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基础设施震害

[日期:2014-08-17]    [字体: ]

 

公路路面与路基震害

交通系统由路基路面、桥梁、涵洞、隧道、车站、信号监视设备等构成。

(1)路面开裂或沉降。 路基和路面横向或纵向开裂、沉陷、鼓包,路面冒砂等。开裂地段往往位于砂土液化或软土震陷区,地下水位高且没有良好的排水措施。 

(2) 高路基破坏。  在桥头或河、湖岸边等水域附近,或山地的高路基,发生下沉、塌陷、开裂。 

 

 

     2008年汶川地震彭州银厂沟路基破坏。    

 

(3) 路基错断。  路基被断层或大型地裂缝错断,发生沉降或隆起。 

(4)路堑和护坡破坏。 岩土崩塌或滑坡掩埋道路是常见的公路震害,路基随山体一起崩塌和滑落(塌方)是山区公路震害特点。

 

     

2004年日本新潟地震公路路基塌方。 

铁路路基轨道震害

(1)路基破坏。 路基因砂土液化或震陷而沉降,致使铁轨下沉或严重弯曲;地震断层使地面隆起,造成路轨破坏。铁路路基常受到塌方和滚石的破坏。

 

 

1976年唐山地震通陀线铁路路基水平弯曲。    

 

             2008年汶川地震崩塌滚石造成铁路路轨破坏。

 1995年日本阪神地震城市高架铁路破坏。

 

 

桥梁震害

桥梁是交通系统重要的工程结构,包括基础、桥墩、桥身(上部结构)和连接构件等部分。桥梁震害主要现象:

(1)基础失效。基础震害主要由地基土或岸坡的滑移造成,多与地基液化相关。

 

 

1976年唐山地震唐遵线陡河桥因河床液化桥墩折断歪斜。  

 

 

  2008年汶川地震山体局部滑坡造成百花大桥破坏。

 

2008年汶川地震断层错动造成小鱼洞钢构桥破坏。

 

(2)桥墩震害。 主要有弯曲破坏和剪切破坏两种形式。剪切破坏一般发生于矮桥墩和墙式桥墩;弯曲破坏一般发生于细高的柱式桥墩。桥墩折断倒塌引起桥梁整体坍塌。 

(3)连接构件震害。 桥梁支座、伸缩缝和剪力键等连接构件是桥梁的抗震薄弱环节,历次大地震中都有此类破坏发生。 

 

1976年唐山地震京山线滦河桥支座破坏。

 

(4)桥身(上部结构)震害。梁式桥上部结构最严重的震害形式是落梁。梁式桥支座对水平变位约束很弱,支承长度不足时则导致落梁破坏。

 

 

2008年汶川地震中都江堰庙子坪大桥一跨落梁。

 

高架桥震害

(1)落梁破坏。

(2)桥墩开裂,折断。部分高架桥有多个弯曲的引桥(匝道),地震作用下受力状态更较复杂。

 

1989年美国洛马普林塔地震普拉斯双层高架桥,上桥垮塌,压在下桥,因地震发生在白天,车流量大,因此造成60余人死亡,是此次地震伤亡最集中场所。

 

1994年美国洛杉矶北岭地震高架桥垮塌。

 

隧道震害

隧道属地下结构,震害相对地上结构要轻。常见洞口和衬砌破坏。衬砌裂缝或部分塌落;洞口有临空面,洞口及其护壁破坏,因山体滑坡、崩塌而被堵塞或掩埋。

 

 

2008年汶川地震隧道混凝土衬砌裂缝。

 

 

2008年汶川地震毛家湾隧道洞口堵塞。    

                           

港口工程震害

    港口是水运交通的枢纽工程,含防波堤、码头、靠船设施、仓库、堆栈、吊车、运输线路等,有的港口还建有船台、船坞和其他辅助房屋。港口设施在地震中有不同程度的破坏。 

    码头破坏形式是地面裂缝、倾斜、滑移、沉陷。码头地基往往是砂土、软土或人工填筑的地基,地震中易发生液化和变形,向水域倾斜滑动。

 

 

 1995年日本阪神地震码头部分沉入水中。

 

电力工程震害

电力系统由发电厂、变电站、输电塔架和线路、配电线杆和线路等组成,其中变电站的高压设备最易遭受地震破坏。

(1)发电厂破坏。主要是厂房破坏,且砸压机器设备,造成停产。

 

 

2008年汶川地震江油发电厂厂房屋顶塌落,砸坏两组发电机组。

 

(2)电气设备破坏。如变压器、高压开关柜、断路器、隔离开关、电流互感器、避雷器、棒式绝缘子等,这些设备多有瓷质绝缘器,是供电系统中最薄弱的构件;尤其瓷瓶在地震时容易发生脆性破坏。

 

 

2008年汶川地震安县变电站瓷质绝缘柱折断。

 

(3)输电线路。高压输电线塔主要因滚石砸坏,有时因构件屈曲失稳,母线在与高压设备接头处脱落。配电线路震害主要是电线杆倾斜、断裂,户外变压器倾斜、跌落等。 

 

2008年汶川地震高压输电线塔被滚石砸坏。 

 

供水工程震害

    供水系统包括取水设施、净水设施、泵站、供水管道、水塔及相关设备,供水系统最显著的震害是地下管道的破坏。

     脆性材料管道较延性管道破坏重;管径越小越容易破坏;埋深浅的管道比埋深大的破坏重;年代久、锈蚀严重的管道容易破坏。场地对管道破坏率有控制作用,凡产生液化、沉陷、滑移的不良场地,管道破坏率显著高;液化场地产生流滑、断层错动是管道破坏的直接原因。 

管道主要震害现象:

(1)管道接头破坏。 接头是地下管道的薄弱环节,地震地基变形造成接头开裂、折断和拉脱。

 

1995年日本阪神地震管道弯头接口横向断裂。

 

(2)管道管体破坏。 由地表断裂、液化、沉陷、岸坡滑移等地基变形导致管道本体被拉断,常见于铸铁管。 

 

 2008年汶川地震铸铁管道破裂喷水。

 

(3)连接件破坏  三通、法兰盘、阀门等管道中的连接件亦是抗震薄弱环节,常见破裂等损坏。

        2008年汶川地震管道连接件破坏。

 

 

通信工程震害

    通信系统含汇接中心(通信中心)和通信线路,包括各类通讯设备、中转站、天线塔架、线路和相关建筑。其震害主要震害表现为建筑破坏和设备破坏。 

    (1)通信建筑物破坏。通信系统的主要震害是建筑破坏,砸压设备,导致通讯系统瘫痪。 

    (2)通讯设备破坏。通信设备一般重量轻,震害表现为因设备固定不牢靠引起的倾斜、倒伏,接线拉断和元件损坏;蓄电池倾倒断电造成运行中断;以及楼顶天线及支承结构因地震反应强烈而破坏。

 

 

 1996年云南丽江地震通讯设备倾倒,影响正常使用。

                       

    通讯线路塔架震害主要是在山区被滚石砸倒。有线通讯线杆倾斜或倾倒致使信号线拉断。

2008年汶川地震移动通讯塔被滚石砸坏。 

 

输油气工程震害

    输油气系统包括远距离的石油、天然气输送系统以及城市燃气供应系统等。一般由油气生产设施,油气贮存设备(储罐),控制设备,油气管道,加热、调压或加压设备及相关结构组成。

    输油气管道一般为钢质管道,主要震害现象: 

    城市煤气管道最常见的破坏是进户管道因建筑物破坏而被砸坏,埋地管道也会破裂,破坏集中在接头、焊缝、弯头等薄弱处。

 

 

2008年汶川地震埋地燃气管道破坏。

 

1994年美国洛杉矶北岭地震输油管道破坏漏油着火。

 

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