶出端较为突出。垂加晃车一般因线路纵向的对高、对低形成,与严重三角坑和水平有关,重点是桥台前后。其车载报警的特点是距检测里程向行车方向后找20 ~40 m(根据车速不同而略有差异,速度越快越向后)。
2 路桥过渡段晃车处理措施
1.桥头设搭板和枕梁。上置式钢筋混凝土搭板是搭板立面布置的基本形式,它一端支撑在桥台上,另一端简支于枕梁上。搭板既可以水平放置,也可倾斜放置,厚度可均匀,也可渐变。搭板的设计按简支板进行,枕梁按弹性地基梁计算。搭板的长度一般都小于10 m,以5 ~6 m最多,个别情况可达15 m。
2.粗粒及配料填筑。将级配粗粒料用于过渡段的填筑,对于铁路路桥过渡段来说，是一种最常用的减小沉降差的处理方法,路堤与桥台过渡段应采用填筑级配碎石处理,设置采用正梯形。
3.加筋土路基结构。大量的工程表明,使用加筋土路基结构来处理桥台晃车有两大作用:一是能大大地减小桥背路基的沉降,二是能将桥背土路基与桥台交界处的台阶式跳跃沉降变成连续倾斜式沉降。一般认为,只要是连续倾斜式沉降,且总沉降在4 ~5 cm之内,就不会影响刚性路面的正常使用,就能消除跳车现象。
4.桥头路面结构的改进。从结构上寻找原因,并采取必要的措施加以改进,使路面结构体系逐渐过渡就是一种很好的改进方法,使两个对接的不同路面体系在抗垂直变形能力上平滑过渡,结构是连续变化的,其综合模量也是渐变的,采用这种方法,可基本消除结构突变的影响。
5.对于钢梁桥两端由于纵向线路爬行出现的不良方向或碎弯,应采取应力放散或整轨缝办法解决。即不能拨道,也不能改道,应有计划地将木枕更换为八孔混凝土轨枕，提高薄弱处所强度。
6.对于方向,水平、高低、三角坑(三角坑就是两钢轨顶面的相对高低发生交错变化的现象)以及空吊板而引起的垂加晃车,应先把晃车处所的基本轨检查一遍,先看钢轨高低,再用道尺对每根枕木逐个量一遍,再用拉弦线的方法把测得的数据逐个写在轨枕.检查高低时,弦线一般为10 m,中间5 m为1个数据点,个别方向改道有困难时,也可采用改道钉孔的办法来解决。应该先以处理线路高低水平为先,最后整治轨向。检查频繁道尺有误差时,为尽量减小误差,可把道尺放在两股钢轨上,用石笔在钢轨划记号,正反量几次,取数据代数和的平均值。
7.为了增加桥面弹性可在铁垫板下适当垫入5 mm的橡胶垫板,混凝土枕下的橡胶垫板应不小于 10 mm,并保证桥两侧线路平面略高于桥面3 mm ~5 mm,保证列车通过时缩小线桥的沉降量,加强作业后线桥过渡段的捣固质量,防止空吊和暗坑,道作缺少时及时补充。有条件时,桥两侧可更换过渡枕,来提高线路的刚度,枕木间距尽量缩小至不影响正常维修即可,桥两侧宜采用更换桥枕,用加长护轨的方法来提高过渡段的整体性与桥上刚度均衡的办法解决。
