摘 要桥头跳车是目前公路建设中急需解决的问题之一。本文利用汽车平顺性评价的理论，建立“车辆人体座椅”振动系统，对台背不同差异沉降对行车舒适性的影响进行分析，并结合相关文献资料的结果，提出台背过渡段沉降的控制标准。在路基与地基之间设置扩大基础，利用有限元分析不同基础模量和基础厚度对应力扩散的影响。本文还对大孔隙混凝土这一材料进行试验分析，提出了台背一定范围内采用大孔隙混凝土填筑，可以解决台背一定范围内的土体不易压实和台背排水等问题。最后本文利用分层总和法对台背地基的工后沉降量进行计算分析。关键词：桥头跳车 差异沉降 行车舒适性 扩大基础 大孔隙混凝土推荐精选ABSTRACTBridgehead bump is one of the urgent problems in the process of highway construction. In this paper, a mechanic model of man-chair-vehicle system with 3 degrees of freedom is built to analyze the effects on automobile ride comfort due to the differential settlement between roadway approach embankments and bridge structures. On the base of some field survey results on abundant literature and the calculating results in this paper, the controlling criterion of the differential settlements on approach embankment has been put forward. In this paper, the enlargement base has been set between subgrade and foundation. The finite element method is employed to analyze the influence of the modules and the thickness of the base material. The hollow concrete has been filled in the interface between abutment and approach embankment. It is successful to solve the problem of poor compaction near the abutment because of restricted access. It is also very useful to drainage of the embankment. At last, the foundation settlements are calculated and analyzed.Keywords：bridgehead bump differential settlement ride comfort enlargement base hollow concrete推荐精选目 录第一章 绪论 （1）1.1问题的提出 （1）1.2国内外的研究概况 （2）1.3本文的主要研究内容 （4）第二章 研究方案和研究方法 （6）2.1研究方案 （6）2.2研究方法 （8）第三章 路桥过渡段沉降控制指标研究 （10）3.1过渡段沉降差异产生的原因分析 （10）3.2汽车平顺性评价基本理论 （12）3.3过渡段沉降差异对行车舒适性的影响 （16）3.4过渡段沉降控制指标的提出 （25）第四章 路桥过渡段沉降控制指标应用 （28）推荐精选4.1工后沉降量计算理论 （28）4.2实测数据反演计算工后沉降量 （32）4.3沉降控制指标的应用 （33）第五章 台背填料基底应力有限元分析 （35）5.1概述 （35）5.2影响路基基础应力扩散作用的因素分析 （37）5.3影响路基基础底面拉应力分布的因素分析 （42）5.4路基结构设计的一般原则 （44）第六章 台背回填区材料试验分析 （46）6.1大孔隙混凝土试验 （46）6.2台背回填区材料试验 （54）第七章 台背地基沉降计算分析 （64）7.1地基应力计算分析 （64）7.2台背地基沉降计算分析 （68）推荐精选第八章 路桥过渡段沉降病害处治措施研究 （71）8.1路桥过渡段沉降病害处治的一般措施 （71）8.2路桥过渡段沉降病害处治措施结构设计研究 （74）第九章 主要结论和进一步研究的建议 （79）9.1结论 （79）9.2进一步研究的建议 （80）参考文献 （81）致谢 第一章 绪论第一节 问题的提出公路是国民经济的重要命脉，由于其特有的优越性和灵活性，发挥着其他运输方式所不可替代的作用。公路建设又是国家最主要的基础产业之一，公路交通事业的迅速发展，为经济的持续发展注入了强大的活力。但是，从已投入使用的高等级公路特别是高速公路来看，存在着不少问题，其中比较常见的道路病害是：路面在台背回填处出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。而且随着高速公路的迅速发展，车辆快速、安全、经济和舒适的要求越来越高，这个问题越来越突出，影响公路使用性能和运输效益的发挥。因此必须解决跳车问题，但如何解决台背回填处的跳车问题，虽已引起公路建设行业的重视，但并未获得满意的解决办法。桥头跳车是由于桥涵结构物和路基刚度的差异，桥涵一定范围内的路基顶面相对桥面整体变形下降，出现了不同高低的错台，通称为台阶。这些台阶的形成因素大概有以下几个方面：构造方面：桥与路的分界处前后一是刚性体，一是柔性体结构，在结构刚度上差异很大。柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大，故在刚柔突变处必然引起震动突变。推荐精选设计方面：路桥分别由不同的工程师按各自的要求进行设计，路桥连接处没有共同的设计控制指标，造成结构不连续。施工工艺：桥台的施工为混凝土浇注或拼装砌筑而成，其构成上较之路基填土均质而密实，整体性好，桥台台背填土尤其是靠近台背一定范围内的压实，实际施工中往往是薄弱环节，大部分是桥台完工后填桥背，作业面小，填筑和碾压受到限制，而且在靠近台背一定范围内存在着碾压不到的死角，因而施工上就给桥头跳车留下了隐患。路堤下天然地基的沉降：地基在路堤荷载作用下都必然会产生竖向沉降变形。由于地基土的土质不同，即使在相同的荷载作用下，所产生的最大沉降量以及沉降达到稳定所需的时间也不同。台背路基填料的压缩变形：台背回填材料一般为渗透性多孔隙材料，施工中不能将填料颗粒间空隙完全消除，加上桥头处一般为高填土路基，通车后，在车辆荷载和自身重力作用下，填料迅速压缩，空隙率降低，在短时间内产生压缩沉降，造成跳车。排水不畅及填土流失：在桥涵与路堤的连接部位，由于存在缝隙，地表水会沿缝隙渗透，对路基填土产生冲刷和浸蚀，造成各种细粒土的流失，随着路面各结构层的破坏，在车辆荷载作用下导致桥头路基沉陷，从而也加剧台阶的形成。桥头跳车的危害主要表现在以下两个方面：降低行车速度，影响路面行驶性能。由于台阶的存在，将导致车辆通过时产生跳动和冲击，从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载，并使司乘人员感到颠簸不适；严重的则使通过的车辆大幅度减速，有的甚至造成行车事故，影响了公路的正常营运，受到公路界的广泛关注。山西省大运公路曲沃县滏河桥因桥头跳车严重，曾多次造成翻车事故，桥两侧栏杆经常被撞毁。影响伸缩缝的使用，加大了养护费用。由于车辆通过桥头时产生的跳动和冲击，加速了桥台、桥头搭板、支座和伸缩缝的损坏，同时也加剧了车辆的机件、轮胎等磨损，降低车辆的使用寿命。公路养护部门每年都要花费相当数量的资金进行维修和养护。桥头跳车不但在我国公路上存在，在国外也是尚待解决的问题。美国大约25%的桥梁受到桥头跳车的影响，全国每年为此花费的修理费用预计高达1亿美元以上。因此桥头跳车已成为高等级公路营运中急待解决的问题，对此进行总结和研究，具有较为普遍的现实意义。第二节 国内外的研究概况为了消除台阶，防止和解决跳车，保持良好的路况，设计部门和施工单位采用了许多行之有效的措施和方法，有关院校和科研单位也立题从不同角度对跳车进行了研究。针对引起桥头跳车的几个主要因素，目前国内外研究者已经有了一些解决桥头跳车的思路。推荐精选从减小地基沉降的角度来看，方法主要有两类，一类是换填法，一类是加固法。换填法就是将地基表面的高压缩性土挖出，然后换填颗粒比较粗的材料，如天然砂砾、开山碎石、工业废渣、半刚性材料或土工织物等。这种换填法只适用于不良土质、土层比较薄（一般不超过3m）的地基。如果软土层较厚，采用这种方法不经济，同时施工也是非常困难的。目前在国内应用较多的有以下几种加固方法：（1）采用深层搅拌法加固桥头软基, 使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基，从而提高桥头软土地基的承载力，减少沉降量（特别是工后沉降量），缩短固结期，提高边坡稳定性。不足之处一是造价较高，二是设计计算方法不成熟，尚待进一步完善，而且影响搅拌桩质量问题的关键因素（粉体的计量问题）目前还未得到很好的解决。另外，搅拌桩的质量检测也缺少全面的规范。（2）采用砂桩加固桥头软基,该法属粒料桩类型，适用于松砂地基、杂填土或软土，对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用，为加速地基固结，减少后期沉降，一般根据实际情况，配合堆载预压或超压施工，使地基强度显著提高，同时改善地基的整体稳定性。其造价在深层搅拌法与堆载预压法之间。（3）采用塑料排水板堆载预压法加固桥头软基,该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低的软弱粘性土。为加速排水