5 桥梁灾害防治与抢修
5 桥梁灾害防治与抢修
5.1 一般规定
5.1.1 危害桥梁的主要灾害有洪水、冰冻、泥石流、地震、积雪、火灾、落石等。
5.1.4 便道、便桥一般就地取材或采用装配式构件,施工方便快捷,并满足承载能力和稳定要求,并设置鲜明的限速、限载、行车道宽度等标志。
5.2 水毁防治与洪水期抢修
5.2.1 桥梁抗洪能力评定根据桥梁实际状况按需进行。如遇设计洪水或超设计洪水,结合水毁调查,于当年进行一次抗洪能力评定;对经常受洪水威胁的山区公路桥梁,一般每年进行一次抗洪能力评定。
5.2.2 汛期的水文观测,尤其是行洪过程的水文观测,对于掌握洪水动态、判断对桥梁的影响十分重要。一般观测只记录当年最高洪水位,对于处于不良状态的河床,或因养护管理的特殊需要,则增加流速、流量、流向等观测项目,并观测河床断面冲刷情况。
水位观测一般采用水尺测读,水尺设置在桥台、桥墩或调治构造物上。未设置水尺的,则用水准仪巡回测量洪水线高程。流速和流向观测一般采用浮标法。
5.2.4 增设和调整各种调治构造物,需引起重视。引起河势变化的因素较多,一般说来,修建桥梁、设置调治构造物都会引起河道水文条件的变化,有的变化可能与原设计的目的不符,因此,调治构造物的设置往往不能一劳永逸,在桥梁的使用过程中,需结合抗洪能力评定工作勤加检查,并采取相应的工程措施。
防撞设施的形式根据流速、水位、漂浮物多少、流量大小等选择,一般采用单桩、群桩或三角护墩等。
5.2.5 加强恶劣天气、汛期的巡查,灾情发生时,及时启动应急预案。当桥梁损坏危及行车安全时,立即封闭交通。
5.3 冰害防治
本节为新增内容。
5.3.1 桥梁冰害包括桥面积冰及桥下河床积冰或流冰对桥梁自身安全、行车安全造成的危害,其中桥面结冰对行车安全危害最大,需要提前做好预防措施和抢修方案,确保桥上行车安全。
桥面积冰在冬季雨雪过后较为常见,涎流冰严重时也可能拥上桥面造成积冰。桥面积冰主要防治措施是既要及时除冰,同时又要撒铺防滑材料,增设警示或预告标志,确保桥面行车安全。
桥梁雪害主要是桥面积雪病害,桥面积雪与桥面结冰往往相伴发生,其防治办法与道路雪害的防治办法基本一致。桥面积雪的防治措施主要是及时清除积雪,通过撒铺防滑材料提高桥面的防滑能力,增设警示或预告标志提醒驾驶员减速慢行,避免交通事故。另外,有关调查资料及研究成果显示,氯盐类融雪剂对桥面混凝土腐蚀严重,并对混凝土抗冻性产生不利影响,在桥梁冬季养护中一般不使用。
5.3.2 对于一般中、小桥梁,由于水源不大, 防治冰害的主要方法是通过工程措施,截流或防冻疏流,减少桥下结冰积冰,避免堵塞河道。
5.3.3 对于大江、大河等桥下结冰严重的桥梁,由于气温突变河流解冻可能产生大量流冰(冰凌)。大量冰凌流动可能对桥梁墩、桩柱、台和导流坝产生撞击或挤压,阻塞河道。冰压力及冰凌撞击力有时非常巨大,远远超出设计允许值,需要及时采取爆破等措施减轻其危害。
本条规定了对冰凌进行有效疏导的预防措施,当冰凌大量聚结在桥梁附近,严重威胁桥梁安全时,需要果断实施爆破。
5.3.5 中重冻区山岭公路经常遭受涎流冰危害,涎流冰严重时也可能拥上桥面造成积冰。它悬于边坡,滞于路肩,堵塞桥涵或拥上路面,造成路基、桥涵水毁或桥涵结构损坏,轻则阻碍交通,重则发生事故。实践证明,只要精心设计,加强养护,涎流冰是可以防治的。涎流冰形成的源头是水,因此,需要强调及时排水,尤其是冰结期排水。桥涵结构物容易造成冰拥阻塞,所以设计和养护时要创造更多的畅通条件(如设保温盲沟)。
对沟谷涎流冰通常调查汇水面积、水位及流量等资料。桥涵净跨、净高一般较历年最高涎流冰水位净空加大50 cm,并在桥涵进口处设置聚冰坑。
5.4 圬工拱桥
5.4.1 含有水的岩土,当温度降至负温时,所含水将从液态转变为固态的冰,此时因体积膨胀而产生冻胀力,水还产生胶结力(冰结力)等。伴随着土中水的冻结和融化,会发生一系列冻土现象(冻胀丘、冰锥、冰湖、融冰滑塌、冰胀与融沉等),以及冻结过程水分迁移、冰的析出。这些冻土现象,构成了对工程建筑物稳定性和安全性的威胁,一般称之为冻害。
5.4.2 本条列举了针对桥梁结构因冻融循环作用引起损伤的常用抗冻措施。其中桥梁上部结构冻害防治、桥梁墩台的抗冻措施、桥涵混凝土的抗冻措施以及浆砌砌体工程的抗冻措施为新增内容。
5.4.4 本条对最常见的桥梁扩大基础和桩基础的抗冻胀措施进行了规定,各种抗冻胀措施的核心是减少基础侧面的摩阻力,限制不均匀冻胀发生。其中对桩基承台的抗冻胀防护为新增内容。
- 基侧换土:将基础侧面的冻胀土挖除,换填纯净的粗颗粒不冻胀土,换土厚度一般不小于2.0 m或2倍桩径。换填土下是不透水黏土层时,由于冻结时未冻水无通路挤渗排出而降低防冻胀效果,这时可以加深换填深度或采用盲沟加强排水。改善基础侧面光滑程度:将原粗糙的基础侧面改建成表面光滑的侧面,并用工业凡士林、沥青渣油或渣油表面活性剂(一般用铬盐和憎水性脂肪胺)等涂抹基础壁面,也有在侧面铺油毛毡,以减少冻结力。
- 分离式套管法:用于桩基础的防冻,套管一般采用钢或钢筋混凝土制作,为防止套管因土冻胀而被不断拔出,在套管底部加翼缘板。套管与桩之间填以砂石与渣油(或蜡)的混合料。
- 桥梁桩基承台常常因河道摆动、水流冲刷等原因部分或全部暴露在外,冬季极易产生冻胀或不均匀受力,防治办法一是对承台进行加强处理(如增大截面或配筋),使其可以承受额外冻胀力(或不均匀受力)的作用;二是尽量减弱可能产生的冻胀力(如采用分离式套管减少桩基冻胀力或采用扩大基础的防冻胀措施减轻承台受力)。
5.4.5 桥台水平冻害防治主要采取两方面措施:一是提高桥台自身的抵抗水平力能力(包括抗弯能力、抗剪能力及抗倾覆、抗滑动能力);二是减小或消除水平冻胀力的产生。
5.5 泥石流防治
5.5.1 我国的四川、云南和青藏高原东南部山地是泥石流主要发育地区,泥石流呈带状或片状分布。泥石流暴发突然,历时短,冲出的大量固体物质对桥涵等构造物造成堵塞、淤理、冲刷、撞击等破坏,也淤塞河道,迫使水流改道。在泥石流发生前,根据桥涵所在泥石流区的地质状况及强降雨天气预报,做好泥石流对桥涵影响的评估工作,明确危及桥涵安全的泥石流隐患点。
5.5.2 公路泥石流防治需根据泥石流的特性合理选用单体或有效组合的防治模式。长期受泥石流影响的公路交通干线一般采取改线绕避,无法避绕时,则将路线改在泥石流危害较轻的河岸,或提高路线高程,或在两岸间穿行,以缩小桥梁与泥石流遭遇的范围。
在泥石流或水流含砂石较多河沟上的涵洞,常常发生淤埋而失效,因此,在桥涵养护中,采取增加涵洞跨径或改涵为桥措施,桥孔尽量采用单孔跨越,以减少被泥石流破坏的机会。
泥石流是松散固体物源和水的混合体,泥石流的暴发,需要具备充足的物源和适量的水源,两者缺一不可。
拦挡坝成群建筑,坝间距离按下游回淤的泥沙能对上一道坝起到防冲护基作用为准。拦挡坝有实体坝、格栅坝、铁丝石笼坝等多种形式。停淤场一般设在经过区中、下部的扇面宽阔处,或设在两扇间的低洼处。在物源丰富的泥石流流通区,尽可能采用钢筋混凝土拦挡坝,给先到的洪水留出足够的过流通道,避免洪水的冲刷和坝体被饱水的土石“涨爆”。拦挡坝基础要尽可能进入基岩。
5.5.3 在强降雨期间,冲沟内水量突然减少、沟槽断流、沟水变浑并伴有滚石强烈冲击轰鸣声等现象是泥石流即将暴发的前兆,这些现象是对泥石流隐患点的主要监测内容。
5.5.4 泥石流对桥涵的破坏作用大,为确保人员安全,在泥石流发生时,对受影响的桥涵需要及时封闭交通。
5.6 震害防治
5.6.2 桥梁抗震性能评价,是按确定的抗震设防标准,对既有结构在现有状况下的安全性进行评估,它是桥梁抗震设计和加固的基础。在桥梁震害调查评估中,一般根据桥梁结构、周围地形、地质、水文、地震断裂带等情况,考虑塌方掩埋、巨石砸毁、泥石流堵塞、基础滑塌等地震次生灾害对桥梁的损坏。
结合历次大地震对桥梁的破坏情况,桥梁抗震评价重点关注:
5.6.5 本条明确要求在震后及时对每座桥涵进行安全隐患排查,并根据排查结果有针对性地进行维修整治。
5.7 火灾防治
5.7.1 桥梁火灾多与易燃易爆危险品运输或桥下堆积物燃烧有关。桥梁及附近可燃物通常包括:桥下及桥位附近上、下游的枯草、树枝、垃圾等可燃堆积物;梁体内及桥墩盖梁、台帽顶可燃堆积物;吊杆、系杆、斜拉索等有橡胶或 PE 防护层包裹处的易燃物。
5.7.2 高温火焰烧过的混凝土表面用水扑灭火灾时,热的混凝土表面遇水急速冷却,造成混凝土构件内外应力差,会引起混凝土开裂,加重结构损伤。部分可燃物燃烧时不能采用冷水灭火。故灭火方式需要结合火源、火势与结构物的特点合理选择。
火灾后的特殊检查内容包括外观检查、结构受力与耐久性检测评估,必要时现场取样,进行材料性能试验。火灾后混凝土结构加固一般先彻底凿除烧疏松的混凝土,确保修补物与原结构的有效黏结,加固后通常需要根据可燃物性质进行耐久性防护。
5.8 车辆、船舶、漂浮物撞击及山体落石的防治
5.8.1 防止车辆撞击桥梁,一般采取顶升上部结构或下挖被交路的改造措施;如无法改造,则考虑设置限高门架或其他防撞设施。
墩台防撞设施一般选择防护效果好、占用空间小、利于更换、具有柔性消能的防撞装置。
5.8.2 桥梁墩台防船舶撞击保护设施通常按下列形式设置:
5.8.3 落石损伤桥梁损伤处治,为根治病害,减少再次落石的可能,通常与边坡整治一并实施。边坡防护首先分析各类边坡的稳定特性及可能的落石轨迹,因地制宜,采取不同的处治措施。
主动防护主要包括刷方、防护工程、支撑工程等,被动防护主要包括遮挡工程、拦截工程等。