四川公路橋梁震后搶通、保通及恢復技術

交通基礎設施抗震減災技術研討會交流材料PAGEPAGE4四川公路橋梁震后搶通、保通及恢復技術汶川地震造成了公路橋梁的巨大破壞，僅四川省境內國省干線公路上的受損橋梁就達千余座。橋梁的主要震害類型可歸納為：垮塌、落梁、梁體移位、梁體開裂、橋墩開裂、橋墩壓潰或剪斷、崩塌落石砸毀橋梁等。面對急迫的搶險救災和恢復重建，打通生命線通道是首先需要解決的關鍵問題；而橋梁作為生命線通道中的控制性節(jié)點，其安全與否，至關重要。在搶通、保通和災后恢復重建等三個階段中，面對的情況和要求是完全不同的，采取的技術措施也不一樣?，F(xiàn)將汶川地震抗震救災期間的橋梁處治技術加以總結，對與常規(guī)橋梁加固技術不同之處予以闡述。1．震后搶通階段本階段的首要目標是“通”，可以限載限寬通行；特點是“快”，因此提出的加固措施必須以最簡單的方式、最快捷的方法，并能在最短的時間內完成。該階段所承擔的安全風險最大，必須分段逐點設置交通管制。地震發(fā)生后，要讓搶險救援人員和救災車輛第一時間能趕到現(xiàn)場，必須確保生命線通道的通行。本階段必須派出有經(jīng)驗的橋梁工程師開展現(xiàn)場調查，依據(jù)本身經(jīng)驗，了解橋梁的損壞情況，正確評估橋梁的損毀程度，及時判斷橋梁能否通行、限載通行，及時提出搶通措施和加固方案。該階段一般不動用檢測儀器和設備，也沒有大型裝備，以目測和簡單的丈量為主。針對損毀和嚴重損傷的橋梁，搶通技術可歸納為如下幾類：1.1便道繞避橋梁完全垮塌，或嚴重損毀，短時間內無法加固，當有條件能在橋側另辟便道時，一般采用此法。該通道一般還要滿足后期的保通和災后恢復重建階段的通行。如國道213線百花大橋第五聯(lián)5×20m連續(xù)梁完全傾覆倒塌，其余多個橋墩被壓潰傾斜，梁體嚴重移位，該橋已完全喪失利用價值，只能在橋側修搶險便道，供搶險救災車輛和人員通行（圖1）。圖1百花大橋側的臨時搶險通道1.2設置槽渡跨越水庫的橋梁被震毀，或崩塌山體堵塞河道形成堰塞湖、淹沒公路，一般臨時設置槽渡，供搶險人員和車輛通行。如國道213線映秀至汶川段的老虎嘴堰塞湖淹沒公路，在兩岸選擇合理位置，臨時開辟簡易碼頭，采用槽渡運送救援人員和車輛（圖2）。圖2老虎嘴堰塞湖槽渡1.3搭設便橋一般跨越河流或溝谷的橋梁被震毀，而必須利用橋梁來保證生命線通道的通行，只能在原橋附近修建便橋。最快捷、最可靠、最靈活的是采用公路戰(zhàn)備鋼橋，可根據(jù)跨度和載重標準需求，靈活搭配組合；另外還有成套成熟的安裝工藝及相應的配件，但其跨越能力一般控制在60m以內。橋臺及基礎形式必須因地制宜、靈活處理，初期一般不用大量混凝土。可以用型鋼籠，內填片塊石作橋臺來支撐梁體，但防沖刷問題是必須考慮的，根據(jù)季節(jié)情況，分步采取措施。如映秀至汶川公路上的徹底關大橋被巨石砸斷后，在該橋下游200米修建60米跨度的整體復位過程示意圖頂升用的扁千斤頂鋼制反力架千斤頂頂升梁體千斤頂施加復位反力圖5廟子坪大橋整體復位3.2橋墩置換震后上部梁體損傷較小，完全可以利用；而下部橋墩和基礎受損較嚴重，無法復原或難于加固時，可采用置換橋墩的方式。如都江堰至映秀高速公路新房子大橋連續(xù)梁部分震后梁體移位60厘米，地基變形，橋墩嚴重傾斜，無法矯正，對嚴重損傷的四個橋墩予以置換，即增設樁基、臨時支墩支撐梁體，破除原橋墩，重新施工新橋墩，再進行梁體復位（圖6）。震后橋墩傾斜，地面拉裂橋墩置換施工恢復后的新房子橋連續(xù)梁部分圖6新房子大橋橋墩置換3.3鋼套加固橋墩橋墩嚴重開裂、壓潰或剪壞，而基礎基本無損傷，圓形墩可采用外包鋼管，再內灌混凝土予以加固；大尺寸、深水方形墩可采用下沉鋼套箱，內灌混凝土予以加固。震后墩身發(fā)生剪切破壞外套鋼管加固圖7K26+773大橋墩身加固映秀至汶川公路K26+773大橋的斜剪破壞，該墩用外套鋼管，內填混凝土加固（圖7）。都江堰至映秀高速公路的廟子坪岷江大橋5號主墩通過蛙人水下攝像檢測發(fā)現(xiàn)，在水下約50米和60米處出現(xiàn)兩道環(huán)向裂縫。經(jīng)檢算評估，開裂處的主筋未達到屈服狀態(tài)，通過適當補強，主墩承載能力完全能滿足要求。多方案比較后，最終確定在墩柱出現(xiàn)裂縫節(jié)段采取雙壁鋼箱+內澆砼的“穿靴”加固方案進行裂縫封閉與局部加強，并增加墩底節(jié)段的延性（圖8）。浮箱上拼裝鋼箱，起吊下沉主墩加固過程示意圖修復加固后的廟子坪岷江大橋圖8廟子坪大橋墩身加固具體實施步驟如下：1）在岸上分節(jié)段分塊制作雙壁鋼箱；2）利用水上平臺，逐段拼接施焊形成完整的雙壁鋼箱；3）采用高壓射水，清除墩壁青苔，并鑿毛墩壁以利新老混凝土結合；4）利用橋上的龍門吊機下放重達400噸的雙壁鋼箱至水下60米的承臺上，箱底用橡膠密封；5）向鋼箱與橋墩之間的空間灌注水下不分散混凝土。3.4減隔震技術矮墩橋梁應采用隔震技術，減弱地震對橋梁的作用，恢復重建中部分橋梁采用了鉛芯隔震支座。高墩長橋應重視防落梁和限位技術，如設置阻尼器，增設防落梁措施等。3.5增加橋墩塑性鉸區(qū)域的延性謹防橋墩在地震作用下發(fā)生脆性破壞，在墩身外側增加鋼套能有效改善橋墩的延性；另外橋墩塑性鉸區(qū)域外纏纖維，也能有效改善橋墩的延性（圖9）。在條件許可時，應對一些高烈度區(qū)的老橋橋墩進行延性補強。橋墩底部包裹鋼管，上部包裹碳纖維4．結語橋梁震害的修復加固技術除使用了一般舊橋加固技術外，還有許多新技術，基于震害損傷評估，必須因地制宜，方式多樣。在不同的階段，由于目標不同，采取處治方式也不同。震后道路首先要“通”，再逐步采取加固措施，使橋梁使用性能滿足要求，安全風險在可控狀態(tài)。在橋梁的搶通、保通和恢復重建階段中，遇到