桥梁减灾理论及相关问题的探讨

精选文档中国桥梁减灾防灾现状灾害包括先天性的和人为造成的。自然灾害是以自然力量为主因而给人类造成的灾难。如地震、火山爆发、泥石流、滑坡、水土流失、森林火灾、干旱、洪涝、台风、风暴潮、海啸、低温、霜冻、冰雹等。随着人口的增长、科学的进步，人类向自然索取和改造自然的能力越来越大，使地球生态环境日益恶化，从而引发自然灾害或加剧了自然灾害的严重程度。例如，人类对森林的过度采伐，造成了严重的水土流失，导致滑坡、泥石流频发。人为灾害是以人的行为为主因而给人类造成的灾害。典型的人为灾难有：泄漏引起的火灾、爆炸；航船撞击桥墩等。鉴于自然灾害和人为灾害对桥梁的影响和笔者对桥梁灾害的兴趣。桥梁自然灾害主要研究地震、泥石流，桥梁人为灾害主要研究船舶的撞击。中国地震分布不规律，几乎每个地方都有发生地震的可能。而且地广人口密集，发生地震造成桥梁坍塌对社会带来的伤害是无法估量的。一场汶川地震造成道路桥梁中断，给救援工作带来很大的不便。所以要解决好地震对桥梁危害。泥石流虽然是我国经常看到的一种地质灾害，但是城市地区不常发生。一旦在有人的地方发生，可能直接覆盖整个村庄，或则是中断道路及压垮桥梁，这种后果可想而知。泥石流在西南地区比较活跃，而且这片地区有强降雨现象。我们要加强这片地区的观测。随着桥梁建设的加快，一些跨江、跨河、跨海湾的大桥也随之而来。这些大桥加快了交通的便利和经济的快速发展，而且航运贸易也成为商业项目的交通工具，进而对人民生命财产生了潜在的隐患。为了满足通航要求，合理选取跨径。但由于河流流向变动性和季节性等一些其他原因，导致撞击到桥墩，从而给桥梁的稳定性和安全性带来危害。所以需要在桥墩处设置防撞设施，起到缓冲作用，就是把撞击力吸收到防撞设施内部，然后把能力再释放出去，即把船舶弹出去。2桥梁防灾的意义多年来，工程灾害给社会带来的危害是触目惊心。而且我国又是一个灾难众多的国家，引起工程灾害的因素有自然的、人为的或者是两者相互结合。从哲学的理念讲，灾难具有普遍性，存在于一切事物中，贯穿着事物发展过程的始终。即所谓灾难无处不在，让人防不胜防。既然灾难是不可避免的，我们就要做到灾前预防，灾难发生时做好紧急应对措施，灾后做好修复加固。随着社会发展历程中，自然灾害和人为灾害给人类带来的痛苦是有目共睹的。在道路密集的桥梁上通行，灾难给人们出行带来的危害越严重，一旦灾难出现，造成的损失无法估量。桥梁是人们通行和货物运输的必经之地，道路桥梁也就成了受灾体。自然灾害和人为灾害都会给社会带来严重的后果。这些直接威胁到人们的生命财产安全，关系到人们的生存和社会的可持续发展。因此，桥梁防灾减灾是工程师必须学习和掌握的一门学科，它涵盖了土木工程、地震工程、环境工程、交通工程等多个学科交叉组合的内容。了解桥梁防灾减灾的重要性对人类社会的健康发展有着非常重要的意义。3桥梁防灾技术的不足桥梁防灾技术现状和发展趋势。现有桥梁防灾技术体系技术有抗震技术、防风技术、防抗船撞技术、安全风险评估技术等。现有桥梁健康保险技术体系包括安全检测与预警技术、全寿命提升及预防性保障技术。桥梁防灾技术存在不足，表现为桥梁防灾理论不足，现有规范和标准对防灾方面不足，缺乏对现役桥梁是否存在防灾缺陷的评估等。建议更多地开展理论和应用研究，建立防灾体系；更加注重桥梁前期设计工作，桥梁设计必须重视结构整体性能等。4桥梁灾害的类型及防护措施前面已经谈到基于自然灾害和人为灾害对桥梁的影响和笔者对桥梁灾害的兴趣。桥梁自然灾害主要研究地震、泥石流，桥梁人为灾害主要研究船舶的撞击。4.1地震浅谈及防护措施地震是一种瞬间破坏力很大、严重危及人们生命财产安全的自然灾害。地球岩石圈破裂而释放的巨大能量可以使地貌改变，山体崩塌，河川改道。地震成因：地震是地球内部物质运动的结果。地球除了自传和公转以外，内部的物质也在不断地变化和运动，可引起地球表面地壳板块运动和岩石圈的局部变形积累，导致地震运动。造成板内地震的原因非常复杂。板内地震大都也是由于板块构造运动引起的。由于软流层只是在高温高压下具有流变性质，在短期动力作用下仍具有很大刚度，而且软流层与在其上漂移的岩石层的界面很不平坦，因此板块移动的速度在时间和空间上是不均匀的，导致一个板块内也有相对的变形（包括竖向和水平相对变形）。当相对变形超过岩层或破碎带的极限强度时，就会发生断裂和错动，引发地震。地震防灾减灾的主要工程措施包括地震监测预报和工程抗震。鉴于目前地震预报的准确度有限，特别是破坏性地震的短期预报和临震预报准确度有限，加强抗震防灾规划，进行结构抗震设计和加固，提高房屋和工程设施的抗震能力是最积极有效的减轻地震灾害的工程措施。目前，比较容易实现和有效的抗震措施主要有两种可供参考。1.在墩台和梁连接的部位，安装具有高阻尼的铅芯橡胶支座。2.盖梁外侧设置防震挡块，并在梁体与防震块之间设置橡胶垫层，实施桥梁结构的减震隔震的方案。3.桥墩做成柔性墩防震措施的缺陷。例如，盖梁外侧设置防震挡块，对于小震或车辆撞击引起的微小振动可以预防，若引起的振动稍微剧烈些，这样的挡块根本不起作用的。桥墩做成柔性墩也是有局限性的，柔性墩通常都比较高，来吸收水平推力引起的位移。4.2泥石流浅谈及防护措施泥石流在我国许多山区都有不同程度地爆发，其中以西藏东南部和川滇黔等山区最为严重。受害最大的是铁路、公路等交通路线。泥石流的防止措施采用生物措施和工程措施相结合，一般情况来说，大面积的泥石流多发区域以生物措施为主，局部的泥石流地带，常以工程措施为主。很明显，采用综合治理，效果最合适。4.3船舶撞击浅谈及防护措施船舶撞击桥墩是一门综合性很强的研究课题，它涉及动力学、弹塑性力学、桥梁工程、桥梁水文、流体力学等很多交叉学科组成在一起的内容。船只要从通航区域穿过，而水中桥墩却成了阻碍交通的障碍物。由于水流方向、航道跨径、船只数量的增加以及一些人为因素。导致船舶撞击桥墩成为一门流行学科。国内对船舶撞击的研究是把船舶撞击力看作是偶然作用。将动力作用化简为水平静力作用，尽管从设计规范的角度来看其影响效果甚微，但可以看得出我国规范的设计思想不是很明朗。从能量角度而言，船桥相撞是一种能量交换，船舶动能转换为船舶与桥墩结构破坏变形消耗的内能，能量交换的越多，船舶和桥梁受到的伤害越严重。而船舶动能与航行速度和自身质量（吨级）都有关系。此外，碰撞过程往往没有等到能量交换完全就结束了，即船舶携带一部分速度滑出桥墩范围，而能量交换是否完全与船舶撞击角度息息相关：船舶正撞（船舶与桥轴线呈90夹角）的能量交换会多于侧撞（小于90）。当然，如果以桥梁是否垮塌为判别标准，桥梁自身的抗撞能力必然会加以考虑，桥墩抗撞能力与桥墩的形状、桥墩的尺寸大小、桩基设计等都有关系，简而言之，粗壮的桥墩肯定比细长桥墩要结实得多，抗撞能力更强。随着中国经济的快速发展，大跨度桥梁在江河上拔地而起，船舶运输交通业也得到了突飞猛进的进步。船只在行驶过程中不免会撞击到桥墩，不但会对中国经济造成伤害，还会对生命财产造成危害。所以要对桥墩安装防撞设施，可以根据撞击能量吸收方式和设置场所的不同，采取各种防撞设施类型。、按船舶冲