地震對山區(qū)橋梁的危害及其對策分析

江潤

摘 要：隨著我國東西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，交通網(wǎng)的建設(shè)隨之覆蓋絕大部分山地區(qū)域，而橋梁作為交通網(wǎng)上的重要節(jié)點(diǎn)，其重要程度也隨著交通的發(fā)展而更加顯著。本文就以地震災(zāi)害背景下，對山區(qū)橋梁的搶修技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：山區(qū)橋梁;地震災(zāi)害;橋修技術(shù)

1 地震所導(dǎo)致的梁體移位的危害機(jī)理及搶修重點(diǎn)

地震對簡支梁橋造成的危害主要表現(xiàn)為梁體移位，包括縱向移位、橫向移位和平面轉(zhuǎn)動，且移位多發(fā)生在伸縮縫位置。當(dāng)梁體移位過大超過了支撐范圍時(shí)，還有可能造成落梁。對于山區(qū)橋梁，地理環(huán)境復(fù)雜，若梁體發(fā)生移位卻不迅速處理，則可能導(dǎo)致落梁。落梁后臨時(shí)搭建鋼梁或新建橋梁均相當(dāng)不易。因此，對發(fā)生梁體移位的橋梁采取加固措施和復(fù)位處理，防止橋梁上部結(jié)構(gòu)落梁是很有必要的。對于梁（板）橋，應(yīng)采用縱、橫向約束裝置限制梁的位移，例如采用拉桿、鋼筋混凝土擋塊、錨桿等。梁與墩帽可采用錨栓連接，T梁在端橫隔板之間可采用螺栓連接。擋塊和錨桿要滿足產(chǎn)生預(yù)計(jì)地震力時(shí)的抗剪要求。對于曲梁橋，應(yīng)采用上、下部結(jié)構(gòu)之間用錨栓連接的方式。在梁與梁之間和梁與橋臺胸墻之間設(shè)置彈性墊塊，以緩和地震的沖擊力。

2 地震所導(dǎo)致的擋塊破壞的危害機(jī)理及搶修重點(diǎn)

擋塊作為我國采用最多的防止橋梁落梁的構(gòu)造措施，在防止橫向落梁以及主梁位移等方面起到了積極作用，在梁式橋的運(yùn)用中普遍采用混凝土橫向擋塊。地震作用下梁體撞擊擋塊，導(dǎo)致?lián)鯄K破壞。雖然擋塊毀壞眾多，但體現(xiàn)了犧牲次要構(gòu)件保證主體結(jié)構(gòu)安全的抗震設(shè)計(jì)原則。這與梁體移位后進(jìn)行復(fù)位或落梁后進(jìn)行重新搭建相比，無疑是經(jīng)濟(jì)的。但過大的擋塊會導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)過大的剛度，對橋梁整體抗震不利，因此在搶修過程中應(yīng)選擇合理的擋塊尺寸及配筋。

3 地震所導(dǎo)致落梁的危害機(jī)理及搶修重點(diǎn)

地震時(shí)造成落梁的危害機(jī)理復(fù)雜多樣，影響較輕的是當(dāng)梁體移位過大超過了支撐范圍時(shí)造成的落梁。這種情況下橋梁的下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)所受到的損壞程度較輕，可在此基礎(chǔ)上將主梁直接進(jìn)行替換，或者可利用321戰(zhàn)備鋼橋?qū)ζ溥M(jìn)行修補(bǔ)。321戰(zhàn)備鋼橋是在原英制貝雷梁橋的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情和實(shí)際情況研制而成的快速組裝橋梁。從1965年定型生產(chǎn)以來，經(jīng)多年使用的實(shí)踐證明，這種橋梁在過去的較長時(shí)間里，在所有用人力架設(shè)的裝配式公路鋼橋中，是一種較為完善的、作為應(yīng)急交通保障的鋼橋，被公認(rèn)為同類橋梁中適應(yīng)性最廣的鋼質(zhì)組合結(jié)構(gòu)橋梁，并在橋梁搶修以及道路保通中廣泛應(yīng)用。

4 地震所導(dǎo)致墩臺受損的危害機(jī)理及搶修重點(diǎn)

通常來講，橋梁上部結(jié)構(gòu)相對于橋墩的橫向抗彎剛度更大，造成橋梁具有明顯上剛下柔的特點(diǎn)。強(qiáng)震作用下上部結(jié)構(gòu)與墩臺之間發(fā)生相對錯(cuò)動，進(jìn)而造成橋墩破壞。其震害主要表現(xiàn)為：混凝土剝落露筋，墩身開裂、壓潰，橫系梁剪切破壞、蓋梁開裂等，此外，地基失效、基礎(chǔ)不均勻沉降也會引起橋墩傾斜、滑移、下沉等。橋臺是橋梁兩側(cè)岸邊的支撐部分，通常建在岸邊原域填土之上。在強(qiáng)震作用下，梁體與橋臺發(fā)生碰撞容易造成胸墻、翼墻、側(cè)墻的開裂，同時(shí)地基的失效也會引起橋臺傾斜、下沉，甚至傾倒、坍塌。橋臺主要有樁柱式和重力式兩種其震害現(xiàn)象主要為：樁柱式橋臺的樁柱傾斜、開裂、折斷;重力式橋臺的胸墻、翼墻及側(cè)墻開裂，臺體移位、下沉等。

由于下部結(jié)構(gòu)的維修遠(yuǎn)比上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是在橋墩損壞的情況下想要更換橋墩幾乎是不現(xiàn)實(shí)的，因此對于墩臺結(jié)構(gòu)受到損壞的橋梁應(yīng)視情況判斷是否還對既有橋梁進(jìn)行修復(fù)加固處理。針對橋臺，特別是單跨簡支梁的橋臺，由于其兩邊支撐部分通常建在岸邊原域填土之上，如果其基礎(chǔ)受損，其修復(fù)難度也極大，因此也應(yīng)考慮是否對既有橋梁的橋臺進(jìn)行處理。山區(qū)橋梁搶修任務(wù)中，往往面臨時(shí)間緊、任務(wù)重、施工條件艱難的客觀問題，在針對因基礎(chǔ)失效而出現(xiàn)的墩臺問題時(shí)，多數(shù)情況都可考慮放棄對既有橋梁的修復(fù)而采取選擇其他合適的地形位置搭建臨時(shí)橋梁或者搭設(shè)臨時(shí)橋臺的方案。

5 地基及基礎(chǔ)震害

歷次震害表明，地基失效和砂土液化會使得地基承載力不足、穩(wěn)定性極差，幾乎都會直接引起基礎(chǔ)破壞，進(jìn)一步導(dǎo)致墩臺傾斜、滑移、斷裂、失穩(wěn)，甚至引發(fā)落梁或垮塌。

對于基礎(chǔ)失效的橋梁，有隨時(shí)可能毀壞的危險(xiǎn)，因此在對既有橋梁進(jìn)行利用之前，首先應(yīng)對基礎(chǔ)部分進(jìn)行全面細(xì)致的安全分析，并對其進(jìn)行加固處理，確保后期工程的安全。但對基礎(chǔ)的加固工程普遍加大、難度較高，在搶險(xiǎn)救災(zāi)過程中通常不支持采用。

6 結(jié)語

我國是一個(gè)地震災(zāi)害頻發(fā)且交通網(wǎng)絡(luò)覆蓋面巨大的國家，山區(qū)橋梁搶修工程在各種災(zāi)害事件中都有著舉足輕重的意義。本文，選取就地震背景下圍繞山區(qū)橋梁的搶修技術(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合山區(qū)橋梁的特點(diǎn)研究其搶修過程中的技術(shù)挑戰(zhàn)以及對策分析，希望能夠?yàn)榻煌☉?yīng)急以及搶險(xiǎn)救援領(lǐng)域的相關(guān)人員和管理決策者提供一定的基礎(chǔ)認(rèn)識和有益的參考，從而提高在應(yīng)急領(lǐng)域內(nèi)的能力和水平，為在今后順利開展搶險(xiǎn)救援等重大任務(wù)打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]李豹. 山地災(zāi)害對重大橋梁結(jié)構(gòu)安全的影響分析及對策研究.西南交通大學(xué)碩士論文，2018，26-31.

[2]宋恒揚(yáng).汶川大地震橋梁震害對山區(qū)既有簡支梁橋抗震加固的啟示.人民交通出版社，2002，6.

[3]吳洪朗.都汶路徹底關(guān)321鋼橋搶險(xiǎn)施工技術(shù).人民交通出版社，2002，6.