四川公路桥梁震后抢通、保通及恢复技术

交通基础设施抗震减灾技术研讨会交流材料PAGEPAGE4四川公路桥梁震后抢通、保通及恢复技术汶川地震造成了公路桥梁的巨大破坏，仅四川省境内国省干线公路上的受损桥梁就达千余座。桥梁的主要震害类型可归纳为：垮塌、落梁、梁体移位、梁体开裂、桥墩开裂、桥墩压溃或剪断、崩塌落石砸毁桥梁等。面对急迫的抢险救灾和恢复重建，打通生命线通道是首先需要解决的关键问题；而桥梁作为生命线通道中的控制性节点，其安全与否，至关重要。在抢通、保通和灾后恢复重建等三个阶段中，面对的情况和要求是完全不同的，采取的技术措施也不一样。现将汶川地震抗震救灾期间的桥梁处治技术加以总结，对与常规桥梁加固技术不同之处予以阐述。1．震后抢通阶段本阶段的首要目标是“通”，可以限载限宽通行；特点是“快”，因此提出的加固措施必须以最简单的方式、最快捷的方法，并能在最短的时间内完成。该阶段所承担的安全风险最大，必须分段逐点设置交通管制。地震发生后，要让抢险救援人员和救灾车辆第一时间能赶到现场，必须确保生命线通道的通行。本阶段必须派出有经验的桥梁工程师开展现场调查，依据本身经验，了解桥梁的损坏情况，正确评估桥梁的损毁程度，及时判断桥梁能否通行、限载通行，及时提出抢通措施和加固方案。该阶段一般不动用检测仪器和设备，也没有大型装备，以目测和简单的丈量为主。针对损毁和严重损伤的桥梁，抢通技术可归纳为如下几类：1.1便道绕避桥梁完全垮塌，或严重损毁，短时间内无法加固，当有条件能在桥侧另辟便道时，一般采用此法。该通道一般还要满足后期的保通和灾后恢复重建阶段的通行。如国道213线百花大桥第五联5×20m连续梁完全倾覆倒塌，其余多个桥墩被压溃倾斜，梁体严重移位，该桥已完全丧失利用价值，只能在桥侧修抢险便道，供抢险救灾车辆和人员通行（图1）。图1百花大桥侧的临时抢险通道1.2设置槽渡跨越水库的桥梁被震毁，或崩塌山体堵塞河道形成堰塞湖、淹没公路，一般临时设置槽渡，供抢险人员和车辆通行。如国道213线映秀至汶川段的老虎嘴堰塞湖淹没公路，在两岸选择合理位置，临时开辟简易码头，采用槽渡运送救援人员和车辆（图2）。图2老虎嘴堰塞湖槽渡1.3搭设便桥一般跨越河流或沟谷的桥梁被震毁，而必须利用桥梁来保证生命线通道的通行，只能在原桥附近修建便桥。最快捷、最可靠、最灵活的是采用公路战备钢桥，可根据跨度和载重标准需求，灵活搭配组合；另外还有成套成熟的安装工艺及相应的配件，但其跨越能力一般控制在60m以内。桥台及基础形式必须因地制宜、灵活处理，初期一般不用大量混凝土。可以用型钢笼，内填片块石作桥台来支撑梁体，但防冲刷问题是必须考虑的，根据季节情况，分步采取措施。如映秀至汶川公路上的彻底关大桥被巨石砸断后，在该桥下游200米修建60米跨度的整体复位过程示意图顶升用的扁千斤顶钢制反力架千斤顶顶升梁体千斤顶施加复位反力图5庙子坪大桥整体复位3.2桥墩置换震后上部梁体损伤较小，完全可以利用；而下部桥墩和基础受损较严重，无法复原或难于加固时，可采用置换桥墩的方式。如都江堰至映秀高速公路新房子大桥连续梁部分震后梁体移位60厘米，地基变形，桥墩严重倾斜，无法矫正，对严重损伤的四个桥墩予以置换，即增设桩基、临时支墩支撑梁体，破除原桥墩，重新施工新桥墩，再进行梁体复位（图6）。震后桥墩倾斜，地面拉裂桥墩置换施工恢复后的新房子桥连续梁部分图6新房子大桥桥墩置换3.3钢套加固桥墩桥墩严重开裂、压溃或剪坏，而基础基本无损伤，圆形墩可采用外包钢管，再内灌混凝土予以加固；大尺寸、深水方形墩可采用下沉钢套箱，内灌混凝土予以加固。震后墩身发生剪切破坏外套钢管加固图7K26+773大桥墩身加固映秀至汶川公路K26+773大桥的斜剪破坏，该墩用外套钢管，内填混凝土加固（图7）。都江堰至映秀高速公路的庙子坪岷江大桥5号主墩通过蛙人水下摄像检测发现，在水下约50米和60米处出现两道环向裂缝。经检算评估，开裂处的主筋未达到屈服状态，通过适当补强，主墩承载能力完全能满足要求。多方案比较后，最终确定在墩柱出现裂缝节段采取双壁钢箱+内浇砼的“穿靴”加固方案进行裂缝封闭与局部加强，并增加墩底节段的延性（图8）。浮箱上拼装钢箱，起吊下沉主墩加固过程示意图修复加固后的庙子坪岷江大桥图8庙子坪大桥墩身加固具体实施步骤如下：1）在岸上分节段分块制作双壁钢箱；2）利用水上平台，逐段拼接施焊形成完整的双壁钢箱；3）采用高压射水，清除墩壁青苔，并凿毛墩壁以利新老混凝土结合；4）利用桥上的龙门吊机下放重达400吨的双壁钢箱至水下60米的承台上，箱底用橡胶密封；5）向钢箱与桥墩之间的空间灌注水下不分散混凝土。3.4减隔震技术矮墩桥梁应采用隔震技术，减弱地震对桥梁的作用，恢复重建中部分桥梁采用了铅芯隔震支座。高墩长桥应重视防落梁和限位技术，如设置阻尼器，增设防落梁措施等。3.5增加桥墩塑性铰区域的延性谨防桥墩在地震作用下发生脆性破坏，在墩身外侧增加钢套能有效改善桥墩的延性；另外桥墩塑性铰区域外缠纤维，也能有效改善桥墩的延性（图9）。在条件许可时，应对一些高烈度区的老桥桥墩进行延性补强。桥墩底部包裹钢管，上部包裹碳纤维4．结语桥梁震害的修复加固技术除使用了一般旧桥加固技术外，还有许多新技术，基于震害损伤评估，必须因地制宜，方式多样。在不同的阶段，由于目标不同，采取处治方式也不同。震后道路首先要“通”，再逐步采取加固措施，使桥梁使用性能满足要求，安全风险在可控状态。在桥梁的抢通、保通和恢复重建阶段中，遇到