洪水后桥梁安全运营评估分析

2023-05-19刘小帽

运输经理世界 2023年3期

刘小帽

（上海同丰工程咨询有限公司，上海 200444）

0 引言

目前，国内对桥梁结构影响最多的因素以洪灾为主，以呼伦贝尔某桥为例，该桥受到洪水冲击后应急抢修与桥梁检测工作同步进行，在保证安全的情况下，确保道路交通在最短的时间内恢复，最大程度地降低洪水对人民工作生活的影响，为后续洪灾后桥梁结构安全评估提供一个参考。

1 工程概况

2021 年7 月，内蒙古呼伦贝尔莫力达瓦达斡尔族自治旗境内连降暴雨，境内开放式溢洪道永安水库、新发水库相继出现决口、垮坝，致使新发水库下游1.7km 处的G111 国道那吉屯至尼尔基段一级公路发生水毁，形成长达1.3km 的洪峰过水路段，因洪水量大、峰急，公路路面、路基及交通设施受灾损毁严重，交通中断（见图1）。

图1 洪水时桥梁现场实景照

该桥为一座偏东西走向的7 跨先简支后连续预应力混凝土小箱梁桥。桥梁分为左、右两幅，每幅桥梁全长均为148.0m（2 联），跨径组合为3×20.0m+4×20.0m。上部结构每幅每跨均由4 片预应力混凝土小箱梁组成，下部结构桥台采用肋板式，基础采用6 根直径1.20m 嵌岩桩，桩长10m；桥墩采用柱式桥墩，墩身为钢筋混凝土圆形立柱，基础采用钻孔灌注嵌岩桩，1#～3#墩基础采用2 根直径1.40m 钻孔灌注桩，桩长为10.0m；4#墩基础采用2 根直径1.40m 钻孔灌注桩，桩长为11.0m；5#和6#墩基础采用2 根直径1.40m 钻孔灌注桩，桩长为14.0m；该桥建于2016 年，设计荷载等级为公路-I 级。

2 应急抢修监控

为了确保G111 线交通的快速恢复，管养单位对冲毁的桥头引道采取双侧填筑碎石土进行应急抢通，由于时间紧迫，碎石土均为自然填筑未进行分层碾压。现场碎石土一次性填筑高度达12m，桥台前后填土若存在高差则会对桥台结构产生一定的侧向土压力，从而导致结构受力而产生变位。同时，桥台后部大量填土极易形成“盆式沉降”，可能对桥台产生不利影响，为了避免引道的抢通工作对桥梁造成结构性损伤，现场对桥台进行了变位监测（见表1）。

表1 现场监测数据统计分析汇总表

变位监测原理：现场在右幅桥7—3#桥台肋板底部埋设2 个小棱镜测点，在离测点一定距离处架设全站仪进行坐标测量，通过三维坐标数据的变化来间接推断桥台的变位情况。

监测结果表明，目前，桥台结构平面变位和竖向变位均较小，应急抢修未对桥梁结构造成明显的损伤，在后期运营过程中应加强监控[1]。

3 病害检查

缺陷检查主要分为受洪水直接影响而产生的病害和桥梁在日常运营中所产生的病害。

3.1 受洪水直接影响而产生的病害

第一，桥头引道受损严重，平均冲刷深度达12.0m。第二，桥台台身裸露，桥台承台以下桩基冲刷深度达3.0m，占总桩长的30%。第三，桥下河床较原设计河床有明显下降，冲刷深度最高达6.0m（6#桥墩处），1#～6#桥墩基础均产生了不同程度的冲刷，其中以3#～6#桥墩冲刷尤为明显，桩基础最大冲刷深度为5.5m（右幅6—2#立柱处），桩基础冲刷深度占总桩长的39.3%（见图2）。目前，5#、6#桥墩基础部分混凝土剥落，钢筋外露锈蚀，剥落最大深度达35cm，局部形成空洞[2]。

图2 7#桥台肋板台身完全裸露和右幅6—2#桥墩基础冲刷

3.2 桥梁在日常运营中所产生的病害

主要包括横隔板表面竖向裂缝、构件局部混凝土破损锈胀、桥面铺装纵向裂缝等，未发生明显的结构性病害。

3.3 小结

从病害检查结果来看，洪水并未对桥梁上部结构及桥面系造成明显损害，主要对桥梁引道路面及下部结构桩基础造成了明显的损害，应及时进行专项加固维修[3]。

4 下部结构荷载试验

病害检查结果表明，目前，该桥下部受洪灾影响较大，承载能力可能受到削弱，不能满足原设计荷载的安全承载要求，故试验主要针对该桥下部结构进行[4]。

对该桥受损最为严重的7#桥台及6#桥墩进行静压试验。静载试验选取左幅桥7#桥台及右幅桥6#桥墩进行，并各设置1 个水准点，左幅桥7#桥台测点布置在7—1#肋板处，右幅桥6#桥墩测点布置在6—2#立柱处，由此来判断基础的承载能力，采用精密水准仪对其进行沉降测量。静压试验荷载采用4 辆重约400kN 的三轴载重货车作为试验荷载。