台风的考验——望东长江大桥应对台风“杜苏芮”案例分析

  以史为镜可以知兴替，以人为镜可以知得失，以自然灾害为镜可以更好地防灾减灾。总结反思应对自然灾害的经验和教训，能够找到防灾减灾的良方，避免重蹈覆辙。

  安徽省望东长江大桥（以下简称“望东大桥”）的营运养护管理单位提出了大桥应对台风天气的“三防四保”总要求；望东大桥的养护单位在长期养护工作经验基础上，初步总结出适应于安徽省特大桥抗台工作的“243570”规则，以及适应于望东大桥的“75215”规则，为其他类似桥梁应对台风工作提供借鉴。

  本文以2023年应对台风“杜苏芮”为例，分析特大型桥梁营运及养护单位应对台风天气的实践。

  台风是一种作用力强、破坏力大的气象灾害，每年给我国东南沿海地区的经济、社会和生态等方面都带来了巨大的损失。安徽省地处华东内陆，每年受台风直接影响的不多见，多数为间接影响，主要影响有大风、暴雨以及与之相伴的次生灾害，时间大多分布在在6～9月，特别是7～8月。

  根据安徽省气象局统计，近10年来影响安徽的台风总数为20个，年平均台风数目为2个，且多寡不均，2018年安徽受4个台风影响，2011年则无台风影响；有11个在8月份，占总数量的50％。影响安徽的台风路径大致分为5类，具体为：沿海移动不登陆，外围云系影响安徽；广东登陆北上在江西、湖南境内减弱消失，影响安徽；闽浙登陆偏北行路径，穿过安徽或者在安徽减弱消失；闽浙登陆偏西北路径，影响大别山区；闽浙登陆偏西路径，影响安徽南部。

  大跨径桥梁多为柔性结构，强风、暴雨诱发的风致振动对桥梁结构产生较大的坏因，影响车辆和行人的通行的舒适度及安全性，缩短部分构件的疲劳寿命，危及生命线工程畅通，社会影响巨大。

  2023年第5号台风“杜苏芮”为本年度影响我国最大的台风，于2023年7月21日上午在西北太平洋洋面生成；7月26日10时，中央气象台发布针对台风“杜苏芮”的红色预警；7月28日9时55分，“杜苏芮”在福建省晋江市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力为15级（50米/秒），7月29日8时在江西彭泽县向北越过长江，风力为8级（18m/s），当日11时被中央气象台停止编号。

  为实现台风天气下特大型桥梁安全渡台，养护公司依照营运养护管理单位及养护规范的要求，开展有明确的目的性的常常检验核查及日常养护工作。在每年6月初，在负责养护的特大型桥梁开展防台应急预防工作。针对望东大桥，台风预防工作主要以落实高界管理处“三防四保”的总要求为重点，即防风、防水、防泄漏、保安全通行、保应急处置、保监测监控、保关键设备，以确保应急物资、设备的充足、完好，具体任务清单如表1。

  在台风逼近前的应急准备工作包括成立应急指挥机构、明确重点防范桥梁（范围）、安排应急值守、风前应急检查、进一步充实应急救援人员及物资设备、确保信息畅通并按规定进行信息报送等，将应急救援力量科学安排到风险较大的桥梁中，做到科学防台、精准防台。

  上述台风逼近前的应急准备工作中，技术难度最大的是精准防台，即根据台风路径预报明确重点防范桥梁。精准防台工作的重点是合理确定台风路径预报的误差，目前尚未有法规或规范可供执行，为数不多可供参考的是中国气象局印发的全国气象发展“十三五”及“十四五”规划。根据上述文件，“十三五”期间，我国综合气象观测能力达到世界领先水平，气象预报预测能力稳步提升，台风路径预报24 小时误差由“十二五”末期的75.3公里缩小到“十三五”末期的70 公里，并将目标误差值定在65公里。

  养护公司在多年桥群养护工作经验基础上，根据国内气象预报科技的发展，基于安徽省处于台风生命周期的末期，台风速度减缓，因而24h预报路径偏差相对沿海地区小的特点，初步总结出了针对安徽省内特大型桥梁台风应急防守的“243570”规则。即当达到台风24h警戒线时，将台风预计路径上左、右两侧35Km范围内的特大型桥梁确定为台风高风险桥梁，在前期“三防四保”及应急值守工作的基础上，加大技防工作力度，将桥梁养护、结构监测、检查的技术人员投入一线h应急值守，优先布置充足的应急救援物资设备；将24h台风预计路径上两侧35-70Km范围内的特大型桥梁确定为台风中等风险桥梁，开展风前应急检查，后台安排24h结构监测值守，并布置必要的应急救援物资设备。

  在接到安徽省防指及交通运输厅关于台风“杜苏芮” 防范应对准备工作的紧急通知后，根据台风24h预报的台风路径，发现望东长江大桥正处于台风预报的路径中心，参考“243570规则”，明确望东大桥为本次台风高风险桥梁。

  望东大桥为国家高速公路网G35济广高速跨越长江的通道，跨江主桥为双塔双索面五跨半漂浮体系斜拉桥。跨径布置为78+228+638+228+78m。主梁为钢-混叠合PK型分离式双箱组合梁，组合梁全宽35.2m，设置导流板（不设风嘴），梁高3.5m。全桥共有224 根钢绞线斜拉索，最长拉索长度为348.99m，两端套筒内均设置内置减振橡胶块，PE护套外设有双螺旋线年底增设外置阻尼器。

  养护公司是安徽省公路长大桥梁结构健康监测省级平台的建设和运维单位，多年来在应对恶劣天气和突发事件工作中，多次成功运用桥梁健康监测系统以快速、实时监测和分析桥梁结构的状态，为桥梁安全通行提供技术保障。台风过境期间，应急响应工作的监测工作重点为确定若干结构监测的关键事项并科学设定超限阈值。结构监测事项宜精不宜多，通常为1-3个。

  望东大桥是养护公司台风重点防范对象，该桥自2016年底建成通车后，迄今已发生4次有记录的风致大幅索梁异常振动事件，均发生在冬季雨雪天气的15时至20时段内。2022年1月28日17:30至19:00，本桥发生斜拉索及主梁风致索梁异常大幅振动，具有索梁耦合振动的特征，其中斜拉索最大振幅约2m左右。

  本次应对台风“杜苏芮”应急响应工作中，现场工作班组根据历次应急工作经验，结合大桥历次风致索梁异常振动事件中斜拉索振动现象明显，钢混叠合梁振动不明显的特点，明确东至方向南岸江侧上游J24#斜拉索为监测和视频监控的重点。参考行业规范的有关要求，深入挖掘历次风振突发事件中结构振动数据的统计值，提出了将桥梁结构监测技术规范中用于振动超限判据的斜拉索10分钟振动加速度均方根数值转变为1分钟均方根数值，初步总结出适用于望东大桥风致异常振动的“75215”的快速判据规则，即针对南岸上游J24#斜拉索，监测该斜拉索加速度的瞬时值及1分钟均方根值，设定I级、II级应急响应报警阈值分别为700、500、200、150mg，并明确报警启动条件和响应措施，具体见下表。通过上述改进，将判定风致振动不正常的情况的时间由10分钟缩短至1分钟，提高了应急响应工作成效。

  本次台风“杜苏芮”最终从安徽省宿松县过境，台风中心位置距离望东大桥约31公里，初步证明“243570”规则的有效性。望东大桥桥位处降雨增大，结构未发生异常风致振动现象。

  台风离境后，并不代表危险完全解除，如不加防范仍存在发生“灾后灾”的可能性。此时，桥梁风后检查、损毁修复以及灾后分析总结工作成为此阶段的工作重点。风后检查除风前检查内容外，重点内容为塔柱、箱梁腔室内部是否有水渍，斜拉索阻尼器及外部护套是否脱落及损伤，伸缩缝位移数据是不是异常等，风灾损毁情况较严重时应做专项检查,进一步判明病害程度及成因，并根据检查及评定结论采取对应的养护措施。

  灾后分析总结工作的一个重点是建立灾害学习制度，通过台风后的调查评估，不断总结经验教训，改进应急预案及措施，提高应急管理的制度化、规范化和科学化水平，为日后台风应急管理工作提供了有力的经验支撑。