四川公路橋梁震后搶通、保通及恢復(fù)技術(shù)

交通基礎(chǔ)設(shè)施抗震減災(zāi)技術(shù)研討會(huì)交流材料PAGEPAGE4四川公路橋梁震后搶通、保通及恢復(fù)技術(shù)汶川地震造成了公路橋梁的巨大破壞，僅四川省境內(nèi)國(guó)省干線公路上的受損橋梁就達(dá)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(duì)急迫的搶險(xiǎn)救災(zāi)和恢復(fù)重建，打通生命線通道是首先需要解決的關(guān)鍵問題；而橋梁作為生命線通道中的控制性節(jié)點(diǎn)，其安全與否，至關(guān)重要。在搶通、保通和災(zāi)后恢復(fù)重建等三個(gè)階段中，面對(duì)的情況和要求是完全不同的，采取的技術(shù)措施也不一樣?，F(xiàn)將汶川地震抗震救災(zāi)期間的橋梁處治技術(shù)加以總結(jié)，對(duì)與常規(guī)橋梁加固技術(shù)不同之處予以闡述。1．震后搶通階段本階段的首要目標(biāo)是“通”，可以限載限寬通行；特點(diǎn)是“快”，因此提出的加固措施必須以最簡(jiǎn)單的方式、最快捷的方法，并能在最短的時(shí)間內(nèi)完成。該階段所承擔(dān)的安全風(fēng)險(xiǎn)最大，必須分段逐點(diǎn)設(shè)置交通管制。地震發(fā)生后，要讓搶險(xiǎn)救援人員和救災(zāi)車輛第一時(shí)間能趕到現(xiàn)場(chǎng)，必須確保生命線通道的通行。本階段必須派出有經(jīng)驗(yàn)的橋梁工程師開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，依據(jù)本身經(jīng)驗(yàn)，了解橋梁的損壞情況，正確評(píng)估橋梁的損毀程度，及時(shí)判斷橋梁能否通行、限載通行，及時(shí)提出搶通措施和加固方案。該階段一般不動(dòng)用檢測(cè)儀器和設(shè)備，也沒有大型裝備，以目測(cè)和簡(jiǎn)單的丈量為主。針對(duì)損毀和嚴(yán)重?fù)p傷的橋梁，搶通技術(shù)可歸納為如下幾類：1.1便道繞避橋梁完全垮塌，或嚴(yán)重?fù)p毀，短時(shí)間內(nèi)無法加固，當(dāng)有條件能在橋側(cè)另辟便道時(shí)，一般采用此法。該通道一般還要滿足后期的保通和災(zāi)后恢復(fù)重建階段的通行。如國(guó)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(gè)橋墩被壓潰傾斜，梁體嚴(yán)重移位，該橋已完全喪失利用價(jià)值，只能在橋側(cè)修搶險(xiǎn)便道，供搶險(xiǎn)救災(zāi)車輛和人員通行（圖1）。圖1百花大橋側(cè)的臨時(shí)搶險(xiǎn)通道1.2設(shè)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(shí)設(shè)置槽渡，供搶險(xiǎn)人員和車輛通行。如國(guó)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(shí)開辟簡(jiǎn)易碼頭，采用槽渡運(yùn)送救援人員和車輛（圖2）。圖2老虎嘴堰塞湖槽渡1.3搭設(shè)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(biāo)準(zhǔn)需求，靈活搭配組合；另外還有成套成熟的安裝工藝及相應(yīng)的配件，但其跨越能力一般控制在60m以內(nèi)。橋臺(tái)及基礎(chǔ)形式必須因地制宜、靈活處理，初期一般不用大量混凝土?？梢杂眯弯摶\，內(nèi)填片塊石作橋臺(tái)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(guān)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(fù)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(fù)位反力圖5廟子坪大橋整體復(fù)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(chǔ)受損較嚴(yán)重，無法復(fù)原或難于加固時(shí)，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(yán)重傾斜，無法矯正，對(duì)嚴(yán)重?fù)p傷的四個(gè)橋墩予以置換，即增設(shè)樁基、臨時(shí)支墩支撐梁體，破除原橋墩，重新施工新橋墩，再進(jìn)行梁體復(fù)位（圖6）。震后橋墩傾斜，地面拉裂橋墩置換施工恢復(fù)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(yán)重開裂、壓潰或剪壞，而基礎(chǔ)基本無損傷，圓形墩可采用外包鋼管，再內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(hào)主墩通過蛙人水下攝像檢測(cè)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(píng)估，開裂處的主筋未達(dá)到屈服狀態(tài)，通過適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)，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(nèi)澆砼的“穿靴”加固方案進(jìn)行裂縫封閉與局部加強(qiáng)，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(fù)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(shí)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(tái)，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(jié)合；4）利用橋上的龍門吊機(jī)下放重達(dá)400噸的雙壁鋼箱至水下60米的承臺(tái)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(shù)矮墩橋梁應(yīng)采用隔震技術(shù)，減弱地震對(duì)橋梁的作用，恢復(fù)重建中部分橋梁采用了鉛芯隔震支座。高墩長(zhǎng)橋應(yīng)重視防落梁和限位技術(shù)，如設(shè)置阻尼器，增設(shè)防落梁措施等。3.5增加橋墩塑性鉸區(qū)域的延性謹(jǐn)防橋墩在地震作用下發(fā)生脆性破壞，在墩身外側(cè)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(shí)，應(yīng)對(duì)一些高烈度區(qū)的老橋橋墩進(jìn)行延性補(bǔ)強(qiáng)。橋墩底部包裹鋼管，上部包裹碳纖維4．結(jié)語橋梁震害的修復(fù)加固技術(shù)除使用了一般舊橋加固技術(shù)外，還有許多新技術(shù)，基于震害損傷評(píng)估，必須因地制宜，方式多樣。在不同的階段，由于目標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)在可控狀態(tài)。在橋梁的搶通、保通和恢復(fù)重建階段中，遇到