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天灾面前 质量是建桥人的底气

2019-6-26 23:17
原作者: 陈博文 来自: 桥梁建设报 收藏 分享 邀请

桥梁如何抵御地震带来的危害,归根结底,质量是关键。从桥梁设计之初,到桥梁生命期满“退休”,要将高质量保障融汇到桥梁始终。

今年6月
相继发生的洪涝和地震灾害
让社会公众将目光聚焦到桥梁安全上


14日凌晨2时12分,广东省河源市源城区东江大桥(紫金桥)在洪流中突然垮塌,2辆正在行驶的小车掉落水中,1人被救起,2人失联。 

17日22时55分,四川宜宾长宁县发生6.0级地震,本次地震造成宜宾硐底大桥损毁严重,七坝村横店子大桥(七坝大桥)两边路面部分撕裂。


▲东江大桥垮塌时的监控录像

两起事件让桥梁显得有些“弱不经风”
大桥在洪涝和地震面前似乎不堪一击
这让人不禁思考
面对天灾
建桥人真的就束手无策了吗? 


探究桥梁垮塌缘由 专家各有说法


6月9日20时至10日19时30分,河源市遭受持续暴雨打击,东江水位连续上涨,全市有74个站点降雨量超过50毫米,其中64个站超过100毫米,8个站点超过200毫米。

据南方周末报道,重庆交通大学桥梁检测与评估方向博士研究生周银分析,持续的洪水侵袭应是桥梁垮塌的直接原因。

周银根据视频指出,相比其他桥墩,东江大桥中间的桥墩较为薄弱,在持续高水位激流的冲击下,这个墩子乃至整个桥梁结构都可能会产生持续振动。

根据他的分析,在洪涝灾害期间,要想减少洪流对桥梁的冲击,需要对桥梁拱脚做一些防撞击和冲刷的构造措施,以此来预防此类桥梁垮塌事故。


然而在分析桥梁垮塌原因上
西南交通大学桥梁系教授张方
有着不同的看法

张方认为,从水位线的情况看,桥梁垮塌时的水位不算特别高,但不排除由于洪水是垮塌事件的诱因。

在仔细对比东江大桥垮塌前后的图片后,张方还原了桥梁垮塌过程:当小车通过桥跨接近中间墩身位置时,桥跨从该跨另一侧近桥墩处开始从左向右垮塌,该跨垮塌后,临近跨从跨中向两侧拱脚垮塌,随后中间墩上立柱向左倾斜垮塌,最终形成了该桥中间两跨垮塌缺失的局面。

张方表示,要根据桥梁日常检测、监测情况以及垮塌后相邻桥墩变位、拱座处残存结构情况来综合分析判断桥梁垮塌的原因,不能一概而论。


据了解,东江大桥于1972年竣工,桥龄47年,桥梁的使用寿命也成为分析东江大桥垮塌原因的要素之一。

东江大桥桥体结构,是诞生于广东的悬砌拱桥设计结构,属于改革开放前我国自主研究的施工方法,解决了当时拱桥建设面临的资金与技术短缺等问题。

数十年过去了,这些诞生于特殊年代的桥梁陆续到达寿命期限,安全隐患也开始逐渐暴露。

记者查阅了相关资料发现,目前我国公路、铁路桥梁保有量很大,但公路危桥多,耐久性差。近20余年来,桥梁事故时有发生,其潜在安全、耐久问题突出,养修压力日益加大。

中国工程院院士、大型工程结构状态监测与安全控制专家杜彦良建议:

要在桥梁安全管理上,建立全寿命周期体系,贯穿设计、施工、运营、维护各个方面,形成一个完整闭环。  


思考桥梁防震之策 质量是关键


据统计,在“5·12”汶川大地震中,重灾区和极重灾区内的469座公路桥梁,有4.5%的桥梁完全损毁,4.3%的桥梁出现严重破坏,31.3%的桥梁出现中等破坏,48.3%的桥梁出现轻微破坏,只有11.6%的桥梁未出现震害。 

▲汶川地震中受损的桥梁

为什么地震对桥梁建筑的危害如此之大?

原来,地震产生出的地震波会传输和释放能量,导致桥梁在加速度影响下可能产生过大的变形和振动,如果超出了截面材料或者连接部位的弹性变形能力,就会产生不可恢复的变形。过大的刚体位移有时候会导致桥体发生较大损害,如简支梁落梁、支座遭受剪切破坏等。在结构某些部位也会产生开裂,压溃,材料屈服等局部损伤,比如桥墩底部和顶部,塔梁连接部等。

即使知道地震会对桥梁带来巨大伤害,但由于地震在时间、空间、强度方面具有极大不确定性,人们难以大范围预知地震来临的时间,因此想要提前做好桥梁防震减灾的措施,更是难上加难。

▲新建的汶(川)至马(尔康)高速克枯大桥采用预应力钢管混凝土桁架这一新型组合结构,将“大震不倒、中震可修、小震不坏”的设计理念提升,实现了8级地震可行、9级地震可修的目标。


那么,面对地震,
建桥人又该如何最大程度减轻桥梁损伤
加快抢通速度
保障救援生命线的畅通呢?

张方认为,在桥梁设计之初,一般要对桥梁有针对性地进行抗震分析和设计。在地震发生后,首先要对桥梁进行专业检测和评估,并根据评估结论进行加固设计,其中包括复位、截面补强、结构性改造加强、附属设施更换和修补等几个方面。当然,在抗震救灾时也会有应急的评估和临时加固措施。

▲我国首座跨越地震活动断层的跨海桥梁——海南海文大桥的抗震设防裂度为8度,其抗震设防烈度为目前国内最高。

四川省勘察设计协会抗震防灾分会副会长潘毅从抗震的角度提出了六点建议:
第一,抓好既有结构的抗震鉴定与加固,以及新建结构的抗震设计;
第二,积极推广减震、隔震的技术;
第三,合理选址,注重结构的概念设计,设置多道抗震防线,并进行抗倒塌的验算;
第四,注意非结构构件的抗震能力,避免女儿墙、填充墙、吊顶等威胁;
第五,加强有关部门之间、部门与地方之间协调配合和应急联动,统筹城乡防灾减灾救灾工作,健全防灾减灾信息资源获取和共享机制;
第六,加强抗震防灾宣传和教育,提高人们的防灾意识。

▲港珠澳大桥上安装的橡胶隔震支座,长1.77米,宽1.77米,是目前世界上尺寸最大的橡胶隔震支座。

桥梁如何抵御地震带来的危害,归根结底,质量是关键。从桥梁设计之初,到桥梁生命期满“退休”,要将高质量保障融汇到桥梁始终。

正如中铁大桥局党委书记、董事长刘自明在2019世界交通运输大会上所言:“我们的桥梁从规划、设计、施工、运营、维护,执行的是‘全寿命周期质量理念’,这就是一种新的质量观。”

▲港珠澳大桥的抗震烈度为9度,设计寿命120年,图为中铁大桥局承建的港珠澳大桥九洲航道桥。



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