近接桥梁爆破震动测试与安全分析

近接桥梁爆破震动测试与安全分析

张俊李欣杭

重庆市市政设计研究院工程检测中心重庆400000

摘要：在建厦漳跨海公路大桥西侧路基爆破开挖，爆破区域距在建桥墩台最近仅40m。本文对近接桥梁爆破震动进行了测试与安全性评价分析，得到了爆破装药量极限值，并桥梁震动进行了安全评价分析。爆破装药量控制在极限值以内能确保在建大桥的结构安全。

关键词：近接桥梁；爆破；测试；评价；结构安全

0前言

爆破震动，有时称为爆破地面运动，它是由爆源释放出来的地震波引起的地表附近介质质点的振动[1]。当炸药在岩体中爆炸时，一部分能量对周围介质产生扰动，并以波动形式向外传播[2，3]。对于连续梁桥，在爆炸冲击荷载作用下，跨中是其桥面抗爆性能最为薄弱的位置，当装药量相同时，桥梁的破坏程度与比例距离成反比关系[4]。

本文结合现场实际情况，对近接桥梁爆破震动进行测试，并分析评价桥梁的结构安全，确保路基爆破施工时和桥梁结构的稳定。

1工程概况

港尾镇沙坛村崎头山需要进行开采爆破，爆破区域东侧为在建厦漳跨海公路大桥，爆破区域距在建桥墩台最近仅40m，厦漳跨海大桥工程起于在建的厦门至成都国家高速公路青礁枢纽互通，在爆破施工中必须确保该在建大桥的绝对安全。根据项目特殊要求，对在平整场地爆破施工中，临近厦漳大桥南汊南引桥200m范围内，需要进行监测工作，如图1所示。

图1爆区环境平面示意图

2CD振动控制限值确定

在爆破工程中，振动控制参量可采用地震动加速度、速度和位移。从物理机制分析，加速度与惯性力相联系，速度与能量相关，而位移则反映变形。实践证明，振动速度与建筑物和构筑物的破坏和结构的失稳相关性较好，因此，目前国内外大多采用振动速度作为控制参量。

在《爆破安全规程》（GB6722—2003）中，未针对新建大型桥梁做出专门的爆破振动安全允许标准，考虑到厦漳跨海公路大桥工程的重要性，综合多方面因素，最终确定厦漳大桥南汊南引桥桥墩台基础地面质点允许振动速度值限值为2.0cm/s。

3测点布置及传感器安装

监测点能反映桥梁震动响应，在桥梁最近区域布设4个测点，4个测点分别布置在29#墩承台位置、29#墩墩顶桥面位置、30#墩承台位置、以及32#桥台位置，测点布置示意如图2。

图2前期监测测点示意图

工程爆破施工中，爆破振动会对结构所产生的影响，因此需要进行安全监测，采用量化的方式描述结构的响应，以此来评价结构的安全。目前，TC-4850爆破振动仪是国内最先进爆破测振仪，该仪器配套了速度传感器，可实现多通道数据采集、存储和分析，如图3所示。

图3TC-4850爆破振动仪器

4测试结果及分析

对漳大桥南汊南引桥总计进行了69次监测爆破，采集276测点振动数据，其中桥墩基础与桥台振动速度5次超过允许地面质点安全振速2.0cm/s。

在这5次爆破监测中29#桥墩基础处质点振动速度峰值最大为2.351cm/s，32#桥台处质点振动速度峰值最大为5.307cm/s，均大于大桥设计提供的允许地面质点安全振速2cm/s，爆破震动主频在11～27Hz范围内。桥墩位置桥面处质点振动速度峰值最大为3.122cm/s。

5结论

综上所述，厦漳大桥南汊南引桥桥位近区爆破施工监测中，桥墩与桥台基础振动速度5次超过安全振速，32#桥台处质点振动速度峰值最大为5.307cm/s，远大于大桥设计提供的允许地面质点安全振速2cm/s，对厦漳大桥南汊南引桥结构耐久性产生一定影响。

参考文献：

[1]牟杰，王仲琦，于成龙.耦合介质对炸药震源爆炸地震波能量和主频影响规律试验研究[J].兵工学报，2014（s2）：115-121.

[2]金辉，李兵，权琳，等.不同边界条件下炸药水中爆炸的能量输出结构[J].爆炸与冲击，2013，33（3）：325-329.

[3]武旭，张云鹏，郭奇峰.台阶地形爆破振动放大与衰减效应研究[J].爆炸与冲击，2017，37（6）：1017-1022.

[4]王向阳，冯英骥.爆炸冲击作用下连续梁桥动力响应和影响因素研究[J].爆破，2017，34（3）：104-113.