上海同丰工程咨询有限公司 上海 200444
摘要：随着全国交通迅猛发展，桥梁作为其中一个重要部分，也得到了更快的发展。桥梁作为交通系统中一个重要的环节，对桥梁的养护及保护直接关系到桥梁的运营安全。近年来我国多地都曾发生过桥梁运营过程中由于超载车辆或船只撞击，导致桥梁局部坍塌的事故。本文结合本人工作中的实例，探索对桥梁运营过程中发生事故后的检测和处理的方法。
关键词：桥梁；撞击事故；检测和处理方法
1.工程概况
全桥由五跨预应力混凝土简支梁组成，两边跨跨径均为20.0m，中间三跨均为25.0m。横断面内该桥实际由三幅桥组成，中幅桥原为老桥，由4片槽形梁组成，2010年将其更换成3片预制预应力小箱梁，南北两边幅桥为拓宽桥，1994年在中幅桥南侧拓建2片预应力空心板梁作为目前南侧非机动车道和人行道，北侧拓建10片预应力空心板梁作为目前东向西机动车道和北侧非机动车道及人行道，三幅桥上下部结构均相互独立，仅南幅非机动车道桥盖梁与中幅桥盖梁用钢板连接。
2.事故概况
2011年7月5日下午14：15分，大叶公路金汇港桥南边幅非机动车道桥3#桥墩被一艘270吨级（装载重）的货船撞击，导致该单柱式桥墩立柱断裂，南边幅非机动车道桥第3孔和第4孔全部共4片25m空心板梁坠落至主航道中（图1.1），非机动车交通已中断，为确保安全，相关部门对该桥由西向东两根机动车道予以暂时封闭。为了解本次事故对西向东机动车道桥上下部结构产生的影响，我公司受邀对该桥可能受到影响的主要构件进行紧急检查，其目的主要是判断西向东机动车道桥目前是否可以开放交通，以及汽车吊能否在桥上吊起坠落的空心板梁以便及时清理航道。
3.桥梁检查结果
3.1南边幅桥2#桥墩立柱向西倾斜2.6°（见图3.1），且该立柱根部（与围套连接处）有一条环向裂缝，裂缝最大宽度0.35mm，立柱底东侧面有数条半环向裂缝，裂缝最大宽度为0.08mm，包箍围套东南面也有数条水平裂缝，裂缝最大宽度0.06mm。
3.2在将倾斜的南幅桥第3孔梁吊离后，发现3#桥墩基础承台已向东南向转动45°。
3.3南幅桥4#桥墩立柱向西倾斜0.46°，同时向南倾斜0.58°，立柱东北侧面发现数条半环向裂缝，裂缝最大宽度为0.20mm，立柱根部（与承台连接面）没有发现有明显裂缝，但与承台结合面处立柱东侧面混凝土半环向剥落。上述裂缝均是本次撞击事故所产生的受力裂缝。实测其盖梁顶部与相邻机动车道桥盖梁的相对变位为：纵向往西2.5cm，横向向南2.0cm，表明该桥墩顶已发生明显的变位。
3.4受坠落的南边幅第3跨2片空心板梁倾斜影响，对中幅桥第3跨、第4跨进行了全跨检查，主要发现：①中幅桥第3跨、第4跨小箱梁底板及斜腹板均未发现横向正弯矩裂缝和斜向剪切裂缝，小箱梁间横隔板也未发现裂缝。②仅在小箱梁间现浇湿接段底面发现多条横向收缩裂缝，裂缝均未见渗水痕迹，最大裂缝宽度0.32mm，该类裂缝主要是由于湿接段为后浇混凝土，其收缩时受小箱梁翼板约束作用而开裂，与本次船只撞击没有关系。③检查还发现中幅桥桥面铺装有多条不连续纵向、横向裂缝，裂缝分布没有规律，为此在第3跨小箱梁间湿接段区域桥面纵向裂缝最宽处凿开桥面铺装层至箱梁顶板，未发现箱梁顶湿接段区域有纵向裂缝，表明小箱梁间横向整体性较好，没有出现单梁受力的不利状况。桥面铺装存在的纵、横向裂缝系桥面浇筑后不久就已发生的收缩裂缝，与本次船只撞击没有关系。综合上部结构检查结果，可以判断本次船只撞击对机动车道小箱梁未造成损伤，未对该桥上部结构的承载能力造成影响。
3.5对中幅桥2#、3#和4#桥墩立柱和3#、4#桥墩盖梁进行了外观检查发现：①中幅桥3#桥墩盖梁南端挡块水平向开裂，盖梁南端底局部混凝土破损，这是由于南边幅桥3#桥墩立柱被撞后，导致该盖梁北端与中幅桥3#桥墩盖梁南端紧贴，中幅桥3#桥墩盖梁受瞬间水平力和竖向摩擦力共同作用影响，导致中幅桥桥墩盖梁南端挡块水平开裂，在南幅桥3#桥墩盖梁掉落过程中，刮擦中幅桥3#桥墩盖梁南端表面，导致该盖梁南端底局部混凝土破损。②对中幅桥2#、3#、4#桥墩立柱和4#桥墩盖梁进行了全面检查，未发现裂缝，3#桥墩盖梁除上述挡块有水平裂缝外，也未发现其它裂缝。综上所述，本次撞击事故未对中幅桥下部结构的整体性造成损伤，目前中幅桥下部结构承载能力不受影响。
3.6对中幅桥3#和4#桥墩上的支座进行了详细检查，发现小箱梁橡胶支座多数不在梁支点中心处，有的偏向梁端，有的偏向跨中，但没有发现支座与梁底间有明显移位的痕迹，据此可以判断，支座偏位是施工造成的，所有橡胶支座没有发现剪切变形、开裂，也未发现有支座脱空。
4.桥梁监测方案及结果
在南边幅桥3#桥墩被撞断后，导致第4跨2片空心板梁整体坠落，第3跨2片空心板梁西端坠落后搁置船上，东端仍搁置在2#桥墩上，故目前第3跨2片梁呈倾斜状，检查发现，受第3跨和第4跨梁坠落影响，2#和4#桥墩立柱均向西倾斜并开裂，为掌握2#、4#桥墩以及呈倾斜状的第3跨梁的动态，在南幅桥2#和4#桥墩顶、中幅桥3#桥墩顶、呈倾斜状的第3跨梁两端各设置一棱镜（见图4.1），用徕卡TS-30全自动全站仪进行定时观测，通过桥墩及主梁位移来判定是否存在落梁危险。
各棱镜位移测点于7月6日晨安装完毕，监测时间从7月6日5：00开始，截止到7月6日14：35。从监测结果可以看出南幅桥2#墩墩顶、4#墩墩顶、中幅桥3#墩墩顶均没有发生明显的位移变化，而南幅桥第三跨坠落梁西端随着落潮和梁体自重的双重影响有明显的下沉，这表明该坠落梁有落梁的危险。
5.主梁吊装处理方法
根据监测结果，主梁存在落梁危险，应及时进行吊装，排除安全隐患。吊装机械和构件运输车辆停放于中幅小箱梁桥面跨中附近，吊车从侧面吊起垮塌及坠落水中的空心板梁。但由于坠落的两片主梁目前还连在一起，若两片主梁一起吊装，则吊装总重量将达到112.1t，且长度达25m，吊起有很大困难，因此采用单片梁单独起吊，起吊重量按最轻的内边梁48.9t计算。外边梁含栏杆重量为63.2t，已超出单机吊装能力。用两台吊车进行吊装计算，主梁极限承载能力及正常使用极限状态均能够满足吊装要求。因此，采用两台吊车吊装坠落主梁是可行的，具体吊梁位置布设（见图5.1）。
6.桥梁病害处理建议
6.1检查结果表明，中幅桥第3、4两跨小箱梁以及2#、3#和4#桥墩均没有发现由于本次事故而产生的结构性裂缝。通过检算结果表明，中幅桥第3、4跨25m小箱梁目前承载能力能够满足原设计公路-Ⅱ级荷载的安全承载要求，其正常使用极限状态下的应力和挠度也满足规范要求，故目前该桥由西向东暂时封闭的机动车道可重新开放，建议在开放交通前在第3、4跨南侧设置硬隔离栏，防止机动车冲出桥外坠入河道。
6.2南幅桥坠入河道中的4片梁应予以报废，南幅桥第1、2、5跨预应力空心板梁本次紧急检查没有发现影响承载能力的病害，可以继续使用。
6.3南幅桥2#桥墩向西倾斜2.6，且墩立柱根部（与加固围套连接处）有环向裂缝，立柱东侧面也有数条半环向裂缝，建议将该墩立柱予以重筑，其基础应可继续使用。
6.4南幅桥4#桥墩受本次事故影响向西倾斜0.46º，向南倾斜0.58º，在立柱东北侧发现数条半环向裂缝，裂缝最大宽度为0.2mm，立柱根部（与承台连接处）没有发现裂缝，由于盖梁顶部已产生明显变位，必须对该桥墩立柱用钢筋混凝土围套自上向下予以包箍后方可留用，或将该墩立柱予以重筑。
6.5南幅桥3#桥墩基础承台已转动移位，该墩基础应予以重建。
6.6坠落的一片25m空心板梁重为48.9t，两片25m梁（含栏杆）重112.1t，计算表明，用一台汽车吊在中幅桥上不允许吊起一片梁，但可用2台各150t的汽车吊同时吊起一片梁。
7.结语
本次通过该桥梁事故后的检测及处理方法的总结，为类似桥梁事故提供参考：
7.1对桥梁进行全面检查，找到桥梁撞击点。
7.2通过对全桥上、下部结构检查，查明因船只撞击所产生的病害。
7.3通过被撞桥墩倾斜角度测量及裂缝检查，判断桥墩的技术状况。
7.4对被撞桥墩相邻桥垮的上、下部结构进行检查是否存在因船只撞击所产生的病害，判断其余板梁是否存在坠落隐患。
7.5对未完全坠落的主梁及相邻桥墩进行监测，判断主梁是否存在完全坠落的危险。
7.6根据计算，提出对坠落主梁的吊装方案。
参考文献
[1]姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社,2009.
[2]陕西省公路局.公路桥涵养护规范JTG H11-2004[M].北京： 中华人民共和国交通部，2004
[3]交通部公路科学研究院.公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/T J21-2011. 北京： 中华人民共和国交通部,2011
[4]奉贤区大叶公路金汇港桥桥修工程竣工图. 2010
论文作者:闫桦
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/29
标签：桥墩论文; 裂缝论文; 立柱论文; 桥梁论文; 发现论文; 机动车道论文; 支座论文; 《基层建设》2017年第15期论文;