市政道桥设施震灾受损特征与恢复重建技术对策

中图分类号：[TU997]

摘 要：本文介绍了“5.12”汶川地震灾区部分市政道桥设施的典型损毁情况，并对损毁原因做了认真的分析，希望能为今后地震区市政道桥设施的设计提供一些有益的参考建议。

关键词：“5.12”汶川地震，道桥损毁

The representative damaged conditions and simple analyses of bridges & roadswhich suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake

Chen Jingang

( South-west Municipal Engineering Design & Research Institute of ChinaChendu610081)

Abstract: In this paper,the author introduces the representative damaged conditions of bridges & roads which suffered great damage due to the 5.12 Sichuan wenchuan earthquake.The causations of the damage are seriously analysed subsequently.I hope this paper can offer some useful referrence to the design of bridges & roads which will be built in seismic region in the future.

Keywords：5.12 Sichuan wenchuan earthquake, damaged bridges & roads

1.概述

“5.12”汶川地震及其引发的各种次生灾害给灾区市政道桥设施造成了严重损坏，据四川省建设厅统计：39个极重灾区和重灾区县（市、区）受损道路长2034km，桥梁408座，与市政道路配套的供水管道受损2471km，排水管道（污水）765km，燃气管道2409km。

据《汶川地震灾区市政公用基础设施重建规划》测算，恢复重建市政道桥设施需投资223.67亿元（不含乡镇），配套供水管道需投资32.79亿元，排水管道需投资31.37亿元，燃气管道52.85亿元（含场站建设）。

2.道路桥梁损坏的主要类型

根据灾后检测调查，除了位于震中的北川、汶川、青川县城及映秀、汉旺、虹口、漩口等乡镇外，灾区城镇市政道桥交通设施受损破坏程度比公路要低很多，其主要表现类型为：

1﹑道路整体损毁：大面积山体崩塌、滑坡将道路桥梁整体掩埋、外推、淹没或冲毁，致使路段整体被摧毁，阻路现象尤为突出。此种类型主要发生在北川、汶川、青川县城及映秀、汉旺、虹口、漩口等乡镇的城镇道路及极重灾区县城对外交通通道上。

2﹑路基沉陷与开裂：处于沿溪（河）线处的道路，因地震的强烈纵横波使路基向河流方向滑移，造成路基沉陷、开裂及严重变形，此类现象比较常见。

3﹑路面损毁：地震引起山体上松散的岩体崩塌滚落，导致路面被砸出大大小小的坑槽，落实较大时，起水泥砼路面断板，此类现象多在城镇对外交通通道上。

4﹑路基淘空：沿江（河）修建道路靠河一侧，支挡结构物被毁，路基失去侧向约束而向河道方向滑移，造成填方路基被淘空。

5﹑路基边坡垮塌：强烈地震造成挖方边坡失稳坍塌，路基路面被埋，此类现象多为发生在片区之间连接通道。

6﹑桥梁结构性垮塌破坏：地震引起桥梁变形骤增较大，超出原设计控制范围，从而导致桥梁结构性破坏直接垮塌，如小渔洞大桥、百花大桥、南坝大桥等。

7﹑桥梁构造性破坏：主要是支座、伸缩缝、防震挡块、桥面系及局部承压构件（牛腿）、拱圈的开裂、位移、砼碎裂，如青城大桥、通济大桥、绵阳机场高架桥、绵竹回澜桥等。

8﹑交通管理设施与服务设施建构筑物因地震引起垮塌破坏，如崇州客运站、都江堰客运站等。

震后的小渔洞大桥

震后的百花大桥

震后的小渔洞大桥拱脚破坏

震后的小渔洞大桥引道破坏

3.震损的主要特征

对灾后进行的检测调查资料分析，可以总结出市政道桥受损具有的主要共性特征有：

1﹑同一地区高等级道路桥梁受损程度相对较低；

2﹑上承式实腹拱桥受损程度比其它桥型相对较轻，基本上没有发生毁坏性破坏；

3﹑圆形、方形等规则形状的构筑物破坏程度较低，因其结构重心与几何形心相吻合，抗震性能较好；

4﹑采取圬工支挡结构的路段，其破坏程度远低于未作支挡或简易支挡的路段；

5﹑人行天桥比车行桥梁受损影响相对要大，主要原因是其刚度偏小，构件形状不规则，变形受阻；

6﹑地道（隧道）结构受损轻微（仅在洞口出现崩塌、落石），灾后都能正常使用；

7﹑钢结构因其延性较好、抗震能力强，损毁情况较少（包括吊桥）；

8﹑地震波传递方向（水平）与结构破坏程度有很大关联性。

4.恢复重建技术对策

自然灾害是不以人们的意志为转移的，地震灾害无法抗拒也还无法精确预测预报。本次“5.12”汶川地震震级之高、破坏力之大也是千年不遇的，据测定，其释放能量相当于二战末期美国投放在日本广岛原子弹的1000倍。但是，从工程技术角度而言，作为设计施工建设管理者，应从中总结经验，吸取教训，在灾后恢复重建中采取有效的工程技术措施，有效提高城镇基础设施的抗震减灾能力。城镇市政道桥设施恢复建设应对以下几个方面予以重视：

1﹑增强“地质定线”意识，重视场区内局部地质调查分析工作。道路设计选线阶段，除了“功能定线、环境定线”之外，应该同时进行“地质定线”，即以沿线地质灾害影响分析优选确定道路线形方案；一旦线形方案确定之后，应对桥涵、地道、高填方高边坡路段进行深入细致的地质勘察调查研究工作，掌握尽量详尽可靠的基础资料，对邻近地震活动带和地形、地貌变化较大地段尤其应注意局部地质条件的差异性分析论证，采取必要的工程措施，避免潜在的地质病害威胁影响。

2﹑桥涵地道等建构物的方案选型，应注重其抗灾害性能分析论证。作为城镇道路网上重要的桥涵、地道工程，其首要是交通安全的功能需要，其次才是城市环境景观需要，应以功能为主兼顾环境景观效果。因此，须对结构方案的抗震抗灾性能进行分析论证并作为确定方案的重要指标之一。结构受力体系应简洁明了、构件材质应均匀一致、轮廓尺寸形状规则、结构重心与几何形心尽量重和，以提高其抗震性能。

3﹑道路建设配套的地下管线尤其是管径较大的排水、电力管沟，应与道路桥涵恢复重建同步实施，对其管材选用及管道回填压实质量控制应予加强，以免管线受损破坏漏气、漏水导致交通中断。若有条件，可采用地下综合管沟（共同沟）方式敷设地下管线，既提高运营安全可靠度，也便于日常维护检修。

4﹑道路恢复重建中，对外交通出入口（与国道、省道相连接）及学校、医院、防疫、消防、战略物资储备点等重要设施与城市主干道相连接的通道设置，应满足总体规划与专项规划的设置要求，提高其安全可靠性，保证突发事件或自然灾害发生时的道路畅通。

5﹑既有道路桥涵构筑物应进行可靠的检测评估，据此确定必要的改建、扩建、加固方案，以便充分利用原有设施。如道路改扩建时，应尽量利用原路面结构层作为路基（路床），避免过度挖除形成新的建筑垃圾；桥涵加固改建（重建）时，应对原桥存在病害、病因进行深入分析，采取有针对性的的工程技术方案，其标准亦应按原桥设计标准执行；拆除重建时，按新标准及规划确定的规模进行实施建设。

6﹑桥涵、地道构筑物设计中，应注重细节构造处理措施的完善优化，如支座、伸缩缝、防撞护拦、防震挡块、减震设施、支点处局部抗剪切设施等，应充分考虑最不利条件的受力变形需要，避免灾害发生时引发的二次事故。

7﹑严格执行《公路工程抗震设计规范》、《公路桥梁抗震设计细则》、《城市桥梁抗震设计规范》等技术规范，合理确定抗震设防等级标准，有针对性地完善相应抗震设防措施。我国地震烈度区划是以县（区、市）为单位，由于地域辽阔，同一县城不同地段的地质构造会有较大差异，应根据工程项目所在地的地质实际情况、桥梁规模及重要性要求分析确定切合实际的地震设防等级、标准、参数，按照规范要求进行设计复核，采取行之有效的防震技术措施，如加大墩柱配筋率、加大防震挡块结构尺寸与刚度、慎用牛腿支撑受力（不得已使用牛腿应加强防落梁措施）、高墩柱重视系梁设置、简支梁梁端设置减震缓冲橡胶垫块、多跨连续桥梁根据墩高不同采用不同断面尺寸以适应水平变形受力等。灾后调研报告表明：部份桥梁破坏原因与设计阶段忽视抗震设防要求，构造处理不当有较大的关联性。

8﹑尽量利用建筑垃圾。震灾产生的大量建筑垃圾，经筛分处理之后，可作为路基填料或路面结构层骨料。道路恢复重建中应按照《地震灾区建筑垃圾处理技术导则》要求，经试验、分析论证后，最大限度地利用建筑垃圾，减少环境污染。高填方路段可以酌情推广使用。

参考文献：

[1] 李建民、冯际安、金大勇、陈金刚，“5.12”汶川地震灾区桥梁典型损毁情况与原因浅析，城市道桥与防洪，2008.8。

[2] 公路工程抗震设计规范，JTJ 004-89。

[3] 公路桥梁抗震设计细则，JTG/T B02-01-2008。

[4] 城市桥梁抗震设计规范，CJJ 166-2011。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。