一、項目概況
瑪納斯河大橋位于新疆烏奎高速公路瑪納斯縣西南約3.3公里。該橋上部結(jié)構(gòu)為13孔25米預應力混凝土T梁，跨徑組成（5×25+3×25+5×25）m,橋面連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩，擴大基礎，橋梁全長330.89米。該橋于1997年9月開工，2000年8月竣工（概貌見圖1-1）。
圖1-1 橋梁概貌
該橋跨越瑪納斯河，水源主要來自天山山區(qū)冰川融雪和降水，年內(nèi)降水分配極不均勻。夏季隨氣溫升高和降水量增大，導致河水流量增長迅速，可能形成季節(jié)性洪水。原設計勘察時，橋位處瑪納斯河自然縱坡8‰，河床內(nèi)多亂石飄石。洪水時，河水流量驟增，且流水集中，沖刷下切能力強。
該橋運營10年來，瑪納斯河橋上下游挖沙嚴重，河道內(nèi)多采砂深坑，河床沖刷、下切非常嚴重。以5號墩為例：1996年3月前，設計調(diào)查時，5號墩地面線標高約520.40m，2000年竣工時，基礎底面標高513.75m，基礎埋置深度6.65m，其他各墩基礎埋置深度多為6.6～7.0m。2010年7月30日，現(xiàn)場踏勘情況表明，目前基礎已經(jīng)沖刷至第三層臺階1/3處，約514.41m，由此可以推測，目前實際沖刷已達6.0m。
2010年7月30日，瑪納斯河洪水流量490m3/s，洪水主要集中在4～7孔；2010年8月14日16:00左右，瑪納斯河大橋上游幅7號墩發(fā)生基礎傾斜沉陷險情，橋墩混凝土局部破碎，橋面下沉約39cm，橋墩蓋梁橫向偏移約30cm。橋梁交通中斷（見圖1-2）。
二、橋梁主要險情原因分析
經(jīng)現(xiàn)場踏勘及初步分析計算，瑪納斯河大橋橋位處，地基強度達400～550kPa，原橋墩基礎設計承載力有較大的安全儲備。橋梁產(chǎn)生病害的主要原因系7號墩基礎由于沖刷產(chǎn)生不均勻沉降，造成基礎傾斜滑移及墩柱破壞。而河道采砂，是造成河床嚴重沖刷的主要原因。
竣工資料顯示，該橋7號墩2000年竣工時，地面線高程520.4m，基礎底面標高513.74m，基礎埋置深度6.65m，2010年8月14日，現(xiàn)場踏勘情況表明，目前7號墩上游側(cè)基礎，已經(jīng)沖刷至第三層臺階底部，約513.7m，由此可以推測，目前實際沖刷已達6.7m以上。
三、橋梁搶險工程設計思路
3.1、設計原則
本項目在加固設計階段應重點貫徹“安全、可行、經(jīng)濟、便捷”的總體設計原則。
1、設計科學合理，安全可行，滿足技術(shù)與使用安全的要求；
2、設計方案不對主要承重構(gòu)件造成損傷；
3、加固后橋梁基礎能滿足設計荷載標準的使用要求，并有一定的安全儲備；
4、施工簡便，快捷，加固施工過程將社會影響降至最??；
5、加固設計與河道整治及水工構(gòu)造物設計結(jié)合。
3.2、設計目標
1、恢復橋梁基礎原有的設計承載力，保證橋梁基礎的強度、剛度和耐久性，切實起到修繕作用，保證安全正常運營。
2、維修加固方案技術(shù)合理，造價經(jīng)濟，施工便捷。
3.3、搶險方案
本方案對7好墩頂傾斜主梁，采用臨時支護措施，并拆除原橋墩及蓋梁，在原基礎位置重新設置擴大基礎，加深加寬原基礎，并重新澆筑原橋墩及蓋梁，并更換橋梁支座，恢復橋面線型。針對下游側(cè)6號墩、上游側(cè)5號墩等已發(fā)生輕微沉降的橋墩基礎，采用鋼花管注漿錨桿進行地基注并在原基礎周邊，澆筑帶裙墻的擴大基礎的方案一并進行加固。
7號墩主要施工工序如下：
1、在原橋墩上下游兩側(cè)處，澆筑臨時條形基礎；
2、條形基礎上設置鋼結(jié)構(gòu)臨時支墩；
3、在新增擴大基礎上，設置鋼結(jié)構(gòu)臨時支墩；
4、架設貝雷梁、并設置斜撐；
5、解除橋梁縱向聯(lián)系，主梁頂升至略高于原設計標高，并調(diào)整橫橋向線型；；
6、拆除原結(jié)構(gòu)蓋梁和橋墩；
7、針對原基礎地基，采用鋼花管注漿錨桿進行地基注漿；、
8、在原基礎周邊，澆筑帶裙墻的擴大基礎；
9、立模澆筑新橋墩、蓋梁、擋塊及支座墊石；
10、安裝新支座；
11、梁體復位；
12、拆除臨時鋼結(jié)構(gòu)支撐；
13、局部洗刨橋面鋪裝層，橋面縱向鋼筋連接，并恢復橋面系。
四、施工過程中的監(jiān)測要求
1、墩臺沉降和變位觀測的目的
1）、了解墩臺基礎在各個階段內(nèi)的沉降情況，實測沉降量。了解沉降的不均勻性，判定結(jié)構(gòu)物是否趨于穩(wěn)定。
2）、為施工過程，提供及時的預警信息，確保施工過程中人員和機械設備的安全；
3）、便于在以后的管理和養(yǎng)護中及時發(fā)現(xiàn)問題、采取措施、保證結(jié)構(gòu)物滿足安全使用要求。
2、沉降觀測
1）、設置觀測點：基礎觀測點對稱地設在橋墩的四角；墩臺身設在兩側(cè)與基礎觀測點對應的部位，其高度最好能在普通低水位之上。
2）、埋設觀測點：觀測點須固定可靠，可用鉚釘或圓頭鋼筋做成，打入墩身中。
沉降觀測示意 偏轉(zhuǎn)觀測示意
3）、確定水準點：應設在橋位附近且保證不受地基變形影響和施工影響，要求堅固可靠，并嚴加保護，以備長期使用。
4）、觀測儀器：用水準儀按時觀測，并記入已有表格中。
3、橋墩偏轉(zhuǎn)觀測
觀測點的布置：設在已經(jīng)傾斜的7號墩上下游兩側(cè)中心線上；
觀測點的埋設：在A點埋設一根螺栓，B點鑿槽埋設水平刻度尺；
觀測儀器的埋設：在A處懸掛垂球，讀出垂線通過B點的讀書，當墩臺發(fā)生轉(zhuǎn)動時，垂線偏離初始讀數(shù)，即可從刻度尺上讀出由轉(zhuǎn)動引起的水平位移△，其傾斜度
，L為AB間的距離。
4、觀測時間及記錄
沉降觀測應于施工開始時就開始進行，在整個施工期間內(nèi)必須專人密切觀察，隨臨時支撐設置完成，觀測時間間隔可以適當加長。工程完工通車后尚需每月觀測一次，如半年內(nèi)變位不超過3mm，即可以認為趨于穩(wěn)定，終止觀測。觀測時必須隨時做好觀測記錄，并及時整理存檔。
