震區公路評估報告提出恢復重建建議
2008-7-28 17:38:00 來源:物流天下 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
日前,在四川地震災區公路恢復重建工作研討會上,相關部門發布了《四川汶川地震災區公路災害技術調查與評估報告》(以下稱《報告》)。《報告》顯示,在這次地震中,四川災區包括橋梁、隧道在內的公路設施受損范圍廣、規模大、程度高,但由地震直接造成破壞的比例很小,絕大部分破壞是由于次生災害。
次生災害讓路橋隧“很受傷”
據調查,汶川地震及其引發的山體滑坡、泥石流、堰塞湖等次生災害,致使四川省交通基礎設施損毀嚴重、損失巨大,其中,造成橋梁3433座共22.1萬延米受損,隧道73座共6.9萬延米受損。
由于災情發生在高山峽谷地區,地震及其引發的山體滑坡、崩塌、泥石流等地質災害,對公路路面、路基、擋防工程、橋梁、涵洞和隧道的破壞巨大。邊坡和路基開裂塌陷點多量大,許多路段的路基全無、涵洞全毀、橋梁斷塌、隧道被埋。
專家經過調查認為,汶川地震之所以給公路、橋梁和隧道造成了如此巨大的損失,主要與大地構造,區域地質、地貌、地形、氣象,地震等級和抗震設防等級有關。
根據國家地震局專家對建筑物受損情況分析,地震重災區的實際地震烈度達到了9至11度。地震實際產生的烈度遠高于設防標準烈度7度,是造成橋梁、隧道等公路設施損毀的主要原因之一。
專家認為,從總體上看,橋梁、隧道等公路設施在地震中的表現是好的,工程品質經住了考驗,公路交通在抗震救災中發揮了“生命線”的作用。
橋址橋型很重要結構形式應選好
據了解,此次汶川地震中,橋梁主要是因兩方面原因受損。一是由地基失效引起的破壞,二是橋梁結構強烈震動引起的破壞。根據上述情況,專家給出地震災區橋梁恢復和重建的原則。
首先,在橋梁選址時,盡量避開活動斷層及其臨近地段,避開危及橋梁結構安全、有可能滑坡或崩塌地段,避開有可能液化的軟弱土層地段。
其次,在高烈度地震區盡可能采用整體性和規則性好的橋梁結構,整體性好可防止結構構件及非結構構件在地震時被震散掉落。結構的布置要力求幾何尺寸、質量和剛度均勻、對稱、規則,避免突然變化。從幾何線形上看,盡量選用直線橋梁。直線橋梁最簡單,曲線梁橋的幾何形狀不規則,影響其地震反應。
專家指出,選擇合理的連接形式,對橋梁抗震能力的提升也十分重要。對于高橋墩的橋梁或小跨橋梁(或曲線梁),建議采用上部結構與下部結構有選擇性的剛性連接(固接方式);對于矮墩橋梁,上部結構和下部結構聯結建議采用支座連接方式,可以解決較矮的剛性墩吸引過大的地震力的問題。
需特別注意的是,在本次地震中,單孔大跨徑鋼筋混凝土拱橋表現良好,無重大損害,可能與單孔橋地震動作用一致性良好有關。兩跨或多跨拱橋表現好壞參半,需進一步研究。
此外,交通運輸部專家組在地震災區調研中還發現,擋塊對橋梁抗震發揮了重要作用,擋塊的設置有利于限制梁體的橫向位移,高烈度地震區應進一步加強擋塊的構造設計及施工質量控制。
規避不良地質強化耐震設計
從災區收集到的資料來看,隧道結構呈現出一些震害特點:整體上隧道結構的抗震性能優于地面結構;結構震害隨其埋深的增加有所減少;結構周邊土體的性質對其抗震性有重要影響,如建在巖基上的隧道結構要比軟基上的耐震,沿線地質條件變化較大區域的結構震害較嚴重,結構在穿越地質不良地帶(斷層)也更易于遭受震害。隧道加襯或注漿有助于提高其抗震性能;地下隧道結構的破壞程度同震級、震中距及強震持續時間等密切相關。地震波的高頻成分可能產生局部破壞;在隧道出入口、轉彎等結構的斷面形狀和剛度明顯變化部位震害較嚴重。
鑒于地質條件對隧道影響最大,因此,應從規劃、設計階段即考慮可能的變因并避開不良地質因素,并在施工過程根據現場實際地質條件,適當調整支護、襯砌的厚度和形式,以便將災害減到最低程度。
強化隧道結構的韌性與耐震設計也是明智之選。為減輕強力振動對隧道結構的破壞,建議采用全斷面鋼筋混凝土設計的思路,以適當的鋼筋量滿足最高與最低鋼筋比的要求,使襯砌的剛度與韌性處在最合適的狀態。
當然,在山高谷深地區,針對地質破碎和邊坡陡峭等難以避免的情況,可采用合理的進洞方式,保證隧道洞口的穩定。
他山石可攻玉
人類社會對結構抗震進行反思的歷史目前只有短短的一百年。從1906年美國舊金山大地震開始,到近些年的日本阪神地震(1995年)、臺灣集集地震(1999年),各個國家和地區的工程師們,通過總結以往的抗震經驗,使包括橋隧在內的抗震技術不斷發展。
專家認為,提高我國高地震烈度區域公路工程建設的水平,應在借鑒國內外經驗,同時加大科技投入,提高對地震特性的認知能力,完善相關制度。
首先,應結合對本次地震的調查和評估,借鑒國外建設經驗,檢查、評估并完善已建工程措施,改進擬建工程方案,以橋梁為重點,以設計為重心,增強全國公路建設防震抗震意識,強化設計、施工各階段抗震工作,細化防震抗震細節措施,提高綜合抗災能力,使全國公路抗震工作短期內再上新臺階。
同時,專家建議加快出版新的《公路橋梁抗震設計規范》,以支撐四川、甘肅、陜西等災區恢復重建。可借鑒日本等國家先進的抗震經驗,加大技術引進吸收力度,加強抗震技術交流與合作,盡快為我所用,進一步完善我國公路工程抗震相關標準規范,提高公路抗震技術水平。
此外,在交通運輸部正在組織的橋梁隧道工程安全風險評估研究工作中,增加地震風險評估內容。通過建立評估制度,促進我國高烈度地區公路工程抗震水平的提高。