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公路工程抗震加固及抗震设防

发布日期:2019-03-18 13:18:55     点击次数:1160次     来源:建筑网

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一、我国公路工程抗震加固的特点

我国西部多为山岭丘陵区,地形、地貌和地质水文条件复杂,其桥梁结构的典型特点是上部结构弯、斜、坡,下部一般为高墩且墩高相差悬殊,属非规则桥梁。西部又是我国的地震多发区和强震区,我国6个地震活动带中有4个分布在西部,其强度大、频度高,因而西部公路工程抗震问题是我国工程抗震的重点和难点。随着西部开发战略的实施,大量工程急需解决公路工程抗震设计、抗震性能评估及抗震加固问题。

近十几年来,通过对震害的认识,国内外在场地地震动参数、桥梁抗震设计和桥梁抗震性能评估方法等方而取得了许多成果。应用概率方法预计地震动参数、多级抗震设防、能力设计原则及延性抗震等已用于许多国家的桥梁抗震设计和抗震性能评估,但在路基和挡土墙、隧道、边坡的抗震设计和抗震性能评估方法等方而进行的研究工作很少。1980年颁布的中国地震区划图采用了概率水准下的地震动参数,比前几个版本更详细、合理。

我国现行的公路工程抗震设计规范和铁路工程抗震设计规范只局限于针对规则桥梁,采用单一的抗震设防标准进行设计地震作用下的强度验算,没有真正体现和采用具体措施来确保桥梁结构的整体延性,也没有采用能力设计方法来防止地震作用下结构可能产生的剪切破坏。在桥梁抗震性能评估和抗震加固方而,公路行业还没有统一的评估方法、评估指南或规范,也没有抗震加固手册。由于规范的局限性和西部桥梁结构的复杂性,新建和已建的桥梁难以保证结构的抗震安全性。我国为地震多发区,发震频繁且烈度高,为保证生命线工程的安全,减少震后次生灾害引起的损失,急需加强对公路桥梁的抗震性能评价及抗震加固技术的研究。

二、道路抗震加固技术研究的现状

对位于地震区的道路工程(含路基、挡土墙、边坡和隧道等),由于饱和砂土在地震的作用下易造成砂土的震动液化,因而必须研究道路工程的抗震性能,为道路工程的抗震措施设计提供可靠的依据。1965年智利的Elcobron尾矿坝的地震溃坝引起了世界各国学者对土工构筑物抗震性能的关注,从此许多学者致力于土工构筑物的动力性能和地震稳定性研究,并不断地发展和完善抗震理论。

过去对道路工程的抗震研究,大多是针对地震荷载作用下路基边坡的液化稳定性问题,而对地震荷载的处理主要采用边坡动力稳定性的拟静力分析法。拟静力分析法只适合在动荷载作用下不会引起土的强度降低的土工构筑物,因此应采用地面运动加速度时程曲线进行动力强度变形分析法。国内外学者在动力分析中做了大量的工作,并取得了进展,但同时还存在不足:上述动力反应分析是用确定论方法进行的;主要是进行强度分析,而对液化造成的破坏产生过大的永久变形研究不够;对固体的阻尼及其阻尼理论的研究虽有近百年的历史,但有不少问题尚未得到解决或得到比较满意的解决。

三、抗震设防是公路工程安全的基本保障

公路工程前期工作是整个工程建设的重要环节。公路工程抗震的关键是防御,《防展减灾法》明确提出“新建、扩建、改建建设工程,必须达到抗震设防要求,重大建设工程应进行地震安全性评价;并根据地展安全性评价结果,确定抗震设防要求,进行抗展设防。”

首先,地震区的分布是有规律的,选线设计人员及项目负责人员、公路工程的设计单位的领导都要重视这种规律,可行性研究阶段公路工程设计选线时就应尽量避开地震带,初步设计时应避开局部地震区。从汶川地震的重灾区分布来看,三江、都江堰、绵竹、北川、平武、青川等基本上都平行于京昆高速公路,在北偏东30度的纬线上,沿地震裂度带分布。由此可见,这就要求今后选线时,应更重视道路的地质选线,尽量规避地震带地区。

其次,施工图设计阶段针对实在无法规避的地震区域,应在设计时有强化抗震及治理的措施,对设计结构进行抗震验算,要满足抗震设防标准、地震烈度,同时进行地震区域的地震安全性评价工作。实现公路工程结构大震不倒、中震可修、小震不坏的抗震设防目标。特别是公路山体滑坡及其临界状态的认识需要更保守一些,更要注重边坡地质对公路的影响程度和范围,要更强调结构物的安全系数和安全储备。

四、交通工程对公路工程抗震安全进行补充

对于地震区域的公路除了公路工程结构上的抗震设防外,同时可采用交通工程方面的警示措施,在机电工程中的可变情报板中,提示驾驶员在该路段为危险的地震区域,小心驾驶;在地震发生时,可变情报板可以发出警报通知驾驶员立即离开该区域。交通安全设施方面,利用标志牌,对可变情报板进行补充,告诉驾驶员,该地区为地震多发区域,为危险路段,禁止停车与逗留,应快速驶离该路段;同时警告司机,要小心驾驶,防止山上的落石滚下、滑坡以及泥石流的发生。

五、结束语

公路工程为地震发生区域的生命线工程。一旦中断,将影响该区域的救援工作,而最有效的方法就是防患于未然,抗震防灾和抗震救灾是密不可分的。要真正实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分级设防标准,确保公路工程各结构具有足够的抗震安全度,提高公路工程的设防标准,减小“强震区”公路工程灾害损失,降低公路设防成本,确保交通生命线工程的畅通。

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